Le cimetière géant de reptiles marins éteints était probablement un ancien lieu de naissance

Les résultats, publiés aujourd’hui dans la revue Biologie actuelleexaminez un riche lit de fossiles dans le célèbre parc d’État de Berlin-Ichthyosaur (BISP) dans la forêt nationale de Humboldt-Toiyabe au Nevada, où de nombreux ichtyosaures de 50 pieds de long (Shonisaurus popularis)lay pétrifié dans la pierre. Dirigée par Neil Kelley, scientifique de l’Université Vanderbilt et ancien boursier postdoctoral Peter Buck du Musée national d’histoire naturelle du Smithsonian, et co-écrite par le conservateur du musée des mammifères marins fossiles Nicholas Pyenson, l’étude offre une explication plausible de la façon dont au moins 37 de ces les reptiles marins sont venus trouver leurs fins dans la même localité – une question qui a vexé les paléontologues pendant plus d’un demi-siècle.

“Nous présentons des preuves que ces ichtyosaures sont morts ici en grand nombre parce qu’ils migraient vers cette région pour donner naissance pendant de nombreuses générations sur des centaines de milliers d’années”, a déclaré Pyenson. “Cela signifie que ce type de comportement que nous observons aujourd’hui chez les baleines existe depuis plus de 200 millions d’années.”

Au fil des ans, certains paléontologues ont proposé que les ichtyosaures du BISP – des prédateurs ressemblant à de gros dauphins surdimensionnés qui ont été adoptés comme fossile d’État du Nevada – soient morts lors d’un échouage massif comme ceux qui affligent parfois les baleines modernes, ou que les créatures aient été empoisonnées par toxines d’une prolifération d’algues nuisibles à proximité. Le problème est que ces hypothèses manquent de preuves scientifiques solides pour les étayer.

Pour tenter de résoudre ce mystère préhistorique, l’équipe a combiné des techniques paléontologiques plus récentes telles que la numérisation 3D et la géochimie avec la persévérance paléontologique traditionnelle en se penchant sur des documents d’archives, des photographies, des cartes, des notes de terrain et tiroir après tiroir des collections de musée pour des lambeaux de preuves qui pourraient être réanalysé.

Bien que la plupart des sites paléontologiques bien étudiés creusent des fossiles afin qu’ils puissent être étudiés de plus près par les scientifiques des instituts de recherche, la principale attraction pour les visiteurs du BISP, géré par le Nevada State Park, est un bâtiment en forme de grange qui abrite ce que les chercheurs appellent Quarry 2, un éventail d’ichtyosaures qui ont été laissés incrustés dans la roche pour que le public puisse les voir et les apprécier. La carrière 2 contient des squelettes partiels d’environ sept ichtyosaures individuels qui semblent tous être morts à peu près au même moment.

“Lorsque j’ai visité le site pour la première fois en 2014, ma première pensée a été que la meilleure façon de l’étudier serait de créer un modèle 3D en couleur et haute résolution”, a déclaré Kelley. “Un modèle 3D nous permettrait d’étudier la façon dont ces grands fossiles étaient disposés les uns par rapport aux autres sans perdre la capacité d’aller os par os.”

Pour ce faire, Kelley, Pyenson et l’équipe de recherche ont collaboré avec Jon Blundell, membre de l’équipe du programme 3D du Smithsonian Digitization Program Office, et Holly Little, une collaboratrice de longue date de Pyenson et de l’équipe du programme 3D et actuellement responsable informatique dans le département de paléobiologie du musée. Alors que Pyenson et Kelley mesuraient physiquement les os et étudiaient le site à l’aide de techniques paléontologiques traditionnelles, Little et Blundell utilisaient des appareils photo numériques et un scanner laser sphérique pour prendre des centaines de photographies et des millions de mesures ponctuelles qui étaient ensuite assemblées à l’aide d’un logiciel spécialisé pour créer un 3D modèle du lit fossile.

Pour mieux comprendre ce qui aurait pu arriver à ces reptiles marins disparus, l’équipe a collecté de minuscules échantillons de la roche entourant les fossiles et a effectué une série de tests géochimiques pour rechercher des signes de perturbation environnementale.

Un test a mesuré le mercure, qui accompagne souvent une activité volcanique à grande échelle, et n’a trouvé aucune augmentation significative des niveaux. D’autres tests ont examiné différents types de carbone et ont déterminé qu’il n’y avait aucune preuve d’augmentation soudaine de la matière organique dans les sédiments marins qui entraînerait une pénurie d’oxygène dans les eaux environnantes (bien que, comme les baleines, les ichtyosaures respiraient de l’air).

Ces tests géochimiques n’ont révélé aucun signe que ces ichtyosaures aient péri à cause d’un cataclysme qui aurait gravement perturbé l’écosystème dans lequel ils sont morts. Kelley, Pyenson et d’autres collègues de l’équipe de recherche ont continué à regarder au-delà de la carrière 2 vers la géologie environnante et tous les fossiles qui avaient été précédemment extraits de la région.

Les preuves géologiques indiquent que lorsque les ichtyosaures sont morts, leurs os ont finalement coulé au fond de la mer, plutôt que le long d’un rivage suffisamment peu profond pour suggérer un échouage, excluant une autre hypothèse. Encore plus révélateur, même si le calcaire de la région regorgeait de gros adultes Shonisaurus spécimens, les autres vertébrés marins étaient rares. La majeure partie des autres fossiles du BISP provient de petits invertébrés tels que les palourdes et les ammonites (parents à coquille en spirale du calmar d’aujourd’hui).

“Il y a tellement de grands squelettes adultes de cette seule espèce sur ce site et presque rien d’autre”, a déclaré Pyenson. “Il n’y a pratiquement pas de restes de poissons ou d’autres reptiles marins pour nourrir ces ichtyosaures, et il n’y a pas non plus de juvéniles. Shonisaurus squelettes.”

Le filet paléontologique des chercheurs avait éliminé certaines des causes potentielles de décès et commencé à fournir des indices intrigants sur le type d’écosystème dans lequel ces prédateurs marins nageaient, mais les preuves n’indiquaient toujours pas clairement une explication alternative.

L’équipe de recherche a trouvé une pièce clé du puzzle lorsqu’elle a découvert de minuscules restes d’ichtyosaures parmi de nouveaux fossiles collectés au BISP et cachés dans des collections de musées plus anciennes. Une comparaison minutieuse des os et des dents à l’aide de scanners à rayons X micro-CT à l’Université Vanderbilt a révélé que ces petits os étaient en fait des embryons et des nouveau-nés. Shonisaurus.

“Une fois qu’il est devenu clair qu’il n’y avait rien à manger ici, et qu’il y avait de grands adultes Shonisaurus avec les embryons et les nouveau-nés, mais pas de juvéniles, nous avons commencé à nous demander sérieusement si cela aurait pu être un lieu de naissance », a déclaré Kelley.

Une analyse plus approfondie des différentes strates dans lesquelles les différents groupes d’ossements d’ichtyosaures ont été trouvés a également révélé que les âges des nombreux gisements fossiles de BISP étaient séparés d’au moins des centaines de milliers d’années, voire des millions.

“Trouver ces différents endroits avec la même espèce répartie dans le temps géologique avec le même schéma démographique nous indique qu’il s’agissait d’un habitat préféré dans lequel ces grands prédateurs océaniques sont revenus pendant des générations”, a déclaré Pyenson. “C’est un signal écologique clair, selon nous, que c’était un endroit qui Shonisaurus utilisé pour donner naissance, très semblable aux baleines d’aujourd’hui. Maintenant, nous avons la preuve que ce genre de comportement est vieux de 230 millions d’années.”

Kelley a déclaré que la prochaine étape de cette ligne de recherche consiste à enquêter sur d’autres ichtyosaures et Shonisaurus sites en Amérique du Nord avec ces nouvelles découvertes à l’esprit pour commencer à recréer leur monde antique – peut-être en recherchant d’autres sites de reproduction ou des endroits avec une plus grande diversité d’autres espèces qui auraient pu être de riches aires d’alimentation pour ce prédateur au sommet éteint.

Les scans 3D du site sont désormais disponibles pour que d’autres chercheurs puissent les étudier et que le public puisse les explorer via la plate-forme open-source Smithsonian’s Voyager, qui est développée et maintenue par les membres de l’équipe de Blundell au Bureau du programme de numérisation. Une expérience numérique interactive sur l’étude de l’équipe de recherche, comprenant un modèle 3D des sites d’ichtyosaures analysés, est également disponible sur le site Web du Bureau du programme de numérisation.

“Notre travail est public”, a déclaré Blundell. “Nous ne nous contentons pas de scanner des sites et des objets et de les verrouiller. Nous créons ces scans pour ouvrir la collection à d’autres chercheurs et membres du public qui ne peuvent pas accéder physiquement au Smithsonian.”

Cette recherche a été menée dans le cadre de permis de recherche délivrés par le US Forest Service et les parcs d’État du Nevada, et elle a été soutenue par un financement du Smithsonian, de l’Université du Nevada, de Reno, de l’Université Vanderbilt et de l’Université de l’Utah.