L’Archaeopteryx était un volant actif
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Une recherche suggère que l’Archaeopteryx était un volant actif. Mais sa capacité de vol n’égalait pas celles des oiseaux modernes, mais il avait plutôt une capacité de vol actif occasionnel ou accidentel.
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La question de savoir si le dinosaure Archaeopteryx du Jurassique tardif était un marcheur, un planeur ou un volant a fasciné les paléontologues pendant des décennies. De nouvelles informations obtenues grâce à la microtomographie par synchrotron à l’ESRF, le synchrotron européen, ont permis à une équipe internationale de scientifiques de répondre à cette question dans Nature Communications. Les os de l’aile d’Archaeopteryx ont été formés pour le vol actif occasionnel, mais pas pour le style avancé de vol maîtrisé par les oiseaux modernes.1
Sommaire
L’Archaeopteryx, une espèce emblématique
Archaeopteryx était-il capable de voler ? Même si on sait que les oiseaux modernes descendent des dinosaures disparus, de nombreuses questions sur leur évolution précoce et le développement du vol aviaire restent sans réponse. Les méthodes de recherche traditionnelles ont jusqu’ici été incapables de répondre à la question de savoir si Archaeopteryx a volé ou non. En utilisant la microtomographie synchrotron pour analyser les fossiles d’Archaeopteryx, une équipe internationale de scientifiques de l’ESRF, de la Palacký University en République Tchèque, du CNRS et Sorbonne, de l’Uppsala University en Suède et de la Bürgermeister-Müller-Museum Solnhofen en Allemagne, propose de nouvelles pistes sur ce premier des oiseaux.
La reconstruction d’un comportement disparu pose des défis importants pour les paléontologues, en particulier lorsqu’il s’agit d’animaux énigmatiques tels que le célèbre Archaeopteryx provenant des sédiments du Jurassique supérieur du sud-est de l’Allemagne qui est considéré comme le plus ancien dinosaure potentiellement volant. Ce taxon fossile bien préservé montre une anatomie en mosaïque qui illustre les relations familiales étroites entre les dinosaures raptoriaux disparus et les dinosaures vivants qui sont les oiseaux. La plupart des squelettes d’oiseaux modernes sont hautement spécialisés pour le vol, mais de nombreuses de leurs adaptations caractéristiques, notamment l’épaule sont absents dans les fossiles bavarois d’Archaeopteryx. Même si ses ailes emplumées ressemblent à celles des oiseaux modernes, la structure de l’épaule primitive est incompatible avec le cycle de battement des ailes aviaires modernes.
Des capacités de vol chez l’Archaeopteryx
L’architecture transversale des os des membres est fortement influencée par l’adaptation évolutive vers une force optimale à la masse minimale et une adaptation fonctionnelle aux forces vécues pendant la vie selon le Professeur Jorge Cubo de l’Université de la Sorbonne à Paris. En comparant statistiquement les ossements d’animaux vivants qui ont des habitudes observables avec celles de fossiles, il est possible d’apporter de nouvelles informations dans un vieux débat selon l’auteure senior Sophie Sanchez de l’Université d’Uppsala en Suède.
Le fossile de l’Archaeopteryx analysé par le synchrotron – Crédit : ESRF/Pascal Goetgheluck
Les squelettes d’Archaeopteryx sont conservés dans et sur des plaques de calcaire qui ne révèlent qu’une partie de leur morphologie. Étant donné que ces fossiles sont parmi les plus précieux du monde, il est fortement déconseillé d’effectuer des sondages invasifs pour révéler des structures obscures ou internes. Heureusement, il n’est plus nécessaire d’endommager les précieux fossiles selon le Dr Paul Tafforeau, scientifique à l’ESRF. La sensibilité exceptionnelle des techniques d’imagerie par rayons X pour étudier les grands spécimens disponibles à l’ESRF offre un aperçu microscopique des os fossiles et permet des reconstructions en 3D d’une qualité extraordinaire. Des améliorations intéressantes sont en cours incluant une amélioration substantielle des propriétés de nos sources synchrotron et une toute nouvelle ligne de lumière désignée pour la tomographie. Ces développements promettent de donner des résultats encore meilleurs sur des spécimens beaucoup plus gros à l’avenir.
Des similitudes avec les oiseaux modernes
Les données scannées ont révélé de façon inattendue que les os des ailes d’Archaeopteryx, contrairement à sa ceinture scapulaire, partageaient des adaptations importantes avec celles des oiseaux volants modernes. Nous nous sommes concentrés sur la partie médiane des os des bras parce que nous savions que ces sections contenaient des signaux liés au vol chez les oiseaux selon le Dr Emmanuel de Margerie du CNRS. Nous avons immédiatement remarqué que les parois osseuses de l’Archaeopteryx étaient beaucoup plus minces que celles des dinosaures terrestres, mais ressemblaient beaucoup aux os des oiseaux conventionnels selon Dennis Voeten, auteur principal de l’ESRF. L’analyse des données a en outre démontré que les ossements d’Archaeopteryx se rapprochent le plus de ceux des oiseaux comme les faisans qui utilisent parfois le vol actif pour franchir les barrières ou esquiver les prédateurs, mais pas ceux des formes de vol plané telles que les oiseaux de proie qui sont optimisés pour un vol durable.
Un vol adapté pour le saut d’île en île
Nous savons que la région autour de Solnhofen dans le sud-est de l’Allemagne était un archipel tropical et un tel environnement semble parfaitement adapté au saut d’île en île ou au vol d’évasion selon le Dr Martin Röper, conservateur d’Archaeopteryx et co-auteur du papier. Archaeopteryx a partagé les cieux jurassiques avec des ptérosaures primitifs qui finiront par devenir les gigantesques ptérosaures du Crétacé. On a trouvé des différences similaires dans la géométrie osseuse des ailes entre les ptérosaures primitifs et avancé que celles entre les oiseaux volants et planeurs selon Vincent Beyrand de l’ESRF.
Étant donné qu’Archaeopteryx représente le plus ancien membre volant connu de la lignée avialienne qui comprend également des oiseaux modernes, ces découvertes illustrent non seulement certains aspects du mode de vie d’Archaeopteryx, mais fournissent également un aperçu de l’évolution précoce du vol des dinosaures. En effet, nous savons maintenant qu’Archaeopteryx volait déjà activement il y a 150 millions d’années ce qui implique que le vol dinosaure actif avait évolué bien avant selon le professeur Stanislav Bure de l’université Palack à Olomouc. Mais étant donné qu’Archaeopteryx ne possédait pas les adaptations pectorales pour voler comme les oiseaux modernes, la façon dont il a réalisé le vol propulsé devait aussi être différente. Nous aurons besoin de retourner aux fossiles pour répondre à la question sur comment l’Archaeopteryx bavarois a utilisé ses ailes selon Voeten.
Il est maintenant clair qu’Archaeopteryx est un représentant de la première vague de stratégies de vol des dinosaures qui a finalement disparu, ne laissant que le vol aviaire moderne directement observable aujourd’hui.
