Du nouveau chez les dinosaures à plumes!

Récemment un nouveau dinosaure à plumes nommé Xiaotingia zhengi a été découvert en Chine! Xiaotingia zhengi est un dinosaure à plumes ayant vécu à la fin de la période Jurassique et présentant de grande similitude avec Archaeoptéryx mais aussi avec Anchiornis huxleyi. [1] [2]

Or la découverte de ce fossile a fait un grand bruit dans la communauté des chercheurs spécialisés dans la question de l’origine évolutive des oiseaux. En effet les scientifiques qui ont analysé le fossile de Xiaotingia zhengi en déduise que celui-ci met à mal le statut de «premier oiseau connu» jusqu’alors accordé à Archaeoptéryx. Les chercheurs prétendant que Xiaotingia zhengi démontre que Archaeoptéryx n’était guère le plus ancien oiseau connu mais un simple dinosaure à plumes parmi tant d’autres!

Fossile de Xiaotingia zhengi

Mais pour comprendre correctement cette présente assertion il nous faut tout d’abord faire un petit rappel historique concernant Archaeoptéryx

L’étrange histoire d’Archaeoptéryx

C’est en effet une étrange histoire que celle d’Archaeoptéryx. Découvert en Allemagne en 1861, il fut immédiatement vu comme étant un intermédiaire entre les dinosaures et les oiseaux par Thomas Henry Huxley célèbre disciple de Charles Darwin. Mais cela ne dura pas longtemps, car si par la suite Archaeoptéryx était toujours vu comme un «oiseau archaïque» porteur de caractéristiques «reptiliennes» beaucoup lui contestèrent son statut de dinosaure. Car même si, comme nous le savons aujourd’hui, Thomas Henry-Huxley avait vu, à juste titre, Archaeoptéryx comme étant apparenté aux dinosaures beaucoup de successeur nièrent ce dernier point. En effet comme je l’avais noté dans un de mes messages précédents, beaucoup pensèrent que les similitudes existant entre Archaeoptéryx et les petits dinosaures théropodes comme Compsognathus, n’étaient en réalité que des convergences évolutives. Ainsi pendant longtemps (durant les deux premiers tiers du XXème siècle) Archaeoptéryx fut considéré par une partie importante des paléontologues comme le plus ancien oiseau connu issu d’une lignée d’archosauriens «primitifs» encore inconnu.

Premier fossile connu d'Archaeoptéryx découvert en 1861

Cependant à partir de la fin des années 1960 le paléontologue américain John Ostrom allait sérieusement changer la donne en soulignant les nombreux caractères qu’Archaeoptéryx partage avec des dinosaures théropodes tels que les Dromaeosauridés comme Deinonychus [3] [4]. Ainsi John Ostrom aidé de ses collègues rétablirent peu-à-peu la théorie de l’origine dinosaurienne des oiseaux et Archaeoptéryx fut de nouveau vu comme étant un «lien» entre les dinosaures et les oiseaux.

Il faut dire que John Ostrom avait des arguments solides. Le squelette d’Archaeoptéryx présente en effet de nombreuses similitudes avec ceux de dinosaures comme Deinonychus et Vélociraptor. En fait du point de vue anatomique Archaeoptéryx est même bien plus similaire à un dinosaure comme Vélociraptor qu’à n’importe quel oiseau moderne! D’un autre côté John Ostrom ayant également pointé le fait que bon nombre de dinosaures théropodes étaient quand à eux très similaires aux oiseaux. Pire même les caractéristiques considéré pendant comme typiquement aviennes telles que le Furcula, se sont avérées également présentes chez les dinosaures théropodes!

Comparaison du membre antérieur de Deinonychus à gauche avec lui d'Archaeoptéryx à droite. John Ostrom souligna à juste titre que ces deux avant-bras étaient quasiment identiques et cela même dans les plus petits détails. Cela constituait une démonstration forte de la nature dinosaurienne d'Archaeoptéryx.


Mais malgré sa grande proximité anatomique avec les dinosaures théropodes comme Vélociraptor plutôt qu’avec les oiseaux véritables, Archaeoptéryx continua néanmoins d’être considéré comme étant le plus ancien oiseau connu!

Pourquoi?

Parce que les fossiles d’Archaeoptéryx montrent clairement que celui-ci possédait des plumes. Plumes qui jusque dans les années 1990 ne furent jamais retrouvé sur le moindre fossile de dinosaure théropode!

Bien évidemment la majorité des spécialistes ne prétendaient pas que Archaeoptéryx est l’ancêtre direct des oiseaux modernes. Mais donc le fait que celui-ci possédait des plumes en faisait clairement, aux yeux de beaucoup, un oiseau véritable! Les autres dinosaures théropodes comme Vélociraptor continuant d’être représenté comme étant des «reptiles» à la peau écailleuse. Ainsi le film «Jurassic Park» de 1993 montrant des «Vélociraptors» (en réalité probablement des Deinonychus au vue de leur taille dans le film) à la peau écailleuse, constituait une représentation fidèle de ces dinosaures théropodes tels que la majorité des spécialistes les voyaient à l’époque.

Mais à partir des années 1990 et plus encore des années 2000 tout allait changer!

En Chine les paléontologues mirent à jour de multiples fossiles de petits dinosaures théropodes à plumes. Ces dinosaures théropodes tels que Microraptor gui ou encore Anchiornis huxleyi bouleversèrent la manière dont les spécialistes percevaient cette catégorie de dinosaures!

Par exemple Microraptor gui était une espèce étroitement apparenté au Vélociraptor, mais dont les fossiles témoignait d’important régime de plumes aux membres antérieurs comme aux membres postérieurs. Pire encore un réexamen minutieux du squelette de Vélociraptor montra de manière claire que celui-ci possédait également des plumes! [5]

En fait il apparaissait bel et bien que bon nombre de dinosaures tels que Vélociraptor, Deinonychus et bien d’autres encore, étaient en réalité des créatures aussi emplumé que Archaeoptéryx!

À gauche l’image que l’on avait des Deinonychus au début des années 1990, image issu ici du film «Jurassic Park» représentant des Deinonychus (qu’ils ont nommés Vélociraptors alors que les Vélociraptor sont bien plus petits et avec un crâne plus aplati que le présent Deinonychus) à la peau écailleuse et à l’allure tout ce qu’il y a de plus «reptilienne». À droite une représentation fidèle aux connaissances actuelles de ce même Deinonychus. Notons que pour les Vélociraptors véritables il en est exactement de même, eux aussi était bel et bien recouverts de plumes! Ainsi aujourd’hui Archaeoptéryx n’est de loin plus le seul dinosaure à plumes connu.


Pire encore ces dinosaures théropodes avaient non seulement des plumes comme Archaeoptéryx mais en plus en étudiant attentivement leur squelette il s’avérait qu’ils possédaient très probablement un système respiratoire et une physionomie générale extrêmement semblable à celles des oiseaux actuels! [6]

Au milieu de tout ces dinosaures à plumes Archaeoptéryx ne semble plus aujourd’hui si exceptionnel. De plus si Archaeoptéryx n’est plus le seul dinosaure à posséder des plumes et des caractéristiques morphologiques aviennes, pourquoi continuer à le considérer comme le plus ancien oiseau connu?

En fait depuis plusieurs années déjà certains spécialistes pensent qu’Archaeoptéryx n’est qu’un dinosaure à plumes parmi d’autres, ainsi le paléontologue Matthew T. Carrano résume la chose ainsi:

«Si Archaeoptéryx ont été découverts aujourd'hui, je ne pense pas que vous diriez que c'est un oiseau. Vous diriez que c'est un dinosaure à plumes.» Matthew T. Carrano

Le paléontologue chinois Xu Xing ajoutant:

«On le nomme encore comme étant le premier oiseau, mais cela d'avantage pour des raisons historiques, que parce qu'il est le plus ancien spécimen montrant des attributs similaires à ceux des oiseaux.» Xu Xing

Ainsi Archaeoptéryx est relégué au simple rang de «dinosaure à plumes». Cependant malgré cela on continue généralement à le classer comme étant phylogénétiquement plus proche des oiseaux que le sont les dinosaures à plumes comme le Vélociraptor (voir schéma ci-dessous).

Phylogénie traditionnelle des dinosaures théropodes Cœlurosauriens. On remarque immédiatement que Archaeoptéryx est classé comme étant phylogénétiquement plus proche des oiseaux que des dinosaures à plumes comme Vélociraptor.

Mais cependant ce plus grand apparentement d’Archaeoptéryx avec les oiseaux qu’avec les autres dinosaures à plumes comme Vélociraptor a également été contesté ces dernières années par plusieurs chercheurs. Et c’est justement là que la découverte de Xiaotingia zhengi entre en jeu, puisque les scientifiques ayant étudié cette nouvelle espèce de dinosaure à plumes, en déduisent que celui-ci remet en cause la position phylogénétique traditionnellement attribué à Archaeoptéryx.

En effet Xiaotingia zhengi possède une mosaïque de caractéristiques anatomiques le rapprochant non-seulement d’Archaeoptéryx mais également d’Anchiornis huxleyi. Ce rapprochement avec ces deux derniers fossiles est telle que trois choses ressort.

1. Anchiornis huxleyi serait d’avantage apparenté à Archaeoptéryx et Xiaotingia zhengi, qu’il ne l’est des Troodontidés et des Dromaeosauridés. Ce premier point remettant en cause la place attribué à Anchiornis huxleyi lorsque ce fossile fut décrit la première fois! Ainsi Anchiornis huxlyei ne serait pas réellement un Troodontidé!

2. Archaeoptéryx serait d’avantage apparenté à Anchiornis huxleyi et Xiaotingia zhengi qu’il ne l’est des oiseaux!

3. Enfin les Archaeoptéryx Anchiornis huxleyi et Xiaotingia zhengi seraient tous les trois d’avantage apparentés aux Dromaeosauridés comme Vélociraptor qu’il ne le sont des oiseaux. Si bien que Archaeoptéryx Anchiornis huxleyi et Xiaotingia zhengi formeraient tous les trios un sous-clade du clade des Deinonychosauriens. Deinonychosauriens comprenant donc également les Dromaeosauridés tels que Vélociraptor ainsi que les Troodontidés.

Cela pouvant se résumer par les diagrammes phylogénétiques suivants.

Phylogénie traditionnelle

On reconnait la phylogénie tradtionnelle déjà posté plus haut. Elle est cependant ici centré sur les dinosaures théropodes Maniraptoriens les plus apparenté aux oiseaux. On note bien évidemment qu'Archaeoptéryx est vu comme plus proche des oiseaux que des dinosaures théropodes non-aviens comme Vélociraptor. On note également que Anchiornis huxleyi est classé comme étant un Troodontidé.

Nouvelle phylogénie déduite de l’analyse de Xiaotingia zhengi

Dans cette nouvelle phylogénie prenant en compte le nouveau fossile nommé Xiaotingia zhengi, on remarque que Anchiornis huxleyi est exclue du clade des Troodontidés et rapproché de Xiaotingia zhengi. Idem pour Archaeoptéryx qui est exclu du clade des oiseaux pour être rapproche d’Anchiornis huxleyi et Xiaotingia zhengi. Ces trois fossiles étant considéré comme formant un clade à part entière de Deinonychosauriens aux côté des Dromaeosauridés et des Troodontidés. Cela implique que Archaeoptéryx n’est plus classé parmi les oiseaux et n’est donc plus considéré comme étant le plus vieil oiseau connu.

Notons cependant que des phylogénie alternatives avaient déjà été proposé bien avant la découverte de Xiaotingia zhengi. Ainsi par exemple en 2005 Gerald Mayr et al, décrivaient en détail un spécimen fossile d’Archaeoptéryx remarquablement bien préservé et nommé Spécimen de Thermopolis (voir image ci-dessous). Gerald Mayr et ses collègues mirent en avant à quel point celui-ci était similaire aux dinosaures théropodes non-aviens comme Vélociraptor. Sur la base de leur analyse du fossile, ils changèrent la position traditionnellement accordé à Archaeoptéryx pour le ranger aux côté des Troodontidés. [5]

Archaeoptéryx, Spécimen de Thermopolis

Ce spécimen d'Archaeoptéryx analysé par Gerald Mayr et ses collègues, montrait des caractéristiques qui semblaient encore d'avantage le rapproché des dinosaures théropodes non-aviens comme Vélociraptor et en contre-partie l'éloigné encore d'avantage des oiseaux à proprement parler.

Mais une des phylogénie alternatives les plus audacieuses fut mise en avant en 2010 dans la revue Chinese Science Bulletin. [8] Une phylogénie alternative qui nous seulement rapprocherait Archaeoptéryx des Dromaeosauridés et des Troodontidés, mais qui en plus ferait des Oviraptorosauria de plus proches parents des oiseaux que ne le serait les Dromaeosauridés et les Troodontidés et donc Archaeoptéryx (voir la reconstitution phylogénétique en question ci-dessous). Cette phylogénie alternative est par ailleurs très antérieur à 2010 car elle fut proposé par Gregory Scott Paul.

Deuxième phylogénie alternative

Dans cette deuxième phylogénie alternative, le clade des Oviraptorosauria (Caudipteryx, Oviraptor et compagnie) est considéré comme étant plus proche des oiseaux que ne l’est le clade des Paraves (Deinonychosauriens + Archaeoptéryx). Cette classification phylogénétique demeure possible même si elle n’est pas à ce jour considéré comme la plus parcimonieuse.

Bien évidemment la phylogénie alternative de Gregory Scott Paul est à prendre avec des pincettes car n’étant pas la plus parcimonieuse, cependant elle demeure plausible et donc elle pourrait un jour être validé si de nouvelles découvertes allaient dans ce sens.

De la même manière la phylogénie alternative proposé par les chercheurs ayant décrit le fossile de Xiaotingia zhengi, n’est pas certaine et pourrait être remise en cause. À ce titre nous pouvons terminer ce message en citant Xu Xing un des coauteurs de l’étude sur Xiaotingia zhengi.

«Même si Xiaotingia déplacé Archaeopteryx en dehors du clade des oiseaux, la prochaine découverte pourrait y ramener ce dernier – ou alors le placer à un autre endroit au sein de ce nœud flou et emmêlé que constitue l’origine des oiseaux. Cela étant dit, en cette année du 150ème anniversaire d'Archaeoptéryx, qui est à l'honneur avec des expositions et des pièces commémoratives, l’amère ironie est qu’il est possible qu'il n'ait pas été l'oiseau que nous avons toujours pensé qu'il était. Mais Archaeoptéryx restera une icône de l'évolution, et peut-être encore d’avantage aujourd’hui, en fournissant des preuves convaincantes que, comme nous devrions nous attendre, origines évolutionnaires sont des affaires plutôt désordonnée ». Xu Xing

Conclusion:

Plus les chercheurs trouvent de nouveau fossiles de dinosaures à plumes, plus le caractère buissonnant de l’évolution paraît évident. Les petits dinosaures théropodes maniraptoriens à plumes semblent d’être grandement diversifiés durant la période Jurassique. Conséquence de ce buissonnement d’espèces il devient très difficile d’établir avec certitude les liens de parenté entre les différentes espèces en question. Les similitudes entre espèces proches étant en plus brouillées par des cas de convergences évolutives voir mêmes par des «innovations évolutives» particulières chez certaines espèces et pas chez d’autres. Par ailleurs il semble aujourd’hui absurde de vouloir déterminer une frontière claire entre les oiseaux et les dinosaures. En effet les oiseaux étant eux-mêmes un clade de dinosaures théropodes, comment déterminer où commence l’oiseau et où finit le dinosaure? Cela n’a pas de sens, tant les premiers oiseaux ressemblaient de toute évidence bien plus à des dinosaures théropodes non-aviens qu’à n’importe quel oiseau moderne.

Ainsi même si Archaeoptéryx conserve indéniablement son statut d’intermédiaire structural, il n’est dorénavant plus le seul dinosaures théropodes à plumes à pouvoir revendiquer ce statut. En fait aujourd’hui il apparait clairement que Archaeoptéryx était un représentant des petits dinosaure théropode maniraptoriens à plumes parmi tant d’autres.

Références:

[1] Xu Xing et al (2011), An Archaeopteryx-like theropod from China and the origin of Avialae, Nature

[2] Lawrence M. Witmer (2011), An icon knocked from its perch, Nature

[3] John Ostrom (1969), Osteology of Deinonychus antirrhopus, an unusual theropod from the Lower Cretaceous of Montana, Peabody Museum of Natural History Bulletin

[4] John Ostrom (1976), Archaeopteryx and the origin of birds, Biological Journal of the Linnean Society

[5] Alan H. Turner et al (2007) Feather Quill Knobs in the Dinosaur Velociraptor, Science

[6] Jonathan R. Codd et al (2008), Avian-like breathing mechanics in maniraptoran dinosaurs, Proceeding of The Royal Society

[7] Gerald Mayr et al (2005), A Well-Preserved Archaeopteryx Specimen with Theropod Features, Science

[8] Xu Xing et al (2010), Pre-Archaeopteryx coelurosaurian dinosaurs and their implications for understanding avian origins, Chinese Science Bulletin