Origine des oiseaux: Une solution nommée Aurornis xui?

 Reconstitution d'Aurornis xui

En bon fan des dinosaures, et plus encore des dinosaures à plumes, je n'ai guère pu passer à côté de la récente publication consacré à un nouveau venu, le dénommé Aurornis xui! Et comment le rater au rgard du titre de la publication qui lui est consacrée, à savoir:«A Jurassic avialan dinosaur from China resolves the early phylogenetic history of birds» [1]! Rien que cela!

C'est donc sans hésiter j'ai sauté sur la publication en question en allant directement observer la phylogénie proposée. Et effectivemment c'est du lourd, car le dénommé Aurornis xui serait le représentant le plus basal des Avialae! En d'autre terme et pour ceux qui aiment que l'on soit clair Aurornis xui serait l'Avialae connu qui serait le plus proche (phylogénétiquement parlant) du dernier ancêtre commun partagé par les Troodontidés (comme Troodon) et Archaeoptéryx. Plus fort encore les Troodontidés seraient eux-même phylogénétiquement plus proches des oiseaux qu'il ne le sont des Dromaeosauridés (comprenant notamment le célèbre Vélociraptor). Donc «exit» le taxon des Deinonychosauriens qui devient alors paraphylétique! Mieux Aurornis xui, non seulement par sa position phylogénétique mais également de par sa morphologie (bon faut dire que la première est déduit de la seconde), serait un excellent modèle de ce à quoi devait ressembler le dernier ancêtre commun des Avialae, en question! Et histoire de bien comprendre tout cela observons la phylogénie proposé par l'étude en question!

Diagramme phylogénétique des Paraves selon la nouvelle étude de Pascal Godefroit et al (2013), notez la position d'Aurornis xui à la base du taxon des Avialae, donc tout près du dernier ancêtre commun d'Archaeoptéryx (et plus généralement de l'ensemble des oiseaux) et des Troodontidés. Notons aussi la position d'Anchiornis huxleyi parmi les Avialae et non pas parmi les Troodontidés où il fut précédemment classé [2]. Et surtout notez que les Troodontidés sont classés comme étant phylogénétiquement plus proches des oiseaux que des Dromaeosauridés! Enfin notez la position de Balaur bondoc initialement classé parmi les Dromaeosauridés mais qui se retrouve ici parmi les Avialae. Mais bon concernant Balaur bondoc j'en rediscuterai à la fin du présent message

Il faut dire que pour cette nouvelle étude nous sommes particulièrement gâtés, car un des coauteurs de celle-ci n'est autre qu'Andrea Cau paléontologue italien et blogueur actif de la blogosphère dinosaurienne! Et comme on pouvait s'y attendre Andrea Cau amène diverses précisions concernant son étude sur son excellent blog! En effet concernant la morphologie d'Aurornis xui, Andrea Cau précise que la morphologie de ce dernier est extrêmement semblable au modèle hypothétique nommé Proavis qu'avait proposé Gregory Scott Paul comme représentant le plus basal de la gente avienne! Ce modèle pro-avien hypothétique datant de 2002, se basait alors déjà sur les divers critères morphologiques des Paraves alors connus à l'époque, afin d'estimer ce à quoi devrait probablement ressembler le dernier ancêtre commun des Avialae et des autres Paraves.

Comparaison du «modèle hypothétique» de Proavis de Gregory Scott Paul en (A) et du squelette d'Aurornis xui en (B). Andrea cau note que ces deux spécimen l'un hypothétique et l'autre réel, ont des proportions étrangements similaires, cela le confortant dans l'idée qu'Aurornis xui soit effectivemment le plus basal représentant du clade des Avialae! Notons que ce potionnement phylogénétique d'Aurornis xui, repose également sur l'analyse de nombreux caractères morphologiques!

Tout cela semble donc étrangement concordant et donc ferait bel et bien d'Aurornis xui, le représentant le plus basal des Avialae connu à ce jour! Cependant l'étude vient tout juste de paraître et souvenons-nous que ce n'est pas la première fois que la découverte d'un nouveau dinosaure à plumes remet en cause les phylogénie précédentes. Comme l'avait souligné Lawrence M. Witmer les différences espèce du groupe des Paraves vont nous paraître de plus en plus similaires les unes aux autres au fur et à mesure que nous nous rapprocherons de leur ancêtre commun. [3] Mais cela risque également de complexifier les reconstructions phylogénétiques et on le voit bien aujourd'hui, puisque que ce n'est pas la première fois que la découverte d'un nouveau dinosaure à plumes remet en cause la position phylogénétique de dinosaures à plumes y compris celle du très célèbre Archaeoptéryx! [4]

Balaur bondoc, What the fuck?

Pour ceux qui l'ignoreraient Balaur bondoc est un mystérieux Maniraptorien se caractérisant notamment par un Hallux anormalement grand. Balaur bondoc fut initialement classé comme étant un Dromaeosauridé atypique en raison même de la «faucille» caractéristique des Dromaeosauridés que forme la griffe de son deuxième doigt de pied! [5] Or dans la présente étude  Pascal Godefroit et al (2013) voilà maintenant que nous retrouvons Balaur bondoc classé parmi les oiseaux et pas parmi les plus basaux de ces derniers puisqu'il serait même phylogénétiquement plus proche de Sapeornis que d'Archaeptéryx! Andrea Cau comprend que ce revirement phylogénétique puisse surprendre mais pourtant assure que c'est ce qui ressort d'une pris en compte d'un grand nombre de caractères et souligne à juste titre que ce n'est pas la première fois que des scientifique reclassent Balaur bondoc parmi les oiseaux! Pour autant concernant Balaur bondoc je suis doublement sceptiques parce que ce fossile est la fois très atypique et très incomplet et donc je pense que l'on aurait mieux fait de s'abstenir de le prendre en compte dans cette étude de Pascal Godefroit et al (2013), mais bon je peux me tromper!

Ossements et reconstitution partielle de Balaur bondoc, on remarque ses caractéristiques particulières que sont une réduction du troisième doigts de ses membres antérieurs, ainsi que son doigt de pied numéro 1 (Hallux), très développé tellement développé qu'il rappelle la «faucille» formés du deuxième doigts.

Et donc sans rejeter la reconstruction phylogénétique proposé ici par Pascal Godefroit et al (2013), je pense qu'il nous faut rester très prudent car il ne serait guère surprenant que très prochainement le fossile d'un nouveau Paraves ne bouleverse de nouveau la phylogénie de ces derniers! Aussi dès à présent j'attends avec impatience les futures réactions et commentaires des divers scientifiques de la blogosphère dinosaurienne. Les reconstructions phylogénétiques d'Andrea Cau seront peut-être vertement critiquées bien que je pense que certains afficheront simplement un très sain scepticisme sans pour autant nier la possibilité voir même la probabilité non-négligeable qu'Aurornis xui soit réellement un représentant basal du clade des Avialae! Nous verrons bien dans tous les cas un nouveau venu parmi les dinosaure à plumes c'est toujours une bonne nouvelle qu'on se le dise!

PS: Merci au rédacteur de Sciences & Avenir qui a cité mon précédent article sur la position incertaines d'Archaeoptéryx! Petite mise au point cependant si l'auteur de l'article concerné venait à me lire: Vous dites que Archaeoptéryx est présenté comme un ancêtre dans ce diagramme, or cela est inexacte, Archaeoptéryx est simplement présenté, à juste titre, comme un oiseau basal disparu, à savoir une lointain cousin, mais non un ancêtre direct à proprement parler.  Il en va de même pour  Aurornis xui, que vous présentez comme un ancêtre alors qu'il n'est probablement lui aussi qu'un proche cousin de l'ancêtre commun des Avialae et par extension proche de l'ancêtre commun des oiseaux et des Troodontidés. Car même si il est théoriquement possible qu'Aurornis xui soit un ancêtre direct il est bien plus probable qu'il ne soit qu'un cousin qu'un réel ancêtre des oiseaux.

Références:

[1] Pascal Godefroit et al (2013), A Jurassic avialan dinosaur from China resolves the early phylogenetic history of birds, Nature

[2] Dongyu Hu et al (2009), A pre-Archaeopteryx troodontid theropod from China with long feathers on the metatarsus, Nature

[3] Lawrence M. Witmer (2009), Feathered dinosaurs in a tangle, Nature

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

[5] Zoltán Csiki et al (2010), An aberrant island-dwelling theropod dinosaur from the Late Cretaceous of Romania, Proceedings of the National Academy of Sciences

Mésanges tueuses et Dinos à plumes

Entre une Mésange Charbonnière (Parus major) et un Vélociraptor il y a davantage de points communs que vous le pensez! À droite la magnifique reconstitution d'un Vélociraptor attaquant un Protocéraptos est l’œuvre du paléo-artiste Peter Schouten!

Qui n’a pas déjà vu ces petits passereaux très communs chez nous? Ils sont si beaux, si mignons et aux petits piaillements si délicats? Je parle bien sûr des Mésanges Charbonnières! Ah ces chères Mésanges Charbonnières, petits passereaux insectivores et granivores, qu’il est toujours agréable d’avoir dans son jardin n'est-il pas? Vous pouvez même leur y installer des nichoirs et avec un peu de chances certains viendront y établir leur nid. Ce qu’en revanche vous ignorez sans doute c’est qu’alors vous accueillerez dans votre propriété des animaux potentiellement sanguinaires, de redoutables prédateurs sans pitié aucune!

Hein quoi? Pourtant on parle bien de Mésanges Charbonnières pas de Pies-grièches adeptes de l’empalement de proies! Hélas la mésange charbonnière elle aussi est capable d’une cruauté et d’une violence propre aux plus redoutables prédateurs! C’est par le paléontologue Darren Naish (d'autres francophones de la toile ici et là ayant cependant déjà noté cela avant moi) que j’ai appris toute la vérité sur nos (pas si) adorables mésanges charbonnières, vérité dont témoigne parfaitement une des victimes de ces mésanges (voir image ci-dessous)!
 

Chauve-Souris mise à mort et dépecer par des mésanges charbonnières! Notez que ces dernières ont privilégié le cerveau de leur victime!

Ca fout un coup n’est-il pas? Certains pourront me rétorquer «Oui mais peut-être que les mésanges ne font que dépecer des Chauves-Souris déjà mortes ou alors s’attaquent-t-elles qu’à des Chauves-Souris mourantes»! À cela je réponds Que Nenni! L’image ci-dessus provient d’une étude faite par une équipe de chercheurs, Péter Estók et al (2009) [1], dont les membres ont observé et décrit les modes opératoires qu’utilisent les mésanges charbonnières pour traquer les Chauves-Souris dans leurs crevasses avant de froidement tuer ces dernières. Impitoyables nos mésanges semblent exploiter à leur profit les cris émises par les Chauves-Souris lorsque celles-ci se réveillent (même brièvement). Ce qui est autant ironique que tragique étant donné que ces cris semblent avoir d’habitude la fonction inverse, à savoir dissuader et repousser certains prédateurs mammifères des Chauves-Souris. [2] Mais donc loin de dissuader les mésanges, ces cris permette au contraire à ces passereaux assoiffées de sang d’identifier la position exacte de leurs victimes qu’elles n’auront plus ensuite qu’à tuer, dépecer et dévorer avec une préférence pour la cervelle de leurs dites victimes!

Sizerins flammés (Acanthis flammea) tués par des mésanges charbonnières. Plus d'informations sur le blog «Tetrapod Zoology» de Darren Naish.

Mais un avocat zélé de nos mésanges rétorquerait que le comportement prédateur de ces dernières, ne s’exprime que dans des conditions extrêmes à savoir en hiver lorsque le froid et le manque de nourriture se font cruellement sentir! Après tout c'est également dans certaines circonstances particulières, par exemple en cas de sécheresse, que certains «Pinsons de Darwin» pourtant granivores se transforment en véritables vampires, alors bon que des mésanges tuent quand il fait froid avec rien à bouffer d'accord mais cela n'a peut-être lieu que dans des situations exceptionnelles.  C’est sans doute en partie vrai, hélas comme le souligne l’étude de Péter Estók et al les mésanges charbonnières n’hésitent pas à mobiliser leur talent de tueuses durant la belle saison, mettant à mort d’autres oiseaux dans le cadre de compétions pour les meilleurs lieux de nidifications! [3] Bien évidemment nous savons déjà tous que certains oiseaux sont de redoutables prédateurs mais que cela vienne de petits passereaux semblant parfaitement inoffensifs cela peut en surprendre plus d'un y compris votre serviteur!

Tueurs à plumes!
 
Les mésanges charbonnières nous rappellent donc que même les plus petits et apparemment inoffensifs des passereaux, peuvent s’avérer être les plus redoutables des tueurs, mais si vous êtes un lecteur régulier du présent blog, ou simplement un passionné de bio-évolution, cela doit vous rappeler qui étaient les plus proches cousins de nos oiseaux, à savoir les redoutables Deinonychosauriens (aussi appelés communément «raptors»)! À ce titre Darren Naish souligne que les passereaux s’adonnent parfois à de violentes bagarres «à la Vélociraptor».

 

Mésanges charbonnières en plein combat.

Dit autrement nos amis à plumes même les plus petits, duveteux et si mignons puissent-ils nous paraître, n’en sont pas moins les dignes héritiers des redoutables prédateurs Deinonychosauriens du Mésozoïque! Cela m’amenant à une dernière réflexion, ou plutôt à un coup de gueule! Oui un coup de gueule contre ceux qui prétendent que la présence de plumes chez les dinosaures rendrait ces derniers moins effrayants! Certains pensant réellement qu'un  «raptor» recouvert de plumes n'aurait plus grand intérêt car ne ferait plus peur et, comme me l'avait signalé Ethaniel, reviendrait même chez certains à véritablement briser un rêve d'enfance!

Certes ce genre de réactions vis-à-vis des dinosaures à plumes m'amuse, mais parfois comme c'est le cas pour Brian Switek cette hostilité pour ne pas dire mépris à l’encontre des dinosaures à plumes m’agace au plus haut point car pourquoi diable un «raptor» serait-il moins effrayant parce que couvert de plumes? Souvenez-vous des œuvres des mésanges, précédemment citées, mais essayez également de vous représenter, comme l’a dit Brian Switek, un «raptor» en train de laver son plumage du sang de son dernier forfait! Ou mieux encore souvenez-vous des possibles modalités de mise-à-mort qu’impliqueraient (peut-être) les avant-bras emplumés des «raptors». [4]

Petite BD de xkcd comics et reconstitution d'un Deinonychus en pleine capture et mise à mort de sa proie, issue de l'étude de PLoS ONE mentionnés dans la BD ci-dessus! [4]

Et avec ça certains affirment que les plumes rendraient les «raptors» moins effrayant c’est à n’y rien comprendre! Bref pour la justice que nous nous devons de rendre aux dinosaures et plus spécifiquement aux Deinonychosauriens, n’oubliez pas que ces derniers avaient des plumes. Et vu que «Jurassic Park 4» continuera très probablement à nous montrer des «raptors» sans plumes il ne faudra pas compter sur moi pour aller voir ce film qui ne rendra donc nullement justice à ces fascinants dinosaures!*

* Oui je sais que beaucoup justifient cette absence probable de plumes par la contrainte de la «continuité scénaristiques». Pour eux le quatrième opus de la franchise «Jurassic Park» ne peut se permettre de montrer des «raptors» à plumes car ces derniers n'en avaient pas durant les précédents opus de la saga. Mais bon l'intérêt de «Jurassic Park» en 1993, était justement qu'il mettait en scène des dinosaures correspondant aux avancées de la «Renaissance des Dinosaures» (malgré des inexactitudes non-négligeables pour certains dinosaures). Or là le quatrième opus de «Jurassic Park» va probablement assoir son noble postérieur sur deux décennies d'avancées scientifiques pour nous montrer des «raptors» à peau uniformément écailleuse ne correspondant donc nullement à ce que nous savons aujourd'hui de ces animaux et participera donc à diffuser une image fausse de ces fascinants animaux auprès du grand public! Quel gâchis!

Références:

[1] Péter Estók, Sándor Zsebők and Björn M. Siemers (2013), Great tits search for, capture, kill and eat hibernating bats, Biology Letters Royal Society Publishing

[2] K.A.Martin and M.B. Fenton (1978), Possible defensive function for calls given by bats (Myotis lucifugus) arousing from torpor, Canadian Journal of Zoology

[3] Juha Merilä and David A. Wiggins (1995), Competition for Nest Holes Causes Adult Mortality in the Collared Flycatcher, The Condor

[4] Denver W. Fowler et al (2011), The Predatory Ecology of Deinonychus and the Origin of Flapping in Birds, PLoS ONE

Ces emplumés d'Ornithomimidés!

Reconstitution artistique d'Ornithomimus représenté ici par un juvénile à la «fourrure de plumes» et un adulte exhibant sur ses avant-bras des plumes semblables aux régimes de nos oiseaux actuels. Ces rérniges qui formeraient même chez les Ornithomimus adultes des sortes d'ailes qui certes ne lui permettaient pas de voler mais qui lui auraient peut-être servi lors de probables Parades Nuptiales. Cette reconstitution et cette hypothèse se basant sur la récente étude de Darla K. Zelenitsky et al (2012). [1] Mais peut-on réellement affirmer que les plumes des avant-bras des adultes Ornithomimus étaient de véritables rémiges disposés de manière semblables à ceux des ailes de nos oiseaux actuels? Comme nous le verrons plus bas dans le présent message nous ne pouvons guère en avoir la certitude!

Récemment une étude portant sur les fossiles d'Ornithomimidés nommés d’Ornithomimus découverts dans l’Alberta au Canada a permis de déterminer de manière claire que ces derniers avaient bel et bien des plumes! [1] Mieux l’analyse comparé du fossile d’Ornithomimus juvénile avec celui d’un adulte a permis d’établir que le second avait des «attaches» de plumes complexes sur les avant-bras que ne possédait pas le premier. Cela constituant probablement un important renseignement sur le développement des plumes durant la croissance de ces dinosaures non-aviens.

Les Ornithomimidés sont également appelé «Dinosaures Autruches» en raison de leur morphologie générale similaire à celle des actuelles Autruches. Ci-dessus le squelette de l'Ornithomimidé Struthiomimus.

Le premier point intéressant de cette découverte étant donc qu’elle confirme ce que les paléontologues soupçonnèrent depuis longtemps, à savoir que les Ornithomimidés avaient eux-aussi des plumes. Soupçons qui s’expliquent aisément lorsque l’on observe la phylogénie des Dinosaures chez lesquels la présence de plumes fossilisées a pu être avéré (voir ce diagramme).

Cependant si la présence de plumes chez les Ornithomimidés est donc superbement confirmée par ces fossiles les auteurs de la publication décrivant ces fossiles, prennent parti pour une hypothèse à prendre avec des pincettes, hypothèse soutenant que les Ornithomimidés adultes avaient probablement sur leurs avant-bras de véritables rémiges similaires à celles de nos oiseaux actuels. C'est-à-dire des régimes qui formeraient des sortes d'ailes ou «proto-ailes». En effet les avant-bras des Ornithomimus adultes ont des marques qui correspondraient aux «attaches» de Calamus de plumes. Cela voudrait donc dire que les Ornithomimidés n’avaient pas que de simples filaments de plumes mais bel et bien des plumes munies d’un Calamus à l’instar de celles de nos oiseaux (voir l'image et la légende ci-dessous).

Plume d'oiseau: organe composé d'une tige souple portant des barbes et barbules recouvrant la peau des oiseaux pour la protéger et maintenir la température du corps. Plume de duvet: premières plumes qui poussent et qui sont molles. Barbes molles et libres: filaments de la plume de duvet qui ne sont pas serrés. Calamus ou tige creuse: tige vide de la plume. Rachis ou tige pleine: partie de la tige de la plume qui n'est pas vide. Barbes raides accrochées les unes aux autres: filaments de la plume qui ne sont pas mous et libres. Lame: partie mince et plate de la plume. Rémige primaire: la plus grande plume située sur le rebord de l'aile de l'oiseau (source du présent schéma et de la légende qui l'accompagne cliquez ici).

Et puisque ces marques d’attaches de plumes, ou plus exactement de Calamus, se trouvent sur les avant-bras, les auteurs de l’étude en déduisent que ces plumes étaient probablement homologues à celles des régimes des ailes des oiseaux et que donc les Ornithomimidés avaient très probablement eux aussi des rémiges similaires à celles de nos oiseaux actuels et formant de véritables ailes similaires à celles des oiseaux (voir la reconstitution au début du présent message) et cela quand bien même les Ornithomimidés ne s’en servaient donc pas pour voler. De plus nous noterons également que seuls les spécimens adultes présentent pareilles marques sur les os des avant-bras, cela témoignant probablement d’un développement ontogénique des plumes durant la croissance des Ornithomimidés, les régimes de plumes n’existant donc pas à la naissance.

Et c’est-à partir de cette déduction que les auteurs de l’étude en arrivent à soutenir la théorie selon laquelle les ailes des oiseaux auraient initialement évoluer pour les «parades nuptiales» donc par simple sélection sexuelle! Pourquoi? Tout simplement parce que les Ornithomimidés représentent un clade de dinosaures théropodes plus éloigné des oiseaux que les autres dinosaures chez lesquels pareils rémiges étaient présents (voir diagramme ci-dessous)! Les auteurs de l’étude en déduisant donc que les rémiges sur les avant-bras ont donc précédés l’élaboration du vol et devaient donc probablement servir à autre chose comme par exemple à de probables Parades Nuptiales!

Phylogénie simplifiée des Dinosaures Saurischiens. Notez la position phylogénétique des Ornithomimidés pour lesquels les auteurs de l’étude pensent que ceux-ci possédaient des rémiges disposés de la même manière que ceux des oiseaux (Pennibrachia en vert sur le présent schéma). Vous notez également que le présent schéma montre qu’au sein du clade des Thérizinosauroïdés il n’existe pas de preuves de pareils rémiges et cela quand bien même les Thérizinosauroïdés sont généralement considérés comme étant plus proches des oiseaux que ne le sont les Ornithomimidés. Dès lors nous pouvons également soupçonner la présence de régimes chez les Thérizinosauroïdés ou alors à l’inverse émettre des doutes sur l’idée selon laquelle les Ornithomimidés avaient pareils régimes.

Bon ok si vous avez l’esprit critique vous avez deviné que le scénario évolutif pour l’évolution des ailes déduit à partir des présents fossiles d’Ornithomimidés, demeure pour le moins spéculatif. Souvenons-nous d’autres scénarios pour expliquer l’évolution des ailes des oiseaux, comme celui soutenant que les rémiges des avant-bras auraient pu faire office de «balancier» chez les petits dinosaures prédateur lors de la capture de leurs proies, voir même faire office de balancier lors de leur accouplement comme l’a suggéré non sans humour et pertinence Nicobola.

Bref difficile de valider de manière claire le moindre scénario évolutif à partir de ces fossiles d’Ornithomimidés! Pire des critiques et objections pertinentes aux spéculations de Darla K. Zelenitsky et al (2012) [1], ont déjà fait leur apparitions sur la blogosphère dinosauriennes, à ce titre en voici ci-dessous déjà deux, d’autres pourront éventuellement faire leur apparition ultérieurement.

1. Les Ornithomimidés étaient peut-être eux aussi des Maniraptoriens

Voici une objection intéressante car oui la position phylogénétique exacte des Ornithomimidés n’est pas certaine ainsi comme l’a très bien souligné Mickey Mortimer on ne peut pas exclure que les Ornithomimidés soient plus étroitement affiliés aux Oviraptorosauria et aux Paraves que ce qui est habituellement admis comme le montre le diagramme ci-dessous.

Contrairement au précédent diagramme cet arbre phylogénétique place le clade des Ornithomimidés comme étant plus proche des oiseaux que ne l’est le clade des Thérizinosauroïdés. Auquel cas cela impliquerait une origine des rémiges semblables à celles constituant les ailes des oiseaux, plus récente et peut-être même différente que celle défendue par Darla K. Zelenitsky et al (2012). [1]

Si c’est le cas nous pourrions même supposer que l’ancêtre commun des Ornithomimidés, des Oviraptorosauria et des Paraves, seraient des petits dinosaures à plumes similaires à Anchiornis huxleyi et déjà aptes au vol plané.c'est là un point de vue défendu notamment par Gregory S. Paul. Cependant d’un autre côté même si les Ornithomimidés étaient beaucoup plus apparentés aux oiseaux que ce qui est habituellement admis cela ne validerait non plus pas de manière flagrante la théorie de Gregory S. Paul, l’origine évolutive exacte des rémiges et donc des ailes des oiseaux demeurerait simplement aussi incertaine qu’elle ne l’est déjà actuellement.

Notons également que Mickey Mortimer se montre également assez critique vis-à-vis de la nomenclature appliqué aux différents fossiles de l’étude de Darla K. Zelenitsky et al (2012) [1]. Mickey Mortimer rappelant que les fossiles en question n’appartiendraient pas au genre Ornithomimus mais au genre Dromiceiomimus. Ce désaccord de Mickey Mortimer n’étant pas inintéressant mais ne changeant cependant pas grand-chose à la problématique discutée ici sachant que Dromiceiomimus appartient également au clade des Ornithomimidés.

2. Les plumes des Ornithomimidés étaient peut-être fort différentes de celles des ailes des oiseaux

C’est tout du moins ce que pense le paléontologue Andrea Cau! Ce dernier pensant que les «marques» sur les os des avant-bras sont certes de réelles «attaches» de plumes, mais que les dites plumes étaient peut-être forts différentes de celles constituant les régimes des ailes des oiseaux. En effet Andrea Cau défend la thèse selon laquelle les plumes d’Ornithomimidés, plumes auxquelles correspondent les dites marques, pourraient être de grandes plumes filamenteuses allongées semblables à celle du Thérizinosauridé Beipiaosaurus inexpectus. [2]

À gauche les os des avant-bras d'un des adultes d'Ornithomimus décrit par l'étude de Darla K. Zelenitsky et al (2012). [*]. On y observe les marques qui constituaient probablement des «attaches de plumes». À gauche les plumes fossilisés du  Thérizinosauroïdés nommé Beipiaosaurus inexpectus décrit par Xing Xua, Xiaoting Zheng and Hailu (2009). Le paléontologue Andrea Cau notant que la position des marques sur les ossements d'Ornithomimus sont davantage compatible avec la distribution des grandes plumes filamenteuses de Beipiaosaurus inexpectus qu'avec celle des rémiges de plumes des oiseaux.

Ainsi les «attaches de plumes» des Ornithomimidés étaient peut-être celles de grandes plumes filamenteuses allongées semblables à celle de Beipiaosaurus inexpectus et non pas des rémiges très semblables à ceux des ailes de nos oiseaux comme cela est le cas pour les Dinosaures Théropodes Maniraptoriens tels que Anchiornis huxleyi. Cependant si l'hypothèse d'Andrea Cau est plausible elle n'est non plus pas avérée et il est pour l'heure difficile pour ne pas dire impossible de trancher de manière définitive pour l'une des deux hypothèses en question.

Conclusion

Les deux fossiles analysés dans l’étude de Darla K. Zelenitsky et al (2012) [1] montrent indiscutablement que les Ornithomimidés avaient des plumes mais objectivement nous ignorons encore beaucoup de ces dernières et ne pouvons guère affirmer qu’elles formaient des rémiges semblables à celles des ailes de nos oiseaux actuelles. De plus même si cette dernière hypothèse s’avérait vrai la position phylogénétique des Ornithomimidés n’est pas absolument certaine et il faudrait donc demeurer extrêmement prudent vis-à-vis des hypothèses que nous pourrions formuler sur l’évolution des ailes des oiseaux. En revanche la présence «d’attaches de plumes» sur les avant-bras des Ornithomimidés prouve que ces derniers possédaient également des plumes déjà passablement complexes, c’est-à-dire plus «élaborés» que de simples filaments ou que de la simple «fourrure de plumes». À ce stade espérons que de future découvertes paléontologique permettra de nous répondre de manière claire à ces très intéressantes questions!

Références:

[1] Darla K. Zelenitsky et al (2012), Feathered Non-Avian Dinosaurs from North America Provide Insight into Wing Origins, Science

[2] Xing Xua, Xiaoting Zheng, and Hailu You (2009),, A new feather type in a nonavian theropod and the early evolution of feathers, Proceedings of the National Academy of Sciences

Les Dinosaures avaient-ils tous des plumes?

Avant-propos: Je remercie Nicobola qui m’a inspiré le sujet du présent article grâce à un commentaire qu’il avait laissé sur mon blog, merci également à Taupo pour son article sur le développement et l’évolution des plumes, article que je cite donc dans mon présent message. Je recommande également cet article de Brian Switek soulevant la même hypothèse que celle développer dans le présent message, hypothèse que je développe cependant davantage en ne m’arrêtant pas aux seuls dinosauriens. Mais bon vous en serez plus en lisant le présent article si toutefois vous avez envie de le lire cela va sans dire.

Reconstitution de Sciurumimus albersdoerferi [1] dinosaure théropode aux téguments filamenteux dont nous reparlerons plus bas dans le présent article.

Drôle de question que celle du titre de mon présent article, cependant rassurez-vous il n’est pas question d’affirmer que les grands Brachiosaures disposaient de plumes à l’instar de nos perroquets actuels, ni même que le redoutable Tyrannosaurus rex (pourtant pas si éloigné de nos oiseaux) possédaient sur ces ridicules membres antérieurs des régimes de plumes similaires à ceux ornant les ailes de nos Milans Royaux.

Mais alors de quoi parle-t-on me direz-vous? En fait à l’exception de pas mal de Maniraptoriens possédant des plumes complexes similaires à celles des oiseaux actuels, pour les autres dinosaures nous parlons de «filament de plumes» ou mieux dit de téguments filamenteux homologues aux plumes de nos oiseaux actuels. Pour bien comprendre ce dernier point je ne peux que vous recommander l’excellent article de Taupo sur le développement et l’évolution des plumes!

Schéma représentant les différents stages de l’évolution des plumes tels que nous le suggère les études sur le développement des plumes actuels. Encore une fois je recommande vivement la lecture de l’article de Taupo si vous voulez vous faire une idée concise de l’évolution des plumes. Notons aussi que lorsque nous parlons de Téguments filamenteux nous parlons généralement de plumes correspondant au stade I et II (stage I et II) sur le présent schéma.

Maintenant rappelons-nous l’existence de fossiles de dinosaures présentant pareils filaments de plumes correspondant au stade I ou au stade II ci-dessus, à savoir par exemple Sinosauropteryx prima [1] ou Dilong Paradoxus [2].

Gros plan sur les téguments filamenteux de Sinosauropteryx prima en haut et Dilong Paradoxus en bas

Sympa n’est-il pas? Oui sympa cependant ces deux dinosaures théropodes appartiennent tous deux à la famille des Cœlurosauriens et sans être eux-mêmes des Maniraptoriens ils n’en sont pas moins très proches phylogénétiquement de ces derniers. Or rappelons-nous que les Maniraptoriens sont pour beaucoup porteurs de plumes complexes similaires à celles des oiseaux actuels. Aussi nous pourrions penser que les filaments des plumes (stade I et stade II) sont apparus pour la première fois chez les Cœlurosauriens avant de se complexifier au sein de la lignée des Maniraptoriens pour devenir les plumes véritables ornant aujourd’hui nos oiseaux. Cependant dans les années 2000 des découvertes pour le moins surprenantes allaient suggérer une autre théorie pour l’apparition des filaments plumes. En effet des téguments filamenteux furent observés sur les fossiles de deux dinosaures Ornithischiens nommé Psittacosaurus [3] et Tianyulong [4]!

Gros plan sur les téguments filamenteux de Tianyulong en haut et de Psittacosaurus en bas

Les choses semblaient donc se compliquer car alors nous observons des téguments filamenteux chez des dinosaures pourtant phylogénétiquement très éloignés des oiseaux (voir schéma ci-dessous)! Dès lors deux hypothèses concurrentes peuvent s’affronter soit des téguments filamenteux sont apparus indépendamment une fois au sein de lignée des Ornithischiens et une autre fois au sein de la lignée des Théropodes, soit ces structures sont homologues c’est-à-dire que l’ancêtre commun des Ornithischiens et des Théropodes, voir même l’ancêtre commun de tous les dinosaures possédaient déjà pareils filaments de plumes!

Arbre phylogénétique simplifié des Archosaures tiré d’un article du «National Geographic» Intitulé «Histoire de plumes: quand les poules avaient des dents» [6]. Notons que le clade des Carnosaures ici représenté par Concavenator aurait mieux fait d’être nommé Allosauridés. Mais donc si vous cliquez sur l’image pour l’agrandir vous noterez la description des légendes en bas à-gauche établissent quels types de téguments ont été retrouvés sur les différents archosauriens représentés ici. Vous noterez que les Ptérosaures possédaient eux aussi des téguments filamenteux et qu'il est suggérer ici que ceux-ci seraient homologues aux plumes des oiseaux, chose qui sera discuter plus bas dans le présent article.

Mais comment trancher entre ces deux hypothèses? Un des problèmes de l’hypothèse selon laquelle l’ancêtre commun des dinosaures possédaient déjà des téguments homologues aux plumes étant que du côté du clade des Saurischien (Théropodes et Sauropodes voir schéma ci-dessus) pareils téguments n’ont été retrouvé que chez les Cœlurosauriens et non pas au sein de clades plus basaux par-apport à la lignée avienne. Certes certains ont soulevé que l’Allosauridé Concavenator corcovatus (représenté dans l’arbre phylogénétique ci-dessus) possédait peut-être déjà des plumes comme semblent l’indiquer les protubérances osseuses de ses avant-bras que certains interprètent comme étant des attaches de plumes. Cependant comme l’a rappelé le zoologue Darren Naish rien n’est moins sûr! Aussi jusqu’il y a peu chez les Théropodes l’existence de filaments de plumes n’a pu être avéré que chez les Cœlurosauriens.

Mais récemment la description d’un nouveau dinosaure théropode a changé la donne, le nom donné à ce nouveau venu est Sciurumimus albersdoerferi. [1] Et le plus remarquable est sans aucun doute son magnifique état de conservation comme nous pouvons l’observer via la simple photo du fossile en question.

Sciurumimus albersdoerferi, sans être très visibles sur cette image les filaments ont été retrouvé au niveau de la queue ainsi que sur le dos au niveau de la région scapulaire c'est-à-dire des épaules.

Mais quelles sont les particularités de Sciurumimus albersdoerferi? Eh bien le premier point intéressant est qu’il s’agit en réalité du fossile d’un Juvénile, le deuxième point est que l’analyse cladistique effectué sur ce fossile le classe parmi les Megalosauroidea, c’est-à-dire un clade de dinosaure théropode non-Cœlurosaurien et enfin le troisième point étant, comme certains d’entre vous le devine déjà, que des téguments filamenteux sont associé au fossile en question. [1]

Donc nous voilà avec un non-Cœlurosaurien à plumes c’est bien mais bon ok nous n’avons pas encore retrouvé à ma connaissance, de pareils filaments de plumes chez les dinosaures sauropodes, de plus l’idéal serait de retrouver pareils filaments au sein de clade de dinosaures basaux tels que Herrerasaurus pour appuyer de manière ferme cette hypothèse. Cependant le fait que des Théropodes non-Cœlurosauriens possédaient pareils téguments filamenteux est déjà un pas non-négligeable en faveur de l’hypothèse en question. De plus notons que même si les dinosaures (notamment les dinosaures sauropodes) n’avaient probablement peu ou pas de «filaments de plumes» cela ne veut pas dire que leurs ancêtres (donc les ancêtres communs à tous les dinosaures) n’en avaient pas. Observez les éléphants et rhinocéros actuels et vous comprendrez pourquoi certains animaux, notamment les grands animaux vivant dans des climats chauds, peuvent perdre la fourrure de leurs ancêtres.

Mais certes cette hypothèse n’est pas encore avérée même si très intéressante. Cependant pour la suite du présent article je vais vous dire «Soyons fous et admettons que cette hypothèse soit la bonne, c’est-à-dire que les ancêtres communs des dinosaures possédaient déjà des téguments filamenteux homologues aux plumes!» Pourquoi? Eh bien pour émettre une hypothèse plus héroïque encore, hypothèse formulée par la question suivante:

Et si les Ptérosaures avaient eux aussi des filaments de plumes?

Ou mieux dit avaient-ils des téguments filamenteux homologues aux plumes? C’est une hypothèse intéressante qu’avait déjà mentionné Nicobola dans un des commentaires qu’il avait laissé dans mon blog, car en partant de l’hypothèse (certes assez héroïque rappelons-le) que l’ancêtre commun des dinosaures disposait déjà de pareils téguments, il n’est pas exclue que l’ancêtre commun des dinosaures et des Ptérosaures en possédait lui aussi! Et à partir de ce moment-là il se pourrait donc que les filaments des Ptérosaures soient eux-aussi homologues aux plumes!

Il est avéré que les Ptérosaures étaient au moins en parti recouvert de téguments filamentaires très fins semblant formé un duvet voir par exemple cette étude [7]. Ci-dessus une reconstitution de deux Darwinopterus un mâle en bas à gauche et une femelle en haut à droite, cette reconstitution artistique que l'on doit à un dénommé Mark Witton et qui montre un possible dimorphisme sexuel chez cette espèce de Ptérosaure voir cet article de Darren Naish, n'a certes pas de rapport direct avec le sujet du présent article, cependant je n'ai pu m'empêcher de la poster ici tant je la trouve aussi belle qu'intéressante.

Cette dernière hypothèse est certes des plus intéressantes et elle n’a rien de farfelue, cependant encore une fois attention elle n’est de loin pas confirmée et demeure hypothétique. Cependant aussi hypothétique soit-elle certains se permettent même de pousser cette hypothèse encore plus loin (et oui on va faire encore plus fort en matière de spéculation) en émettant l’idée selon laquelle les ancêtres des dinosaures et des crocodiliens auraient eux aussi eu des filaments de plumes! Le journaliste Carl Zimmer (journaliste spécialisé dans les sciences de la vie) expose la dite hypothèse de la manière suivante:

«Il existe une autre théorie surprenante. Les animaux vivants les plus proches des oiseaux, des dinosaures et des ptérosaures sont les crocodiliens. Bien que ces créatures couvertes d’écailles ne possèdent pas la moindre plume, la découverte chez les alligators, du gène à l’origine de la formation des plumes chez les oiseaux suggère que, peut-être, leurs ancêtres en possédaient il y a 250 millions d’années. À en croire certains scientifiques, il faudrait donc retourner la question, et non plus se demander comment les oiseaux ont acquis leurs plumes, mais comment les alligators ont perdu les leurs.» Carl Zimmer

Bon ok nous noterons deux choses premièrement que l'histoire du gène à l'origine de la formation des plumes présents chez les alligators provient probablement de cette étude [8], deuxième point important le caractère pour le moins provocateur des propos que s'autorise ici Carl Zimmer.....Mais attendez, cela me rappelle quelque chose, à savoir mon dernier article où j’exposais une théorie assez similaire pointant vers le fait que les ancêtres des crocodiliens étaient très probablement homéothermes. Cette dernière théorie ayant notamment à son actif l’anatomie et le développement ontogénique du système cardiovasculaire des crocodiliens. Tout cela pour en arriver à une théorie plus générale encore selon laquelle les premiers Archosauriens, ancêtres communs des dinosaures (oiseaux compris), ptérosaures et crocodiliens avaient le «sang-chaud», si on ajoute à cette dernière théorie celle exprimé par Carl Zimmer, on arriverait à celle voulant que ces ancêtres Archosauriens n’avaient pas seulement le «sang-chaud» mais possédaient également des filaments homologues aux plumes des oiseaux!

Mais bon calmons-nous et ne nous emballons pas! Car autant je suis fortement séduit par l’idée que les premiers Archosauriens aient pu être homéothermes, autant je me montre beaucoup plus prudent et réservé quant à l’idée selon laquelle ceux-ci possédaient déjà des filaments homologues aux plumes des oiseaux actuels. Car certes cette dernière hypothèse est séduisante et dispose de quelques éléments de preuve à son actif, mais elle demeure hautement incertaine car elle nécessiterait de nombreuses autres preuves, notamment fossiles, pour être considérée comme étant réellement solide.

Je m’arrête ici pour ne pas prolonger un article déjà bien long sur une thématique pourtant bien plus vaste encore avec beaucoup d’autres développements théoriques potentiels et sur laquelle il y aurait donc encore énormément de choses à dire. En espérant cependant avoir pu fournir un aperçu pertinent des hypothèses entourant la question des téguments filamenteux chez les dinosaures et d’autres lignées d’Archosauriens et de leur possible homologie avec les plumes de nos oiseaux actuels.

Références:

[1] Oliver W. M. Rauhut et al (2012), Exceptionally preserved juvenile megalosauroid theropod dinosaur with filamentous integument from the Late Jurassic of Germany, Proceedings of the National Academy of Sciences

[2] Fucheng Zhang et al (2010), Fossilized melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds, Nature

[3] Xing Xu et al (2004), Basal tyrannosauroids from China and evidence for protofeathers in tyrannosauroids, Nature

[4] Gerald Mayr et al (2002), Bristle-like integumentary structures at the tail of the horned dinosaur Psittacosaurus, Naturwissenschaften

[5] Zheng, Xiao-Ting et al (2009), An Early Cretaceous heterodontosaurid dinosaur with filamentous integumentary structures, Nature

[6] Carl Zimmer (2011), Histoires de plumes; Quand les poules avaient des dents, National Geographic France 2011

[7] Junchang Lü et al (2011), A new ctenochasmatoid pterosaur from the Early Cretaceous Yixian Formation of western Liaoning, China, Cretaceous Research

[8] L. Alibardi, LW. Knapp and RH. Sawyer (2006), Beta-keratin localization in developing alligator scales and feathers in relation to the development and evolution of feathers, J Submicrosc Cytol Pathol