image: Life reconstruction of the bat-winged scansoriopterygid dinosaur Ambopteryx in a glide. view more
Credit: Image credit: Gabriel Ugueto.
Une étude récente révèle que deux petits dinosaures, Yi et Ambopteryx, étaient, malgré leurs ailes de chauve-souris, peu doués pour le vol et pouvaient tout au plus planer maladroitement d'un arbre à l'autre. Incapables de rivaliser avec les autres dinosaures arboricoles et les premiers véritables oiseaux qui les entouraient, ils se sont éteints après quelques millions d'années seulement. Publiée dans iScience, l'étude en question a été menée par une équipe internationale de chercheurs dont faisait partie Hans Larsson, professeur à l'Université McGill. Cette découverte montre que les dinosaures ont accédé à divers types de vol avant que leur espèce se transforme en oiseaux.
« Nous savons qu'avant de se transformer en oiseaux, certains dinosaures pouvaient voler », dit le Pr Larsson, directeur du Musée Redpath de l'Université McGill. « Mais cette étude nous montre qu'au moins une lignée de dinosaures a expérimenté un mode de locomotion aérienne complètement différent. Le vol plané a connu d'innombrables évolutions chez les amphibiens, les mammifères, les lézards et même les serpents arboricoles. Et nous savons maintenant que les dinosaures le pratiquaient aussi. »
Yi et Ambopteryx, minuscules animaux du Jurassique supérieur de la Chine, ont vécu il y a quelque 160 millions d'années. Ces théropodes inusités pesaient environ 500 grammes. Les théropodes sont des dinosaures carnivores comprenant tous les oiseaux sillonnant notre ciel aujourd'hui. Si la plupart des théropodes étaient des carnivores terrestres, Yi et Ambopteryx, eux, vivaient dans les arbres et se nourrissaient d'insectes, de graines et de végétaux.
« Lorsque les oiseaux ont déployé leurs ailes dans l'espace aérien, ces deux espèces si mal adaptées au vol ont été évincées sans autre forme de procès », explique Thomas Dececchi, professeur adjoint de biologie à l'Université Mount Marty et auteur principal de l'article. « Une espèce non performante peut sans doute survivre quelques millions d'années, mais lorsque les prédateurs la guettent du haut des airs, que des espèces lui font concurrence au sol et que même de petits mammifères s'en mêlent, la pression est trop forte et elle finit par disparaître. »
De minuscules créatures planantes
Pour élucider le mystère du vol de ces animaux, les chercheurs ont scruté les fossiles au moyen d'une technique appelée « fluorescence induite par laser » et ont ainsi pu relever, dans les tissus mous des membranes alaires, des détails invisibles à la lumière blanche. Forte de ces données, l'équipe a tenté de reconstituer le vol à partir de modèles mathématiques et de variables diverses comme le poids, l'envergure et la forme des ailes ainsi que la disposition des muscles.
« Le verdict est sans appel : ces animaux étaient incapables de voler comme les oiseaux, déclare le Pr Larsson. Ils étaient totalement dépourvus des attributs qui auraient pu les rapprocher un tant soit peu des seuils physiques nécessaires au vol battu; par contre, leurs ailes membraneuses fort particulières leur conféraient un profil suffisamment aérodynamique pour le vol plané. Rien de comparable aux écureuils ou aux lézards volants modernes, mais ils semblent quand même avoir innové en se dotant d'une membrane alaire assez grande. »
Bien que le vol plané soit inefficace dans la mesure où l'animal doit d'abord se hisser en haut lieu pour le pratiquer, il a probablement permis à Yi et à Ambopteryx de se mettre à l'abri du danger.
« Les animaux planeurs actuels ne parcourent pas de longues distances dans les airs, précise le Pr Dececchi. Le vol plané est inefficace, mais il peut toujours servir d'échappatoire. Ce n'est pas grand-chose, mais ça peut toujours être utile quand on a le choix entre dépenser un peu d'énergie ou se faire dévorer tout rond. Pris dans un étau, ces dinosaures ont simplement perdu leur habitat. Ils ne faisaient pas le poids sur terre. Ils ne faisaient pas le poids dans les airs. Ils étaient cuits. »
Les chercheurs scrutent maintenant l'anatomie de l'appareil musculosquelettique de ces animaux et des autres dinosaures à plumes ayant vécu à l'époque qui a vu naître les oiseaux. « Je suis ébahi par la diversité qui régnait dans le monde des dinosaures juste avant l'avènement des oiseaux, lance le Pr Larsson. Auparavant, nous pensions que les oiseaux avaient évolué à partir de leur ascendance dinosaurienne terrestre dans une trajectoire linéaire. Or, le temps est venu de revisiter ce scénario en décrivant plutôt une expérimentation tous azimuts, dans laquelle les dinosaures ont exploré le vol battu à plusieurs reprises, indépendamment des oiseaux. Beaucoup étaient dotés d'ailes emplumées, mais n'arrivaient pas à s'arracher du sol en raison de leur corps trop lourd ou de leurs ailes trop petites. Et voilà que nous avons maintenant d'étranges dinosaures aux ailes de chauve-souris qui, en plus d'être les premiers à avoir élu domicile dans les arbres, s'adonnaient au vol plané! J'ai l'impression que nous ne sommes pas au bout de nos surprises. »
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L'étude
L'article « Aerodynamics show membranous-winged theropods were a poor gliding dead-end », par T. Alexander Dececchi, Arindam Roy, Michael Pittman, Thomas G. Kaye, Xing Xu, Michael B. Habib, Hans C.E. Larsson, Xiaoli Wang et Xiaoting Zheng, a été publié dans iScience.
DOI : http://dx.doi.org/10.1016/j.isci.2020.101574
L'Université McGill
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