Un fossile vieux de 120 millions d'années, découvert dans ce qui est aujourd'hui le nord-ouest de la Chine, bouleverse la compréhension qu'ont les scientifiques de ce groupe inhabituel de dinosaures prédateurs connus sous le nom de microraptors.
La découverte de ce fossile élargit les connaissances géographiques sur un parent plus petit et planeur du Vélociraptor à griffes en forme de faucille. Ces ossements représentent également le plus récent spécimen confirmé de Microraptor dans les archives fossiles, ce qui nous permet de préciser la période d'existence de ces dinosaures à plumes.
Une nouvelle analyse d'os intacts de l'épaule et du membre antérieur, mentionnée pour la première fois dans le résumé d'une étude de 2010, a révélé que le fossile appartient à une espèce de microraptor jusqu'alors inconnue. Selon cette étude, publiée jeudi dans la revue Annals of the Carnegie Museum, l'équipe de chercheurs a nommé ce dinosaure Jian changmaensis.
Le nom d'espèce « Jian » fait référence à un oiseau à une seule aile de la mythologie chinoise, en écho aux caractéristiques aviaires du dinosaure. Ce nom fait également allusion au bassin du fleuve Changma, dans la province du Gansu, où le fossile a été découvert ; à ce jour, il s'agit du seul spécimen de Microraptor trouvé hors du nord-est de la Chine.
« L’étude de Jian changmaensis montre que des dinosaures non aviens peuplaient la région du bassin actuel de la rivière Changma, connue pour ses oiseaux fossiles », a déclaré le Dr Matt Lamanna, co-auteur de l’étude, paléontologue de haut niveau et conservateur de la paléontologie des vertébrés Mary R. Dawson au Musée d’histoire naturelle Carnegie de Pittsburgh, dans un communiqué.
« Notre équipe a découvert plus d'une centaine de fossiles d'oiseaux à Changma, mais seulement ce spécimen unique de dinosaure non aviaire. Jian apporte de nouvelles informations importantes sur l'histoire biologique de la région de Changma et le contexte écologique des ancêtres des oiseaux modernes. ».
Ce fossile bien conservé pourrait aider les chercheurs à mieux comprendre comment les microraptors utilisaient leurs ailes pour se déplacer d'arbre en arbre, a déclaré Lamanna, et apporter de nouvelles perspectives sur les origines du vol chez les oiseaux.
Prédateur planeur
Au premier abord, les reconstitutions artistiques de microraptors ressemblent à des représentations d'oiseaux.
« Si vous voyiez cette créature perchée dans un arbre, vous ne penseriez pas qu'il s'agit d'un vélociraptor de "Jurassic Park" «, a déclaré Lamanna à CNN. » C'est un dinosaure incroyablement semblable à un oiseau, capable de léviter dans une certaine mesure. ».
Le fossile de Microraptor ne se compose que de quelques os, mais il est conservé en trois dimensions. — Hailu Yu
Le corps du Microraptor était recouvert de plumes, peut-être même plus que celui d'un oiseau, car en plus de ses membres antérieurs, ou « ailes », les dinosaures avaient également de longues plumes sur leurs pattes postérieures, ce qui leur donnait l'apparence de quatre ailes.
« Cela a amené de nombreux paléontologues à supposer que ces créatures vivaient probablement en partie au sol, mais pouvaient peut-être grimper et planer d'arbre en arbre, un peu comme les écureuils volants modernes », a déclaré Lamanna.
Les plus petits microraptoridés avaient une taille comparable à celle des corbeaux actuels. Jian changmaensis était probablement de la taille d'une chouette effraie. D'autres fossiles, potentiellement du genre Microraptor, indiquent que ces créatures pouvaient atteindre des tailles plus importantes, suggérant que Jian changmaensis occupait une position intermédiaire.
Les vélociraptors et les microraptors n'étaient pas des oiseaux, mais ils étaient étroitement apparentés aux ancêtres des premiers oiseaux, comme l'archéoptéryx. La frontière entre les dinosaures et les premiers oiseaux s'estompe de plus en plus au fur et à mesure des nouvelles découvertes, explique Lamanna, notamment lorsque des fossiles présentent des caractéristiques de dinosaures ressemblant à des oiseaux ou d'oiseaux ressemblant à des dinosaures. Les oiseaux modernes demeurent les plus proches parents vivants des dinosaures, qui se sont éteints il y a environ 66 millions d'années suite à l'impact d'un astéroïde géant sur Terre.
« D'un point de vue évolutif, ce sont tous des dinosaures, mais cela dépend vraiment de quel côté de l'archéoptéryx on se situe », a déclaré Lamanna.
Dans le cas du fossile Jian changmaensis, une caractéristique distinctive du processus coracoïde, un élément de la structure de l'épaule, indiquait clairement que l'aile appartenait à un Microraptor et non à un oiseau ancien, comme c'était le cas pour de nombreuses autres découvertes dans le bassin de Changma.
Le supracoracoïdeus est une large ouverture qui divise presque l'humérus en deux. Cette caractéristique est commune à tous les microraptors, mais est pratiquement absente chez les autres créatures, a déclaré Lamanna.
La fonction de cette cavité reste un mystère pour les chercheurs ; Lamanna pense qu'elle pourrait être liée au vol. À l'instar des oiseaux modernes, les microraptors possédaient de longs humérus. Ceux de Jian changmaensis sont exceptionnellement longs.
« Cela pourrait être lié au vol plané, ou bien il se pourrait que les animaux en voie de disparition modifient la structure de leur ceinture scapulaire pour mieux s'adapter à un vol efficace », a déclaré Lamanna.
Le fossile ne comprend que quelques os, mais sa longueur laisse penser que le dinosaure était probablement capable de voler, a déclaré Steve Brusatte, professeur de paléontologie et d'évolution à l'université d'Édimbourg, en Écosse. M. Brusatte n'a pas participé à l'étude.
« C’est passionnant, un nouveau fossile de ces dinosaures qui étaient essentiellement sur le point de devenir de véritables oiseaux », a déclaré Brusatte.
Un fossile rare du bassin de la rivière Changma.
Le bassin de la rivière Changma, où se trouvait autrefois un ancien lac, est situé dans la province du Gansu, au nord-ouest de la Chine. — Matt Lamanna
Les chercheurs continuent de spéculer sur les raisons pour lesquelles des parents plus petits du Velociraptor ont développé des ailes et se sont installés dans les arbres, mais Lamanna suggère qu'il existait une niche écologique disponible pour les prédateurs arboricoles que les microraptors ont occupée.
Les ancêtres du Microraptor vivaient au sol, mais vivre dans la canopée des arbres et voler d'arbre en arbre était peut-être une façon plus sûre d'éviter les attaques de plus grands dinosaures carnivores.
« Il est possible que ces créatures aient d'abord vécu au sol, puis aient commencé à grimper, et qu'une fois dans les arbres, elles aient développé des caractéristiques qui les ont aidées à y rester », a déclaré Lamanna.
Que mangeait donc Jian changmaensis ? Puisqu'il vivait dans les arbres, les oiseaux figuraient probablement à son menu.
Un Microraptor fossilisé avait déjà été découvert avec des ossements d'oiseaux à l'intérieur de sa cage thoracique. Jingmai O'Connor, co-auteure de l'étude de Lamanna, paléontologue des vertébrés et conservatrice adjointe des reptiles fossiles au Field Museum de Chicago, a également noté que les amas d'ossements trouvés dans le bassin de la rivière Changma ressemblent aux pelotes de réjection régurgitées par les chouettes après avoir consommé une proie.
Jian se nourrissait peut-être aussi de fossiles de Gansus yumenensis, l'un des premiers oiseaux de l'ère des dinosaures découverts en Chine. Les paléontologues ont découvert ces fossiles en 1981 dans le bassin du fleuve Changma.
Lamanna et son équipe explorent le bassin de la rivière Changma depuis 2004. Ils ont découvert des squelettes complets, dont certains comportent des plumes et de la peau, indiquant que le Gansus avait des pattes palmées et passait probablement une partie de son temps dans l'eau.
Selon Lamanna, grâce à la découverte des restes de Jian, les chercheurs savent enfin quels prédateurs s'attaquaient probablement aux Gansus et autres oiseaux anciens sur ce site. Mais alors, pourquoi un seul fossile de Microraptor a-t-il été trouvé sur ce site ?
« Si vous pouviez voyager dans le temps de 120 millions d'années grâce à une machine à remonter le temps, vous vous retrouveriez sur les rives d'un immense lac entouré de végétation », a déclaré Lamanna. « Il est logique de supposer que si vous exploriez le lac, vous y trouveriez probablement plus d'animaux que sur ses rives. ».
De nombreux fossiles d'oiseaux et de microraptors sont généralement retrouvés écrasés, aplatis en deux dimensions, ce qui rend difficile l'étude de leurs os et de leurs capacités de vol. Mais l'aile fossilisée de Jian a été conservée en trois dimensions.
Des chercheurs travaillent dans une carrière du bassin de la rivière Changma. — Jingmai O'Connor
« Observer l’épaule d’un Microraptor en 3D est un phénomène rare », a déclaré T. Alexander Dececchi, professeur agrégé au Collège des arts et des sciences de l’Université d’État du Dakota à Madison, dans le Dakota du Sud. M. Dececchi n’a pas participé à cette étude, mais a étudié d’autres spécimens de Microraptor.
« Cela élargit également l'aire de répartition géographique et contribue à démontrer la diversité anatomique de ce groupe, ce qui est important pour déterminer où, quand et lesquels d'entre eux utilisaient la locomotion aérienne », a écrit Dececchi dans un courriel. « Cela représente aussi probablement un paléoenvironnement différent, ce qui, combiné à notre connaissance du régime alimentaire diversifié de ces animaux, suggère que même si tous les microraptorines présumés, à l'exception d'un seul, proviennent du nord-est de la Chine, ils constituaient un élément commun et répandu de l'écosystème de cette région et à cette époque. ».
Il a également ajouté que le fossile découvert permettra aux scientifiques d'étudier l'évolution des ailes et du vol chez les microraptors.
Dans une prochaine étape, Lamanna explique que lui et ses collègues souhaitent scanner l'aile pour voir ce que cela pourrait révéler sur les capacités de vol ou de vol plané des microraptors.
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