Africa-Press – Niger. Comment peut-on peser plusieurs tonnes et tenir sur deux pattes ? Les gros dinosaures de la lignée des théropodes ont, semble-t-il, trouvé la réponse adéquate. En effet, des espèces de grande taille comme le Tyrannosaurus rex (5 à 8 tonnes), le Spinosaurus (7-8 tonnes) ou le Giganotosaurus (6 à 8 tonnes) étaient bipèdes.
Avaient-ils pour cela développé des adaptations spécifiques et ces adaptations étaient-elles les mêmes dans toutes les lignées de théropodes qui ont évolué, indépendamment, vers le gigantisme ? Voilà quelques-unes des questions qui tarabustaient Romain Pintore, paléontologue au Muséum National d’Histoire Naturelle, durant le confinement imposé par le Covid.
Plus de puissance pour la marche
Face à cet isolement contraint, il a fait appel au renfort de scientifiques et de directeurs de collection de plusieurs musées dans le monde pour obtenir du matériel d’étude numérisé. Il a ainsi collecté des images de fémurs de théropodes, scannées en 3D, pour pouvoir les comparer.
En tout, il a récupéré 68 fémurs correspondant à 48 espèces représentant six groupes différents dont une vingtaine de “géant” pesant plus d’une tonne. “Grâce à la morphométrie géométrique en 3D nous avons pu étudier les variations de la morphologie de ces fémurs afin d’identifier des adaptations à la prise de masse”, explique le scientifique.
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Ce qui ressort de ce travail, publié dans la revue Paleobiology, c’est que les théropodes “se sont tous adaptés de la même manière à l’augmentation de leur masse”. Ainsi, l’attache du muscle entre la patte et la queue située à l’arrière du fémur a migré plus bas le long de l’os chez les dinosaures les plus imposants, permettant ainsi plus de puissance lors de la marche entraînée par un mouvement de levier plus étendu.
Le fémur lui-même est aussi affecté: chez les dinosaures les plus lourds, il est épais et robuste tandis qu’aux extrémités les surfaces articulaires sont plus grandes. La tête fémorale est quant à elle orientée vers le haut ce qui induit un décalage de la jambe vers l’extérieur et procure plus de stabilité et une plus grande surface d’appui au sol.
Fémurs moyens de théropodes de petites tailles (à gauche) et géants (à droite). Les lignes colorées montrent les différences entre les zones anatomiques des deux fémurs superposés au milieu: différences plus (rouge) ou moins (bleu) importantes. Crédits: Visualisations 3D: Romain Pintore ; silhouettes: Scott Hartman
La démarche des oiseaux
Mais les dinosaures théropodes n’ont pas fait qu’expérimenter le gigantisme, ils ont aussi exploré la voie de la miniaturisation. Le plus petit de leur représentant actuel est ainsi le colibri qui ne mesure que quelques centimètres pour quelques grammes ! Lui, comme tous les autres oiseaux actuels sont, en effet, issus d’un groupe de dinosaures théropodes, les avialiens qui ont résisté à la catastrophe de la fin du Crétacé et ont évolué pour aboutir aux plus de dix mille espèces actuelles.
Ici, pas question de prendre de la masse, donc, mais plutôt d’adopter une locomotion typique entraînée par des mouvements du genou et non plus de la hanche, associée à des adaptations distinctes de celles au soutien de la masse corporelle.
Ces deux mouvements évolutifs se sont produits en parallèle et certains théropodes ont commencé par rapetisser puis ont repris du poids. C’est le cas de certains dinosaures de la lignée des droméosauridés dont un de ces représentants est évoqué dans cette étude. Il s’agit de l’Utahraptor, un gros dinosaure à plumes qui vivait il y a 125 millions d’années et qui pouvait atteindre 7 mètres de longueur pour un poids de 500 kilos.
Pourtant les images indiquent que ces fémurs “possèdent l’une des morphologies les plus aviennes” de l’échantillon, décrivent les scientifiques dans leur article, malgré une robustesse élevée similaire à celle d’un Carnotaurus ou Ceratosaurus, deux dinosaures théropodes dont le poids avoisine la tonne. Il devait ainsi présenter une locomotion très dynamique (sans doute semblable à celle d’une pintade) malgré un poids important.
Le fait que ces transformations se soient produites de façon indépendante chez toutes les lignées de théropodes étudiées constitue une petite surprise. Souvent les animaux choisissent les mêmes solutions pour résoudre un problème, d’où une apparence similaire mais il existe quand même de sensibles différences anatomiques si on étudie leurs attributs de plus près. “Par exemple les ptérosaures, les oiseaux ou les chauves-souris se déplacent en volant mais leurs ailes sont structurées différemment. Chez les théropodes, ces adaptions similaires suggèrent que c’était la seule solution pour le gigantisme”, conclut Romain Pintore.
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