Dinosaures à plumes

Dinosaures à plumes
Oeuvre d'artiste d'un Anchiornis, montrant la disposition et la couleur des plumes

Les dinosaures à plumes constituent une fraction importante des dinosaures actuellement connus. La constatation que des dinosaures sont étroitement apparentés aux oiseaux actuels a suggéré la possibilité qu'il ait pu exister des dinosaures à plumes. On sait depuis longtemps que les Archaeopteryx avaient des plumes mais ce n'est qu'au début des années 1990 que des fossiles de dinosaures clairement non-aviaires ont été découverts avec des plumes. Aujourd'hui, plus de vingt genres de dinosaures, pour la plupart des théropodes, sont connus pour avoir eu des plumes. La plupart de ces fossiles proviennent de la formation Jehol en Chine. Les plumes fossiles d'un spécimen, Shuvuuia deserti, ont été testées immunologiquement positives à la bêta-kératine, la principale protéine trouvée dans les plumes d'oiseaux[1].


Sommaire

Les premières hypothèses

L’Archaeopteryx de Berlin
Article détaillé : Histoire évolutive des oiseaux.

Peu de temps après la publication en 1859 par Charles Darwin de « l'Origine des espèces », le biologiste britannique et défenseur de la théorie de l'évolution, Thomas Henry Huxley a émis l'hypothèse que les oiseaux étaient les descendants des dinosaures. Il a comparé la structure du squelette de Compsognathus, un petit dinosaure théropode, et du « premier oiseau » Archaeopteryx lithographica (qui tous deux ont été retrouvés dans le calcaire du Jurassique supérieur bavarois de Solnhofen). Il a montré que, en dehors des mains et des plumes, Archaeopteryx était assez similaire à Compsognathus. En 1868, il a publié On the Animals which are most nearly intermediate between Birds and Reptiles, pour rendre compte de ses résultats[2],[3]. Le célèbre expert en dinosaures de l'époque, Richard Owen, qui était en désaccord avec lui, affirmait que l'Archéoptéryx, était le premier oiseau en dehors de la lignée des dinosaures. Au siècle suivant, l'hypothèse que les oiseaux sont les descendants des dinosaures tombe est abandonnée, on considère les dinosaures comme des reptiles et cette conception restera en vigueur jusque dans les années 1970. Les hypothèses les plus populaires de l'époque donnent comme ancêtres aux oiseaux les crocodylomorphes et les thécodontes plutôt que les dinosaures ou autres archosauriens.

En 1964, John Ostrom décrit Deinonychus antirrhopus, un théropode dont le squelette ressemble de façon indubitable à celui des oiseaux. Ostrom est devenu l'un des principaux promoteurs de la théorie supposant que les oiseaux sont les descendants directs des dinosaures. D'autres comparaisons de squelettes d'oiseaux et de dinosaures, ainsi que l'analyse cladistique ont renforcé cette hypothèse. C'est notamment le cas d'un clade des théropodes appelé maniraptor où les similitudes squelettiques portent sur le cou, le pubis, le carpe (semi-lunaire), le « bras », la ceinture scapulaire (omoplate, clavicule) et le sternum. En tout, plus d'une centaine de caractéristiques anatomiques distinctes sont partagées par les oiseaux et les dinosaures théropodes.

D'autres chercheurs se sont inspirés de ces caractéristiques communes et d'autres aspects de la biologie des dinosaures et se sont mis à suggérer qu'au moins certains dinosaures théropodes avaient des plumes. Le premier dessin d'un dinosaure à plumes est du à Sarah Landry pour un Syntarsus (rebaptisé Megapnosaurus et considéré comme un synonyme de Coelophysis), dans le célèbre article de Robert T. Bakker de 1975 Dinosaur Renaissance[4]. À partir de la fin des années 1970, Gregory S. Paul a été probablement le premier artiste de la paléontologie à peindre les dinosaures maniraptoriens avec des plumes et des protoplumes, .

Dans les années 1990, la plupart des paléontologues considéraient les oiseaux comme des descendants des dinosaures. Avant la découverte des dinosaures à plumes, les preuves étaient limitées à l'anatomie comparée de Huxley et Ostrom. Certains ornithologues, comme le conservateur de la Smithsonian Institution, Storrs L. Olson, ont contesté cette vision, se basant en particulier sur l'absence de preuves fossiles de dinosaures à plumes.

Les preuves fossiles

Fossile de Sinosauropteryx, premier fossile de dinosaure non aviaire à plumes

Après un siècle d'hypothèses sans preuves concluantes, des dinosaures à plumes particulièrement bien conservés ont été découverts dans les années 1990 et continuent d'être trouvés. Les fossiles étaient conservés dans un lagerstätte - un dépôt sédimentaire présentant une remarquable richesse et variété de fossiles - dans le Liaoning, en Chine. Il y a 124 millions d'années, au Crétacé inférieur, la région avait à plusieurs reprises été recouverte par les cendres produites par les éruptions de volcans situés en Mongolie-Intérieure. Les organismes vivants ont été enterrés et conservés dans les moindres détails. La région grouillait de vie, avec des millions de feuilles, d'angiospermes (les plus anciens connus), d'insectes, de poissons, de grenouilles, de salamandres, de mammifères, de tortues, de lézards et de crocodiles découverts à ce jour.

Les découvertes les plus importantes faites au Liaoning ont été un grand nombre de fossiles de dinosaures à plumes, avec de nouvelles trouvailles qui continuent et qui viennent remplir des lacunes dans la connaissance de la relation dinosaure-oiseau et améliorer les théories évolutionnistes sur le développement des plumes et du vol. Norell et collaborateurs (2007) ont décrit des saillies de plumes sur un cubitus de Velociraptor mongoliensis et celles-ci sont très proches de celles laissées par les grandes rémiges des oiseaux actuels[5].

Spécimen de Citipati osmolskae nichant, AMNH.

Une autre preuve, comportementale, sous la forme d'un fossile d'oviraptosaure sur son nid, montre un autre point commun avec les oiseaux. L'animal est assis sur son nid, les avant-bras repliés, comme ceux d'un oiseau. Bien que les plumes n'aient pas été conservées, il est probable que celles-ci devaient être présentes pour protéger les oeufs et les jeunes.

De vraies plumes ?

Il a été prétendu que les supposées plumes de fossiles chinois étaient un artefact de conservation[6]. Même si on peut avoir des doutes, les plumes fossiles ont à peu près le même aspect que celles des oiseaux fossilisés du même gisement, il n'y a donc aucune raison sérieuse de penser qu'elles soient de nature différente. D'ailleurs, aucun fossile non-théropode provenant du même site ne montre un tel artefact, alors qu'ils possèdent parfois sans ambiguïté des poils (certains mammifères) ou des écailles (certaines espèces de reptiles).
En 2011 (au Canada), onze fragments de plumes de dinosaures, colorées (du brun au noir) ont été retrouvées dans de l'ambre daté de 78 à 79 millions d'années (fin crétacé). Des poils, barbes et barbules sont visibles, semblables à ceux d'oiseaux contemporain, avec des indices d'imperméabilité pouvant laisser penser qu'il s'agissait (dans ce cas) d'animaux semi-aquatiques[7]. Divers indices laissent penser que les plumes de dinosaures étaient souvent colorées[8].

Le faux « Archaeoraptor »

En 1999, un prétendu « chaînon manquant » de fossiles de dinosaure à plumes nommé « Archaeoraptor liaoningensis » aurait été découvert dans la province de Liaoning et s'est révélé être un faux. En comparant la photo de l'échantillon avec une autre découverte, le paléontologue chinois Xu Xing est arrivé à la conclusion qu'il était composé de deux parties différentes de fossiles. Il demanda à la National Geographic Society de revoir le problème et elle arriva à la même conclusion[9]. La partie inférieure de l'« Archaeoraptor » provenait d'un vrai dromaeosauridé à plumes connu maintenant sous le nom Microraptor et la partie supérieure d'un oiseau primitif déjà connu appelé Yanornis.

Les connaissances actuelles

Liste des genres de dinosaures conservés avec la preuve de plumes

Fossile de Sinornithosaurus millenii, la première preuve de la présence de plumes chez les dromaeosauridés.
Fossile NGMC 91, un probable spécimen de Sinornithosaurus.
Jinfengopteryx elegans fossil
  1. Avimimus* (1987)[10],[11]
  2. Sinosauropteryx (1996)[12]
  3. Protarchaeopteryx (1997)[13]
  4. Caudipteryx (1998)[14]
  5. Rahonavis* (1998)[15]
  6. Shuvuuia (1999)[1]
  7. Sinornithosaurus (1999)[16]
  8. Beipiaosaurus (1999)[17]
  9. Microraptor (2000)[18]
  10. Nomingia* (2000)[19]
  11. Cryptovolans (2002)[20]
  12. Scansoriopteryx (2002)[21]
  13. Epidendrosaurus (2002)[22]
  14. Psittacosaurus? (2002)[23]
  15. Yixianosaurus (2003)[24]
  16. Dilong (2004)[25]
  17. Pedopenna (2005)[26]
  18. Jinfengopteryx (2005)[27],[28]
  19. Juravenator? (2006)[29]
  20. Sinocalliopteryx (2007)[30]
  21. Velociraptor* (2007)[5]
  22. Similicaudipteryx (2008)[31],[32]
  23. Epidexipteryx (2008)[33]
  24. Anchiornis (2009)[34]
  25. Tianyulong? (2009)[35]
  26. Concavenator* (2010)[36]

Notes et références

  1. ↑ a et b Mary Higby Schweitzer, J.A. Watt et al. (1999). "Beta-Keratin Specific Immunological reactivity in Feather-like structures of the Cretaceous Alvarezsaurid, Shuvuuia deserti Journal of Experimental Zoology Part B (Mol Dev Evol) 285:146-157
  2. ↑ T.H. Huxley, « On the animals which are most nearly intermediate between birds and reptiles », dans Annals and Magazine of Natural History., vol. 2, 1868, p. 66–75 
  3. ↑ Foster, Michael; Lankester, E. Ray 1898–1903. The scientific memoirs of Thomas Henry Huxley. 4 vols and supplement. London: Macmillan.
  4. ↑ (en) Gregory S. Paul, The Scientific American Book of Dinosaurs, New York, St. Martin's Press, 2000 (ISBN 0-312-26226-4), « A Quick History of Dinosaur Art », p. 107–112 
  5. ↑ a et b A.H. Turner, « Feather quill knobs in the dinosaur Velociraptor », dans Science, vol. 317, no 5845, 2007, p. 1721 [texte intégral [PDF], lien PMID, lien DOI] 
  6. ↑ A. Feduccia, T. Lingham-Soliar and J.R. Hinchliffe, (2005). "Do feathered dinosaurs exist? Testing the hypothesis on neontological and paleontological evidence." Journal of Morphology, 266: 125-166.
  7. ↑ Ryan C. McKellar, Brian D. E. Chatterton, Alexander P. Wolfe et Philip J. Currie , A Diverse Assemblage of Late Cretaceous Dinosaur and Bird Feathers from Canadian Amber ; Science 16 September 2011: 1619-1622
  8. ↑ R. A. Wogelius, P. L. Manning,H. E. Barden, N. P. Edwards, S. M. Webb, W. I. Sellers,K. G. Taylor,P. L. Larson, P. Dodson, H. You,L. Da-qing et U. Bergmann, Trace Metals as Biomarkers for Eumelanin Pigment in the Fossil Record ; Science 2011-09-16, n°1622-1626 ; online 30 Juin 2011
  9. ↑ Transcript: The Dinosaur that Fooled the World, BBC. Consulté le 22 12 2006
  10. ↑ Kurzanov, S.M. (1987). "Avimimidae and the problem of the origin of birds." Transactions of the Joint Soviet-Mongolian Paleontological Expedition, 31: 5-92. [in Russian]
  11. ↑ Chiappe, L.M. and Witmer, L.M. (2002). Mesozoic Birds: Above the Heads of Dinosaurs. Berkeley: University of California Press, 536 pp. ISBN 0-520-20094-2
  12. ↑ Ji, Q., and Ji, S. (1996). "On discovery of the earliest bird fossil in China and the origin of birds." Chinese Geology 10 (233): 30-33.
  13. ↑ Ji, Q., and Ji, S. (1997). "A Chinese archaeopterygian, Protarchaeopteryx gen. nov." Geological Science and Technology (Di Zhi Ke Ji), 238: 38-41. Translated By Will Downs Bilby Research Center Northern Arizona University January, 2001
  14. ↑ Qiang, J., .Currie, P.J., Norell., M.A. & Shu-An, J., 1998. Two feathered dinosaursfrom northeastern China. Nature 393 753-761.
  15. ↑ Catherine A. Forster, « The Theropod Ancestry of Birds: New Evidence from the Late Cretaceous of Madagascar », dans Science, no 5358, 1998a, p. pp. 1915–1919 . DOI:10.1126/science.279.5358.1915 (HTML abstract)
  16. ↑ Xu, X., Wang, X., Wu, X., 1999. A dromaeosaurid dinosaur with a filamentous integument from the Yixian Formation of China. Nature 401:6750 262-266 doi 10.1038/45769
  17. ↑ Xu. X., Zhao, X., Clark, J.M., 1999. A new therizinosaur from the Lower Jurassic lower Lufeng Formation of Yunnan, China. Journal of Vertebrate Paleontology 21:3 477–483 doi 10.1671/0272-4634
  18. ↑ Xu, X., Zhou, Z., and Wang, X. (2000). "The smallest known non-avian theropod dinosaur." Nature, 408 (December): 705-708.[1]
  19. ↑ Barsbold, R., Osmólska, H., Watabe, M., Currie, P.J., and Tsogtbaatar, K. (2000). "New Oviraptorosaur (Dinosauria, Theropoda) From Mongolia: The First Dinosaur With A Pygostyle". Acta Palaeontologica Polonica, 45(2): 97-106.
  20. ↑ (en) Czerkas, S.A., Zhang, D., Li, J., and Li, Y., Feathered Dinosaurs and the Origin of Flight: The Dinosaur Museum Journal 1, Blanding, The Dinosaur Museum, 2002, « Flying Dromaeosaurs », p. 16–26 
  21. ↑ Czerkas, S.A., and Yuan, C. (2002). "An arboreal maniraptoran from northeast China." Pp. 63-95 in Czerkas, S.J. (Ed.), Feathered Dinosaurs and the Origin of Flight. The Dinosaur Museum Journal 1. The Dinosaur Museum, Blanding, U.S.A. PDF abridged version
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  24. ↑ Xu, X. and Wang, X.-L. (2003). "A new maniraptoran from the Early Cretaceous Yixian Formation of western Liaoning." Vertebrata PalAsiatica, 41(3): 195–202.
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  26. ↑ Xu, X., and Zhang, F. (2005). "A new maniraptoran dinosaur from China with long feathers on the metatarsus." Naturwissenschaften, 92(4): 173 - 177.
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  28. ↑ Alan H. Turner, « A basal dromaeosaurid and size evolution preceding avian flight », dans Science, vol. 317, no 5843, 2007, p. 1378–1381 [texte intégral [PDF], lien PMID, lien DOI] 
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  33. ↑ Zhang, F., Zhou, Z., Xu, X., Wang, X., & Sullivan, C. (2008). "A bizarre Jurassic maniraptoran from China with elongate ribbon-like feathers." Available from Nature Precedings, doi:10.1038/npre.2008.2326.1 [2].
  34. ↑ Xu, X., Zhao, Q., Norell, M., Sullivan, C., Hone, D., Erickson, G., Wang, X., Han, F. and Guo, Y. (in press). "A new feathered maniraptoran dinosaur fossil that fills a morphological gap in avian origin." Chinese Science Bulletin, 6 pages, accepted November 15, 2008.
  35. ↑ Zheng, X.-T., You, H.-L., Xu, X. and Dong, Z.-M. (2009). "An Early Cretaceous heterodontosaurid dinosaur with filamentous integumentary structures." Nature, 458(19): 333-336. doi:10.1038/nature07856
  36. ↑ Ortega F., Escaso, F. and Sanz, J.L. (2010). "A bizarre, humped Carcharodontosauria (Theropoda) from the Lower Cretaceous of Spain." Nature, 467: 203-206.

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