Certaines espèces de ptérosaures volaient en battant des ailes tandis que d’autres planaient comme des vautours, démontre une nouvelle étude publié dans le Journal de paléontologie des vertébrés.
On se demande depuis longtemps si les plus grands ptérosaures pouvaient vraiment voler.
Cependant, des fossiles tridimensionnels « remarquables » et « rares » de deux espèces différentes de ptérosaures azhdarchoïdes de grande taille, dont l’une est nouvelle pour la science, ont permis aux scientifiques d’émettre l’hypothèse que non seulement les plus grands ptérosaures pourraient prendre l’air, mais que leurs styles de vol pourraient également différer.
Les nouvelles conclusions sont dirigées par des experts de l’Université du Michigan, aux États-Unis, de l’Autorité des ressources naturelles et de l’Université Yarmouk, en Jordanie, et du Saudi Geological Survey, en Arabie saoudite.
Leur article détaille comment ces fossiles, qui remontent à la fin du Crétacé (il y a environ 72 à 66 millions d’années), ont été remarquablement préservés en trois dimensions dans les deux sites différents qui préservent un environnement côtier à la marge de l’Afro-Arabie, une ancienne masse continentale qui comprenait à la fois l’Afrique et la péninsule arabique.
L’équipe de recherche a utilisé des tomodensitométries à haute résolution pour analyser la structure interne des os des ailes.
« L’équipe de fouilles a été extrêmement surprise de trouver des os de ptérosaures préservés en trois dimensions. C’est un phénomène très rare », explique l’auteur principal, le Dr Kierstin Rosenbach, du Département des sciences de la Terre et de l’environnement de l’Université du Michigan.
« Comme les os de ptérosaures sont creux, ils sont très fragiles et sont plus susceptibles d’être retrouvés aplatis comme une crêpe, s’ils sont préservés.
« La préservation en 3D étant si rare, nous n’avons pas beaucoup d’informations sur l’aspect intérieur des os de ptérosaures, j’ai donc voulu les scanner.
« Il est tout à fait possible que rien n’ait été préservé à l’intérieur, ou que les scanners n’aient pas été suffisamment sensibles pour différencier le tissu osseux fossile de la matrice environnante. »
Heureusement, ce que l’équipe a découvert était « remarquable », grâce à « des structures internes passionnantes non seulement préservées, mais visibles au scanner ».
Les tomodensitogrammes révèlent que l’un s’élève, l’autre se déploie
Des spécimens récemment collectés du ptérosaure géant déjà connu, Arambourgiania philadelphiae, confirment son envergure de 10 mètres et fournissent les premiers détails de sa structure osseuse. Les images CT ont révélé que l’intérieur de son humérus, qui est creux, contient une série de crêtes qui montent et descendent en spirale le long de l’os.
Ces structures ressemblent à celles de l’intérieur des os des ailes des vautours. On suppose que les crêtes en spirale résistent aux charges de torsion associées au vol à voile (vol propulsé soutenu qui nécessite un lancement et un battement d’ailes pour l’entretien).
L’autre spécimen analysé était l’Inabtanin alarabia, un spécimen inconnu des scientifiques, qui avait une envergure de cinq mètres. L’équipe lui a donné le nom du lieu où il a été exhumé, près d’une grande colline couleur raisin, appelée Tal Inab. Le nom générique combine les mots arabes « inab », pour raisin, et « tanin », pour dragon. « Alarabia » fait référence à la péninsule arabique.
Inabtanin est l’un des ptérosaures les plus complets jamais récupérés en Afro-Arabie, et les tomodensitométries ont révélé que la structure de ses os de vol était complètement différente de celle d’Arambourgiania.
L’intérieur des os de vol était entrecroisé par un agencement d’entretoises qui correspondent à celles trouvées dans les os des ailes des oiseaux modernes.
Cela indique qu’il a été adapté pour résister aux charges de flexion associées au vol battant, et il est donc probable qu’Inabtanin volait de cette façon, bien que cela n’empêche pas l’utilisation occasionnelle d’autres styles de vol également.
« Les entretoises trouvées dans Inabtanin étaient intéressantes à voir, mais pas inhabituelles », explique le Dr Rosenbach. « Les crêtes d’Arambourgiania étaient complètement inattendues, nous n’étions pas sûrs de ce que nous voyions au début. Pouvoir voir le modèle 3D complet de l’humérus d’Arambourgiania bordé de crêtes hélicoïdales était tout simplement passionnant. »
Qu’est-ce qui explique cette différence ?
La découverte de styles de vol variés chez des ptérosaures de tailles différentes est « passionnante », affirment les experts, car elle ouvre une fenêtre sur le mode de vie de ces animaux. Elle pose également des questions intéressantes, comme dans quelle mesure le style de vol est corrélé à la taille du corps et quel style de vol est le plus courant chez les ptérosaures.
« Les informations sur la structure osseuse interne des ptérosaures au fil du temps sont si limitées qu’il est difficile de dire avec certitude quel style de vol est apparu en premier », ajoute le Dr Rosenbach. « Si nous observons d’autres groupes de vertébrés volants, oiseaux et chauves-souris, nous pouvons voir que le battement d’ailes est de loin le comportement de vol le plus courant. Même les oiseaux qui planent ou volent ont besoin de battements d’ailes pour s’élever et maintenir leur vol. »
« Cela me conduit à penser que le vol battu est la condition par défaut, et que le comportement de vol plané évoluerait peut-être plus tard s’il était avantageux pour la population de ptérosaures dans un environnement spécifique ; dans ce cas, l’océan ouvert. »
Le co-auteur, le professeur Jeff Wilson Mantilla, conservateur au Musée de paléontologie du Michigan, et le Dr Iyad Zalmout, du Saudi Geological Survey, ont découvert ces spécimens en 2007 sur des sites au nord et au sud de la Jordanie.
Selon le professeur Jeff Wilson Mantilla, « les variations reflètent probablement les réponses aux forces mécaniques appliquées sur les ailes des ptérosaures pendant le vol ».
Permettre une étude plus approfondie du vol des vertébrés
En conclusion, le Dr Rosenbach déclare : « Les ptérosaures ont été les premiers et les plus grands vertébrés à développer un vol propulsé, mais ils constituent le seul grand groupe volant à avoir disparu. Les tentatives menées jusqu’à présent pour comprendre leur mécanique de vol se sont appuyées sur des principes aérodynamiques et des analogies avec les oiseaux et les chauves-souris actuels.
« Cette étude fournit un cadre pour une enquête plus approfondie sur la corrélation entre la structure osseuse interne et la capacité et le comportement de vol, et conduira, espérons-le, à un échantillonnage plus large de la structure osseuse de vol dans les spécimens de ptérosaures. »
Plus d’informations :
De nouveaux restes de ptérosaures du Crétacé supérieur d’Afro-Arabie donnent un aperçu de la capacité de vol des grands ptérosaures, Journal de paléontologie des vertébrés (2024). DOI: 10.1080/02724634.2024.2385068. www.tandfonline.com/doi/full/1 … 2724634.2024.2385068