Il est maintenant largement admis que les oiseaux descendent des dinosaures. Il est également entendu que cette transition englobe certaines des transformations les plus spectaculaires sur le plan morphologique, fonctionnel et écologique, donnant ainsi finalement naissance au plan corporel caractéristique de l’oiseau.
Cependant, les paléontologues ont encore du mal à comprendre comment ce fantastique événement évolutif s’est produit.
Maintenant, un nouvel oiseau fossile complet de 120 millions d’années en provenance de Chine complique davantage ce problème en présentant un crâne semblable à un dinosaure articulé avec un corps semblable à un oiseau. De plus, le spécimen fossile, nommé Cratonavis zhui, conserve une omoplate et un premier métatarsien étonnamment allongés, ce qui le distingue de tous les autres oiseaux, y compris les fossiles.
L’étude, publiée dans Écologie de la nature et évolution le 2 janvier, a été menée par des paléontologues de l’Institut de paléontologie et de paléoanthropologie des vertébrés (IVPP) de l’Académie chinoise des sciences.
Cratonavis est positionné entre l’ Archaeopteryx à longue queue plus reptile et les Ornithothoraces (qui avaient déjà développé de nombreux traits d’oiseaux modernes) dans l’arbre évolutif aviaire.
Reconstruction numérique de l’oiseau Cratonavis zhui, vieux de 120 millions d’années. 1 crédit
Pour étudier le crâne fossile, les scientifiques ont d’abord utilisé la tomodensitométrie (CT) à haute résolution. Ils ont ensuite numériquement retiré les os de leur tombe rocheuse et reconstruit la forme et la fonction d’origine du crâne.
Le résultat démontre que le crâne de Cratonavis est morphologiquement presque identique à celui de dinosaures tels que Tyrannosaurus rex, plutôt que de ressembler à un oiseau. « Les caractéristiques crâniennes primitives témoignent du fait que la plupart des oiseaux du Crétacé tels que Cratonavis ne pouvaient pas déplacer leur bec supérieur de manière indépendante par rapport au casse-tête et à la mâchoire inférieure, une innovation fonctionnelle largement répandue parmi les oiseaux vivants qui contribue à leur énorme diversité écologique », a déclaré Dr Li Zhiheng, auteur principal de l’étude.
En ce qui concerne l’étrange omoplate et le métatarse de Cratonavis, le Dr Wang Min, auteur principal et correspondant de cette étude, a déclaré : « L’omoplate est fonctionnellement vitale pour le vol aviaire, et elle transmet la stabilité et la flexibilité. Nous suivons les changements de l’omoplate à travers la transition Théropode-Oiseau, et postulent que l’omoplate allongée pourrait augmenter l’avantage mécanique du muscle pour la rétraction/rotation de l’humérus, ce qui compense l’appareil de vol globalement sous-développé chez ce lève-tôt, et ces différences représentent une expérimentation morphologique du comportement du volant au début de l’oiseau diversification. »
La nouvelle étude montre que le premier métatarsien a été soumis à une sélection lors de la transition dinosaure-oiseau qui a favorisé un os plus court. Il a ensuite perdu sa labilité évolutive une fois qu’il a atteint sa taille optimale, inférieure au quart de la longueur du deuxième métatarsien.
« Cependant, une labilité évolutive accrue était présente chez les oiseaux mésozoïques et leurs parents de dinosaures, ce qui peut avoir résulté de demandes contradictoires associées à son emploi direct de l’hallux dans la locomotion et l’alimentation », a déclaré le coauteur, le Dr Thomas Stidham. Pour Cratonavis, un hallux aussi allongé provient probablement de la sélection pour le comportement de rapace.
Les morphologies aberrantes de l’omoplate et des métatarsiens conservés à Cratonavis mettent en évidence l’étendue de la plasticité squelettique chez les lève-tôt, a déclaré le coauteur, le Dr Zhou Zhonghe. Les changements de ces éléments à travers l’arbre théropode montrent une labilité évolutive spécifique au clade résultant de l’interaction entre le développement, la sélection naturelle et les opportunités écologiques.
Plus d’information:
Zhiheng Li et al, Découplage du crâne et du squelette chez un oiseau du Crétacé avec des morphologies appendiculaires uniques, Écologie de la nature et évolution (2023). DOI : 10.1038/s41559-022-01921-w