Fossil fournit les premières preuves de la consommation de fruits par un animal

Des centaines d’animaux mangent des fruits, des toucans aux chauves-souris frugivores en passant par les loups à crinière et les humains. Mais la plupart des plantes fruitières ont évolué relativement récemment dans l’histoire de la Terre, apparaissant pour la première fois au Crétacé, la dernière période des dinosaures. Dans un nouvel article de eVie, les scientifiques ont découvert la première preuve fossile de consommation de fruits en comparant les formes du crâne et le contenu de l’estomac des oiseaux fossiles. Le verdict : le plus ancien mangeur de fruits connu était un oiseau précoce appelé Jeholornis qui vivait il y a 120 millions d’années, et il a peut-être contribué à la propagation des plantes qui dominent le monde aujourd’hui.

« Il s’agit de la plus ancienne preuve de consommation de fruits chez un animal », déclare Jingmai O’Connor, conservateur associé des reptiles fossiles au Field Museum de Chicago et co-auteur de la nouvelle eVie papier. « Les fruits sont une ressource incroyable que tout le monde connaît, et les plantes qui les produisent sont partout, mais il n’en a pas toujours été ainsi. Cette découverte sur comment et quand les oiseaux ont commencé à exploiter cette ressource pourrait aider à expliquer pourquoi ces types de plantes sont si dominante dans notre paysage aujourd’hui. »

« Les oiseaux sont aujourd’hui d’importants consommateurs de fruits et jouent un rôle important dans la dispersion des graines, mais jusqu’à présent, il n’y a pas eu de preuve directe de la consommation de fruits par les lève-tôt, en dehors du groupe de la couronne des oiseaux », explique Han Hu, chercheur à l’Université d’Oxford et premier auteur de l’étude. « Cela entrave notre compréhension des origines de cette importante interaction plante-animal. »

Le groupe d’oiseaux de la couronne est le groupe vivant aujourd’hui, les Neornithes et leurs ancêtres directs. Mais d’autres oiseaux ont commencé à évoluer des dizaines de millions d’années plus tôt ; le deuxième oiseau connu le plus primitif était une créature de la taille d’un corbeau à longue queue appelée Jeholornis. Le temps entre le premier Jeholornis et le premier T. rex est à peu près le même que le temps séparant le dernier T. rex et les humains modernes.

« Le premier fossile de Jeholornis qui a été décrit en 2002 a tous ces restes de plantes éparpillés autour de lui, on dirait qu’ils ont explosé hors de la cavité de l’estomac », explique O’Connor. « Ce contenu de l’estomac a été superficiellement identifié comme étant des graines, alors les gens ont soutenu qu’il mangeait des graines. Puis 17 ans plus tard, d’autres scientifiques ont suggéré qu’il ne s’agissait pas seulement de manger des graines, mais des fruits entiers, et seulement les graines conservées, puisqu’elles sont Dans cette étude, nous voulions savoir s’il se nourrissait uniquement de graines ou s’il mangeait des fruits ? »

« Il est important de clarifier entre ces deux hypothèses, car la consommation de fruits pourrait entraîner un mutualisme co-évolutif, contrairement à la consommation de graines », déclare Hu. Manger des fruits et faire caca des graines non broyées pourrait aider les plantes à se propager et à évoluer, mais si les graines étaient broyées. et digéré, cela n’aiderait pas les plantes.

Pour résoudre ce mystère, Hu a dû examiner des dizaines de spécimens de Jeholornis au Musée de la nature du Shandong Tianyu en Chine. Elle a sélectionné celui dont le crâne était le mieux conservé et l’a scanné au synchrotron australien de l’Organisation australienne des sciences et technologies nucléaires (ANSTO), à Melbourne, en Australie.

L’analyse a révélé que le crâne de Jeholornis a de nombreux traits qui ressemblent plus à un dinosaure qu’à un oiseau moderne (les oiseaux modernes sont le seul groupe de dinosaures survivant). Cependant, le crâne avait certains traits dans sa bouche et son bec, comme des dents réduites, qui sont présents chez les oiseaux modernes – des caractéristiques qui pourraient potentiellement faire allusion à un régime « moderne » qui comprenait des fruits.

Après avoir comparé ce crâne reconstruit de Jeholornis aux crânes – en particulier les mandibules – d’oiseaux modernes, y compris les espèces qui broient les graines ; les espèces qui cassent les graines; et les espèces qui mangent des fruits, laissant les graines entières, les analyses ont exclu la fissuration des graines.

Cependant, O’Connor dit: « Vous ne pourrez pas réellement distinguer les différents régimes en dehors de la forme de la mandibule. » Mais d’autres parties des fossiles pourraient fournir des indices supplémentaires. « Les oiseaux qui mangent des graines ont un moulin gastrique, un gésier », explique O’Connor. « Ils avalent des pierres pour les aider à écraser leur nourriture. »

Certains spécimens de Jeholornis ont été trouvés avec des pierres de gésier, et certains ont été trouvés avec des graines conservées dans leur intestin, mais personne n’a trouvé de Jerholornis avec à la fois des pierres de gésier et des graines. De plus, les graines trouvées dans les cavités gastriques de Jeholornis sont entières et non écrasées.

Ces résultats suggèrent que Jeholonis mangeait différents aliments à différents moments de l’année. Lorsque des fruits étaient disponibles, il aurait mangé des fruits entiers, des graines et tout, puis aurait fait caca les graines non écrasées. Lorsque les fruits n’étaient pas de saison, il aurait mangé quelque chose de différent – et plus dur – et s’appuyait sur un gésier pour les écraser. Les spécimens de Jeholornis avec des graines entières dans leur estomac doivent être morts pendant la saison des fruits.

Ce régime saisonnier correspond à un trait présent chez de nombreux oiseaux modernes. « Les oiseaux peuvent modifier radicalement les proportions de leur système digestif pour s’adapter à leur régime alimentaire pour une saison donnée », explique O’Connor. « C’est la première preuve de cette plasticité chez les dinosaures. »

Non seulement Jeholornis était le premier mangeur de fruits connu, mais cela donne aux scientifiques une fenêtre sur la façon dont les oiseaux ont aidé les plantes fruitières à évoluer. « Les oiseaux ont peut-être été recrutés pour la dispersion des graines au cours de leurs premiers stades d’évolution », explique Hu. « En tant que disperseurs de graines très mobiles, les oiseaux frugivores précoces pourraient donc indiquer un rôle potentiel des interactions oiseaux-plantes pendant la révolution terrestre du Crétacé », dans laquelle les plantes angiospermes commencent à conquérir le monde. Les oiseaux qui mangent des fruits et font caca des graines loin de la plante mère peuvent aider les plantes fruitières à se propager comme une traînée de poudre; ce modèle a peut-être commencé avec des oiseaux comme Jeholornis.

La consommation de fruits de Jeholornis correspond également à ses traits qui l’auraient aidé à voler, y compris une longue queue qui aurait pu fonctionner comme un gouvernail pour le stabiliser en vol. « Un régime à base de fruits aurait pu exercer une pression évolutive sur Jeholornis pour qu’il soit meilleur en vol », explique O’Connor. « Vous ne pouvez pas rester assis dans un arbre pour toujours et manger ses fruits, vous devez être capable de vous déplacer et d’identifier ces ressources en volant et en voyant où elles se trouvent. »

Hu dit qu’elle espère que « notre recherche inspirera la recherche des paléontologues, des écologistes, des zoologistes et des botanistes qui s’intéressent à l’écologie des oiseaux, aux interactions trophiques et à la révolution terrestre du Crétacé. C’est également un fleuron de l’application simultanée de plusieurs méthodes de pointe. pour résoudre des questions paléoécologiques complexes, qui inspireront les futurs chercheurs à mener des analyses similaires pour révéler les écologies des animaux disparus. »