Les os creux des dinosaures géants et des ptérosaures montrent une évolution convergente en action, selon une étude des fossiles

Sacs aériens pris en sandwich à l’intérieur des os des plus grands dinosaures et ptérosaures parcourir la Terre étaient si avantageux que ces poches auraient pu évoluer indépendamment au moins trois fois dans différentes lignées, selon une nouvelle étude.

Les chercheurs savaient déjà que ces anciens géants avaient des bulles d’air dans leurs os. Maintenant, la preuve que certains des premiers dinosaures enregistrés manquaient de ces sacs aériens suggère qu’ils ont germé plus tard, à travers évolution convergenteun phénomène dans lequel différents organismes développent indépendamment des traits similaires.

Les ptérosaures, les théropodes mangeurs de viande et les sauropodes à long cou appartiennent à un groupe d’anciens reptiles appelés les avemétatarsaliens, qui sont plus étroitement liés aux oiseaux actuels qu’aux crocodiles. Ces trois lignées ont développé des poches remplies d’air dans leurs os, ce qui a permis à leur squelette de rester léger et agile. Sans ces structures, les bêtes n’auraient pas pu devenir aussi grandes ou rester au frais dans le climat chaud de la période du Trias (il y a 252 à 201 millions d’années).

« Des os moins denses contenant plus d’air ont donné aux dinosaures et aux ptérosaures plus d’oxygène circulant dans leur sang, ainsi qu’une plus grande agilité pour chasser, fuir et combattre, ou même voler », a déclaré le premier auteur de l’étude. Tito Aureliano (s’ouvre dans un nouvel onglet)chercheur à l’Institut des géosciences de l’Université de Campinas au Brésil, a déclaré dans un déclaration (s’ouvre dans un nouvel onglet). « Non seulement ils utilisaient moins d’énergie, mais ils gardaient également leur corps au frais plus efficacement. »

Maintenant, de nouvelles preuves suggèrent que certains des avémétatarsiens les plus anciens n’avaient pas de sacs aériens, ce qui signifie que leurs proches peuvent avoir développé des os creux indépendamment les uns des autres.

Dans l’étude, publiée le 9 décembre 2022, dans la revue Rapports scientifiques (s’ouvre dans un nouvel onglet)les chercheurs ont analysé des fossiles vieux de 233 millions d’années provenant de trois premières espèces de dinosaures – les sauropodomorphes et le mangeur de viande – qui font partie du « bon matériel le plus ancien » des dinosaures sauropodes et des dinosaures herrasauridés carnivores,Paul Barrette (s’ouvre dans un nouvel onglet)un paléobiologiste du Natural History Museum de Londres qui a évalué l’étude par des pairs, a déclaré à Live Science.

« Cela montre que ces systèmes compliqués de sacs aériens, dans au moins une branche de dinosaures, ont seulement commencé à devenir vraiment envahissants [permeate the bones] beaucoup plus tard dans leur histoire évolutive que dans les deux autres groupes de reptiles qui ont développé ces systèmes », a déclaré Barrett.

Les chercheurs ont effectué des micro-scans détaillés des os – découverts entre 2011 et 2019 à Rio Grande do Sul, l’État le plus au sud du Brésil – et ont détecté de petits espaces dans les vertèbres qui auraient pu abriter des vaisseaux sanguins et de la moelle, mais pas des sacs aériens.

La nouvelle étude peut aider à déterminer si les sacs aériens des sauropodes, des théropodes et des ptérosaures ont la même origine évolutive à partir d’un ancêtre commun, ou s’ils l’ont tous atteint indépendamment par une évolution convergente.

« Ce que cette étude suggère, c’est que ces trois groupes peuvent avoir atteint des sacs aériens indépendamment, car lorsque nous examinons les premiers membres d’au moins un de ces groupes, il n’y a aucune preuve solide pour les sacs aériens », a déclaré Barrett.

UN étude 2021 (s’ouvre dans un nouvel onglet) ont suggéré que les ornithischiens – un groupe de dinosaures à hanche d’oiseau qui vivaient dans les périodes jurassique et crétacée (il y a 201 millions à 66 millions d’années) et respirait comme des cinglés – manquait également de sacs aériens, malgré le partage d’un ancêtre avec des dinosaures qui ont développé des sacs aériens.

Mais l’histoire de l’évolution des sacs aériens est pleine d’incertitudes, selon Barrett. « Tous les sacs aériens ne sont pas dans les os – certains de ces sacs aériens que nous connaissons chez les animaux vivants vont en fait entre les muscles et autour des organes », a-t-il déclaré. « Il se peut qu’ils partagent tous des sacs aériens et que les sacs aériens appartiennent à leur ancêtre commun, mais ils n’ont laissé aucune trace sur l’os. »

Le fait que les chercheurs n’aient pas trouvé de traces de sacs aériens chez les plus anciens avemétatarsaliens « n’exclut toujours pas qu’ils en aient eu un dont les fossiles ne nous parlent tout simplement pas », a déclaré Barrett. Il se peut que ces anciens reptiles aient eu des bulles d’air dans leurs tissus mous qui ont ensuite pénétré le squelette, une adaptation qui perdure chez les oiseaux aujourd’hui.