Une origine très précoce des plumes chez l'ancêtre commun entre les Ptérosaures et les Dinosaures ?

Thèmes : Histoire de la vie, évolution, locomotion, tégument


Les Oiseaux ne sont pas les seuls organismes à avoir des plumes. Des dinosaures non volants en étaient également recouverts. Depuis une vingtaines d'années, les fossiles provenant de la province du Liaoning (nord de la Chine), comme Sinosauropteryx l'ont clairement montré. Ils sont issus de cadavres enfouis très rapidement sous une couche de cendres provenant d'éruptions de volcans de la Mongolie voisine et l'empreinte de la structure fine des plumes a été bien conservée.

Un fossile très bien conservé de Sinosauropteryx

Les plumes des Oiseaux seraient une exaptation, une utilisation d'une structure existante pour une nouvel fonction : le vol. Avant, les plumes pouvaient servir à se réchauffer plus vite ou à limiter les déperditions de chaleur (plumes duveteuses) et également pour du camouflage ou des parades nuptiales (plumes de recouvrement où d'ailleurs des mélanosomes (vésicules de pigmentation) ont pu être observées). Certains dinosaures bipèdes coureurs possédaient même des plumes asymétriques, très proches des rémiges qui sont les plumes de vol des oiseaux. Situés sur la queue ou sur les bras, ils auraient pu avoir un rôle de stabilisateur biomécanique lors de la course.

Une équipe internationale menée par un groupe anglais vient de publier dans Nature Ecology and Evolution une étude montrant que les Ptérosaures, des reptiles volants qui forment avec les dinosaures et les crocodiliens le groupe des Archosauriens possédaient aussi des plumes ! Les Ptérosaures sont parfois appelés à tort des Dinosaures volants. Ils forment un groupe à part qui a eu un ancêtre commun avec les Dinosaures il y a 250 millions d'années (et ensemble ils forment le groupe des Avemetatarsalia)

Phylogénie des Archosauria. Les ancêtres des Crocodiles se détachent des Avemetatarsalia (ici appelé Ornithodira) qui rassemblent les Pterosaures et les Dinosaures. Les Oiseaux émergeront du groupe des Théropodes (en haut à droite).

On savait qu'ils avaient des ailes analogues à celles des chauve-souris avec une surface portante cutanée dépliée grâce aux doigts des membres antérieurs (la disposition des doigts n'est pas tout à fait identique à celle des chauve-souris, ce qui indique la convergence évolutive). Mais deux spécimens provenant de Chine et datés de 160 millions d'années ont montré que la peau de ces Ptérosaures était recouverte de filaments (appelés pycnofibres) et que ces filaments se divisaient en structures plus fines rappelant fortement des plumes duveteuses. 




Reconstitution du Ptérosaure à plume (source : https://doi.org/10.1038/s41559-018-0728-7 )

Ces plumes ne formaient clairement pas de surface portante mais pouvaient participer au fuselage du corps pour éviter les turbulences de l'air lors du vol ou avoir des fonctions de thermorégulation et de camouflage/parade nuptiale.

Il n'est pas clair à ce stade s'il s'agit d'une convergence évolutive ou s'il s'agit d'une synapomorphie, même si les chercheurs penchent pour la deuxième hypothèse. En cas de synapomorphie, cela voudrait dire que l'ancêtre commun entre les Ptérosaures et les Dinosaures il y a 250 millions d'années avait eu des plumes ! Cela ferait remonter l'origine des plumes 70 millions d'années en arrière par rapport à ce que l'on supposait jusqu'à maintenant. 


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