Une image CT-scan du crâne d’un oiseau ancien montre comment l’un des premiers becs d’oiseaux fonctionnait comme une pince, comme le font les becs des oiseaux modernes, mais avait également des dents laissées par les ancêtres des dinosaures. L’animal, appelé Ichthyornis, vivait il y a environ 100 millions d’années dans ce qui est maintenant l’Amérique du Nord. Michael Hanson et Bhart-Anjan S. Bhullar / Nature Publishing Group masquer la légende
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Michael Hanson et Bhart-Anjan S. Bhullar / Nature Publishing Group
Une image CT-scan du crâne d’un oiseau ancien montre comment l’un des premiers becs d’oiseaux fonctionnait comme une pince, comme le font les becs des oiseaux modernes, mais avait également des dents laissées par les ancêtres des dinosaures. L’animal, appelé Ichthyornis, vivait il y a environ 100 millions d’années dans ce qui est maintenant l’Amérique du Nord.
Michael Hanson et Bhart-Anjan S. Bhullar / Groupe d’édition Nature
Les scientifiques sont un pas de plus vers la compréhension de la façon dont les oiseaux modernes ont évolué pour avoir un bec, et la réponse commence il y a des millions d’années avec certains des dinosaures les plus sexy.
Les goélands modernes, avec leurs grands yeux, leur long bec et leur visage osseux d’apparence nettement ancienne, descendaient d’animaux tels que le vélociraptor et le T. Rex. (La prochaine fois que vous aurez un regard affamé d’une mouette, souvenez-vous de cela.) Pendant plus d’un siècle, les paléontologues ont utilisé des fossiles du monde entier pour reconstituer comment de grands lézards à dents et liés à la terre ont évolué en animaux volants, édentés et à plumes.
La clé est les fossiles de soi-disant oiseaux à tiges, qui sont d’anciens dinosaures ornithologiques qui offrent des indices sur les os et le cerveau des oiseaux modernes. Une de ces créatures, Ichthyornis dispar, fait l’objet d’une étude récemment publiée qui comble certains des chaînons manquants dans l’évolution des oiseaux.
« Ichthyornis avait l’aspect d’un oiseau de mer, comme une mouette ou une sterne », explique Bhart-Anjan Bhullar, professeur adjoint de géologie et de géophysique à l’Université de Yale. Il avait un long bec et de grands yeux, et vivait au Kansas à l’époque où le Kansas était une mer intérieure, il y a entre 100 et 66 millions d’années. Mais il y avait deux choses que les mouettes modernes n’ont pas: des dents et une mâchoire musclée pour utiliser ces dents.
« Il volait probablement, ramassant des morceaux de poissons et de crustacés, les saisissant avec son petit bec en pince, puis les jetant dans ses fortes mâchoires dentées de dinosaures — les croquant plusieurs fois puis les avalant », explique Bhullar.
Cette combinaison de bec, de dents, de vol et de mâchoires en fait un lien crucial dans l’évolution des oiseaux, mais son crâne a été difficile à étudier car les seuls fossiles disponibles étaient « des cas de cerveau écrasés et des mâchoires inférieures et quelques autres morceaux fragmentaires », explique Bhullar.
Puis, en 2014, des scientifiques travaillant au Kansas ont trouvé un fossile de crâne complet.
L’équipe de Bhullar a obtenu un scanner à haute résolution du fossile, qui était encore complètement enveloppé de roche crayeuse. En substance, les chercheurs ont fait numériquement ce que leurs prédécesseurs avaient été forcés de faire manuellement: ils ont extrait les os de la pierre environnante pour obtenir une image complète et tridimensionnelle du crâne.
Lorsqu’ils ont analysé les images et les ont comparées avec des fossiles précédemment découverts, les chercheurs ont découvert deux choses. Tout d’abord, Ichthyornis pouvait déplacer son bec de manière très moderne, soulevant son bec supérieur sans déplacer le reste de son crâne, comme le font tous les oiseaux aujourd’hui. Cela donne au bec plus de dextérité, de sorte que l’oiseau peut l’utiliser pour pincer très précisément.
Le fait que Ichthyornis puisse le faire renforce une théorie sur la raison pour laquelle les oiseaux ont un bec: Peut-être que le bec est fondamentalement une main de substitution.
Cependant, la deuxième découverte remet en question une théorie différente, sur le cerveau des oiseaux. Malgré les insultes « cerveau d’oiseau », les oiseaux modernes ont en fait un cerveau relativement grand par rapport à leurs ancêtres vélocirapteurs.
« Le cerveau des oiseaux est plus grand par rapport à leur taille corporelle que celui des reptiles, et la taille relative du cerveau des oiseaux est comparable à celle des mammifères placentaires », explique le paléontologue Kevin Padian de l’Université de Californie à Berkeley, en réponse à l’étude publiée aujourd’hui dans la revue Nature. « À mesure que les oiseaux évoluaient à partir de leurs ancêtres dinosaures, les os qui protègent le cerveau se sont agrandis pour suivre le rythme des changements de taille du cerveau.
Bhullar et d’autres avaient émis l’hypothèse qu’à mesure que le crâne de l’oiseau s’élargissait pour contenir un cerveau plus grand — peut—être pour fournir plus de puissance de traitement pour le vol – les mâchoires musculaires autour de la tête se contracteraient. Mais Ichthyornis a à la fois un gros cerveau et de fortes mâchoires.
« Ichthyornis comble une lacune importante, mais bien sûr, tout ce qui comble une lacune fait deux autres lacunes de chaque côté », dit Bhullar. « Maintenant, nous devons comprendre comment le reste des transformations vers le crâne de l’oiseau s’est produit. »
Padian souligne d’autres questions que la nouvelle étude soulève. On ne sait toujours pas pour quelle gamme de choses les oiseaux anciens comme celui-ci utilisaient leur bec. En plus de manger, les oiseaux modernes utilisent leur bec pour tout, du lissage de leurs plumes à la construction de nids en passant par le déplacement de leurs œufs. Et il note que les nouvelles informations sur la façon dont Ichthyornis a déplacé son bec pourraient offrir des indices sur ce qu’il a mangé et comment il a ramassé sa nourriture.