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Comment les dinosaures à plumes ont-ils appris à voler?

Comment les dinosaures à plumes ont-ils appris à voler?

Il y a 50 ans à peine, la théorie selon laquelle les oiseaux descendants de dinosaures semblait complètement ridicule - après tout, tout le monde sait que la plupart des oiseaux sont de petites créatures légères et flottantes, alors que la plupart des dinosaures sont énormes, arides et nettement non aérodynamiques. Mais au fur et à mesure que les preuves - de petits dinosaures possédant des plumes, des becs et d'autres caractéristiques semblables à celles des oiseaux - commençaient à s'intensifier, la connexion entre les dinosaures et les oiseaux devenait évidente pour les scientifiques, puis pour le grand public. Aujourd’hui, c’est le rare paléontologue qui conteste la descente des oiseaux de dinosaures, bien que certains aberrants essaient, et il reste à expliquer pourquoi les oiseaux n’ont pas la taille d’un dinosaure.

Cela ne signifie toutefois pas que tous les aspects techniques de la transition dinosaure / oiseau ont été réglés une fois pour toutes. Les chercheurs ne s'entendent toujours pas sur les familles de dinosaures les plus proches des oiseaux modernes, à savoir si les plumes de ces dinosaures étaient aérodynamiques ou ornementales, et - peut-être même le plus controversé - comment ces proto-oiseaux reptiliens ont réussi à réaliser le grand saut évolutif en vol motorisé.

L'origine des dinosaures à plumes

Pourquoi et comment les petits dinosaures théropodes du Jurassique et du Crétacé ont-ils évolué en plumes? C'est une erreur courante chez ceux qui ne sont pas dans la théorie de l'évolution de supposer que les plumes ont évolué spécifiquement dans le but de voler. L’évolution, cependant, est un processus aveugle - elle ne "sait" pas où elle va jusqu’à atteindre le but recherché. Pour cette raison, l’explication la plus largement acceptée aujourd’hui est que les dinosaures ont développé des plumes comme un moyen de s’isoler dans les climats froids (et, éventuellement, comme un moyen de se gonfler aux yeux du sexe opposé avec un manteau criard).

Si cela vous semble improbable, sachez que même les oiseaux incapables de voler depuis des millions d'années, comme les autruches et les émeus, conservent leurs plumes, un accessoire coûteux en termes de consommation d'énergie. Si le but des plumes était uniquement de voler en puissance, il n'y aurait aucune raison, du point de vue de l'évolution, que les manchots conservent ces appendices: en fait, ils auraient peut-être intérêt à être complètement nus ou à porter un épais manteau de fourrure! (Pour plus d'informations à ce sujet, voir Pourquoi les dinosaures ont-ils des plumes?)

Les premiers dinosaures à plumes indiscutables - comme Archaeopteryx et Epidendrosaurus - sont apparus sur terre à la fin du Jurassique, il y a entre 160 et 150 millions d'années. Au cours des siècles, les plumes primitives (c'est-à-dire courtes et ressemblant à des cheveux) de ces premiers dinosaures ont progressivement évolué pour devenir les plumes larges et plates que nous connaissons aujourd'hui, qui sont mieux adaptées au piégeage de l'air (et donc à l'isolation du peau sous-jacente). À ce stade, la question se pose: comment ces dinosaures à plumes ont-ils fait la transition vers la fuite?

Théorie n ° 1: les dinosaures à plumes font un bond en avant en vol

En extrapolant en arrière du comportement de certains oiseaux modernes, il est raisonnable de déduire que les théropodes à deux pattes, de taille petite à moyenne, de la période crétacée (notamment les ornithomimidés, ou «imitateurs d'oiseaux»), mais aussi les rapaces et peut-être même de petits tyrannosaurs ) pourrait atteindre des vitesses maximales de 30 ou 40 milles à l'heure. Tandis que ces théropodes couraient (en train de traquer une proie ou d’essayer d’éviter d’être mangés eux-mêmes), leur couche de plumes isolantes leur donnait un léger "rebond" aérodynamique, les aidant à débarquer leur prochain repas ou à vivre pour voir un autre jour. Étant donné que les dinosaures bien nourris et ceux qui évitaient la prédation produisaient plus de progénitures, la tendance évolutive allait vers de plus grandes plumes, qui fournissaient plus de "portance".

À partir de là, selon la théorie, il aurait fallu peu de temps avant qu’un dinosaure à plumes réalise son véritable vol, du moins pour une brève période. Mais à ce stade, il est important de comprendre ce que "peu de temps" signifie dans un contexte évolutif. Il n'y a pas eu un seul moment déterminant lorsqu'un petit théropode à plumes a accidentellement couru directement du bord d'une falaise et a pris son envol comme un oiseau moderne. Vous devez plutôt imaginer que ce processus se déroule progressivement, au fil de millions d'années - des sauts de quatre, cinq, dix, dix, jusqu'à ce que quelque chose qui ressemble à un vol motorisé apparaisse progressivement.

Dans l'excellent Nova épisode Le dinosaure à quatre ailes (Selon un spécimen de Microraptor récemment découvert en Chine), un paléontologue aurait déclaré que les nouveau-nés des oiseaux modernes ont tendance à récapituler leur patrimoine évolutif. Autrement dit, même si ces poussins nouvellement éclos ne sont pas capables de voler, ils peuvent sauter sur des distances plus longues et escalader plus facilement des surfaces inclinées, grâce à la portance aérodynamique fournie par leurs plumes - les mêmes avantages que les plumes. dinosaures du Jurassique et du Crétacé.

Théorie n ° 2: Les dinosaures à plumes réalisent un vol en tombant des arbres

Le problème avec la théorie n ° 1 est que les oiseaux ne sont pas les seuls animaux en vie dont le comportement peut être extrapolé à des dinosaures éteints. Les écureuils volants, par exemple, glissent à travers les canopées des forêts en sautant des branches hautes des arbres et en étendant les flaps de peau attachés à leurs bras et leurs jambes. Bien sûr, ils ne sont pas capables de voler à la volée, mais ils peuvent survoler des distances impressionnantes, jusqu’à deux tiers de la longueur d’un terrain de football pour certaines espèces. (Une autre famille d’animaux volants et volants est constituée par les ptérosaures, qui n’étaient qu’un lointain parent avec les dinosaures et non directement ancestraux aux oiseaux modernes.)

Il est concevable que certains types de dinosaures à plumes aient vécu très haut dans les arbres (ce qui impliquerait qu’ils soient de taille relativement petite et qu’ils aient la capacité de grimper). Le raisonnement de ces théropodes aurait peut-être alors suivi le même chemin évolutif que les écureuils volants, glissant sur des distances de plus en plus longues d'une branche à l'autre ou d'un arbre à l'autre, leurs plumes évoluant lentement vers une forme et une configuration optimales. Finalement, ils pourraient sauter d'une branche haute et prendre leur envol pour des durées indéterminées, et voilà - les premiers oiseaux préhistoriques!

Le problème principal de cette théorie de vol "arboricole", comme on l'appelle, est qu'il est plus facile d'imaginer un vol motorisé évoluant dans le scénario réaliste (imaginez un dinosaure terrifié agitant désespérément ses ailes vestigiales tout en essayant d'échapper à un allosaurus vorace) à la suite d'un glissement d'arbre en arbre. Nous avons également des preuves indirectes à l’encontre de ce scénario, selon lequel, malgré des millions d’années d’évolution, aucun écureuil volant (à l’exception de son pote Rocky de Bullwinkle) n’a réussi à obtenir un vol propulsé - bien que, pour être honnête, les chauves-souris aient certainement réussi. Plus précisément, cependant, les paléontologues n’ont présenté aucune preuve fossile de dinosaures arboricoles.

Réflexions actuelles sur les dinosaures à plumes et les oiseaux

De nouveaux genres de petits dinosaures à plumes sont constamment découverts, dont beaucoup en Chine. Étant donné que ces dinosaures remontent à des époques géologiques allant du Jurassique au Crétacé, séparés par des dizaines de millions d'années, il peut être difficile pour les paléontologues de reconstituer la ligne d'évolution exacte qui a conduit les dinosaures aux oiseaux. Par exemple, l'étrange Microraptor à quatre ailes a provoqué un débat intense: certains chercheurs le voient comme une impasse de l'évolution, d'autres comme une forme "intermédiaire" entre les dinosaures et les oiseaux, et d'autres encore comme n'étant pas techniquement du tout un dinosaure. émanation de l’arbre généalogique des archosaures qui a précédé l’ascension des dinosaures.

Pour compliquer les choses, il est possible que les oiseaux aient évolué non pas une fois mais plusieurs fois au cours de l’ère mésozoïque. (Ce type d '"évolution convergente" est assez courant; c'est pourquoi, par exemple, les girafes modernes imitent la forme du corps de sauropodes centenaires). Certains de ces oiseaux ont peut-être atteint le mode piste de vol, d'autres en tombant d'arbres, et d'autres encore par une combinaison bizarre des deux. Tout ce que nous pouvons dire avec certitude, c'est que tous les oiseaux modernes proviennent d'un ancêtre commun; Autrement dit, si les oiseaux ont effectivement évolué à plusieurs reprises au cours de l'âge des dinosaures, une seule de ces lignées a réussi à survivre jusqu'à l'ère cénozoïque.