Une analyse « impressionnante » des fossiles révèle pourquoi certains dinosaures étaient massifs alors que leurs cousins ​​étaient minuscules.

Une analyse approfondie des tibias a donné aux chercheurs un aperçu de la façon dont certains dinosaures ont évolué en méga-bêtes telles que Tyrannosaurus , et d’autres en créatures plus petites ressemblant à des oiseaux. 

Les travaux, publiés cette semaine dans Science, révèlent que les dinosaures ont utilisé plus d’une astuce évolutive pour devenir plus grands – ou plus petits – au fil du temps.

Selon la sagesse dominante, les animaux de grande taille sont plus gros que leurs parents de plus petite taille car ils grandissent plus rapidement pendant leur période de croissance la plus rapide. 

Cette tendance est vraie pour les animaux modernes, y compris les oiseaux et les mammifères – les éléphants et les autruches grandissent plus vite que les chihuahuas et les moineaux, par exemple.

Ce n’est pas le cas de tous les animaux. Les crocodiles et les alligators, par exemple, deviennent gros parce qu’ils grandissent longtemps. 

Mais les paléontologues avaient supposé que pour les dinosaures théropodes – un groupe qui comprend l’emblématique T. rex et qui a engendré des oiseaux modernes – les grandes espèces ont grandi grâce à des poussées de croissance rapides. 

« C’est en quelque sorte devenu l’idée établie chez les dinosaures », explique le paléontologue Michael D’Emic de l’Université Adelphi à Garden City, New York.

Mais ce n’est pas ce que D’Emic a découvert lorsqu’il a scié les os de Majungasaurus , un parent T. rex de 7 mètres de long qui vivait il y a 66 millions d’années sur ce qui est aujourd’hui Madagascar. 

La vitesse de croissance des dinosaures est enregistrée dans des anneaux déposés chaque année dans leurs os. Au lieu de voir de larges anneaux correspondant à une poussée de croissance rapide chez les adolescents, D’Emic a trouvé de nombreux anneaux de croissance étroits, suggérant que Majungasaurus était devenu grand sur une période prolongée.

« J’ai été très surpris », dit-il. Le prochain dinosaure qu’il a examiné, une bête de taille similaire appelée Ceratasaurus , était à l’opposé – un gros dinosaure qui a grandi rapidement pendant sa poussée de croissance, dit D’Emic.

Anneaux de croissance osseuse

Pendant une décennie, D’Emic et ses collègues ont amassé des mesures d’anneaux de croissance osseuse de 42 espèces de théropodes pour voir quelles stratégies ont conduit à des corps grands et petits. 

Ils ont découvert que 31 % des espèces de théropodes étaient plus grandes que leurs ancêtres en raison d’une croissance plus rapide et 28 % en raison d’une croissance prolongée. 

Pendant ce temps, 21 % sont devenus plus petits que leurs ancêtres en raccourcissant leurs poussées de croissance et 19 % en ralentissant leur croissance.

L’étude a porté sur des espèces de théropodes qui vivaient entre 230 millions d’années et la fin du Crétacé il y a 66 millions d’années, lorsqu’un événement d’extinction massive a anéanti les dinosaures non aviaires. 

« C’est « une énorme échelle de temps évolutive, à inclure dans une analyse, explique Vera Weisbecker, biologiste évolutionniste à l’Université Flinders à Adélaïde, en Australie. « C’est vraiment impressionnant », dit-elle. « C’est tout simplement fascinant de voir qu’il existe tant de manières de se développer pour devenir grand ou petit. »

Le paléontologue Kevin Padian de l’Université de Californie à Berkeley, explique que l’analyse est le genre de travail qui doit être fait, groupe d’animaux par groupe d’animaux, pour comprendre comment la taille corporelle évolue.

Moteurs de changement

Mais Meike Köhler, paléobiologiste de l’évolution à l’Institut catalan de recherche et d’études avancées de Barcelone, en Espagne, affirme que les résultats ne sont pas surprenants car des travaux antérieurs ont montré une gamme de stratégies de croissance parmi les espèces animales. 

Köhler aimerait voir une analyse qui considère quelles circonstances écologiques ont influencé la façon dont les animaux ont changé de taille au fil du temps.

Weisbecker dit que la stratégie de croissance utilisée pourrait être liée à des pressions évolutives. « Si vous regardez tous ceux qui ont une croissance précoce explosive, vous pourrez peut-être tester s’ils sont ceux qui sont le plus susceptibles d’être prédateurs, par exemple », dit-elle.

« Pour chaque espèce, la stratégie de croissance qui a conduit à sa taille corporelle individuelle est probablement liée à son environnement unique », explique Padian. « Ce n’est pas une solution unique, ce qui est une bonne chose pour nous d’apprendre », dit-il. « Nous aurions pu penser cela, mais ils l’ont documenté. »

D’Emic dit que lui et son équipe mènent des analyses similaires sur d’autres groupes, y compris les mammifères – un groupe qui contient beaucoup plus d’espèces à échantillonner – pour voir si la diversité se trouve dans d’autres branches de l’arbre évolutif.

doi : https://doi.org/10.1038/d41586-023-00549-5