Des œufs fossilisés pondus dans un nid par des dinosaures du Crétacé de l'espèce Hypacrosaurus stebingeri. © Roland Tanglao, cc by sa 2.0 Wikipédia

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Disparition des dinosaures : leurs œufs étaient le maillon faible...

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Pour la première fois, des chercheurs ont pu estimer le temps d'incubation des œufs de dinosaures. Il semble qu'il était long, à l'instar de celui des reptiles, ce qui n'a peut-être pas favorisé leur survie au moment de l'impact d'un corps céleste à la limite du Crétacé et du Tertiaire. Une nouvelle fois, les œufs apparaissent comme un point faible.

Interview : le mystère de l’extinction des dinosaures est-il enfin élucidé ?  Les scientifiques ont bien du mal, depuis toujours, à trouver un consensus expliquant l’extinction des dinosaures. Même si la théorie la plus grandement acceptée est celle d’une météorite, il persiste encore aujourd’hui des zones d’ombres. Futura-Sciences a interviewé Éric Buffetaut, paléontologue, pour qu’il nous éclaire sur la question. 

S'il ne fait guère de doutes que les dinosaures ont disparu suite à l'action combinée des éruptions du Deccan et de la chute d'un petit corps céleste qui a laissé l'astroblème du cratère de Chicxulub au Yucatan, l'influence exacte de ces deux événements sur l'écosystème du Crétacé et la manière dont les organismes ont pu survivre, ou non, à la crise biologique KT n'est pas encore bien comprise. Dans le cas des dinosaures, il nous faut mieux comprendre leur biologie pour avoir des éléments de réponse.

Les chercheurs ont de bonnes raisons de penser que plusieurs dinosaures avaient le sang chaud, ou pour le moins que la physiologie de certains d'entre eux n'était pas celle des reptiles à sang-froid. Il fut supposé un temps que la disparition des dinosaures pouvait avoir été causée par un problème au niveau de leurs œufs, par exemple parce qu'ils auraient subitement été consommés en trop grandes quantités par les mammifères. Il y a peut-être une part de vérité dans cette idée si l'on en croit un travail publié par un groupe de paléontologues dans un article de Pnas.

Une image montrant les anneaux de croissance d’une dent de dinosaure, Hypacrosaurus stebingeri. © Gregory Erickson, FSU

Des anneaux de croissance pour les dents de dinosaures

L'un de ces chercheurs, Gregory Erickson, en poste à la Florida State University à Tallahassee (États-Unis) avait fait une découverte importante au milieu des années 1990. En examinant de près une dent de Tyrannosaurus rex, il avait pu montrer qu'elle possédait des analogues des lignes de von Ebner que l'on trouve chez les mammifères. Il s'agit en quelque sorte de la manifestation d'anneaux de croissance avec des couches de dentine, c'est-à-dire d'ivoire. Ces couches se déposent en général en une journée. On peut s'en servir pour déterminer l'âge d'un mammifère décédé et fossilisé.

Pouvait-on faire de même avec d'autres dinosaures ? Surtout, comme Erickson se l'est demandé à l'époque, peut-on s'en servir pour déterminer en combien de temps un embryon de dinosaure évolue-t-il avant de donner un bébé dinosaure tout juste sorti de son œuf ? Répondre à cette dernière question n'est pas aisé car si l'on trouve de nombreux œufs de dinosaures fossilisés, les embryons sont beaucoup, beaucoup plus rares.

On en connait pourtant quelques-un, notamment une douzaine découverts dans un nid fossilisé avec des œufs pondus par Protoceratops andrewsi. Ces embryons, qui ont été découverts dans le désert de Gobi, sont célèbres. Ils appartiennent à un petit dinosaure herbivore cératopsien de la taille d'un mouton ayant vécu au Crétacé supérieur dans la région des Flaming Cliffs. Les chercheurs connaissent aussi un autre embryon de dinosaure mais appartenant à une autre espèce : Hypacrosaurus stebingeri. Il s'agit d'un représentant d'un type de dinosaure de grande taille et avec une sorte de bec de canard appartenant à la famille des Hadrosauridae. Les deux espèces connues datent du Crétacé supérieur et ont été retrouvées en Alberta, au Canada, ainsi que dans le Montana aux États-Unis.

Un des embryons de Protoceratops andrewsi utilisé par les paléontologues dans leurs travaux. © Gregory Erickson, FSU

Un temps d’incubation des œufs similaire à celui des reptiles

Ces deux espèces de dinosaures sont au bord d'un large spectre en ce qui concerne la taille et la masse des œufs. Dans le cas de Protoceratops andrewsi, on est dans l'ordre de 200 g alors que dans le cas de Hypacrosaurus stebingeri, c'est dans l'ordre de... 4 kg. Les dents retrouvées avec les embryons ont été étudiées avec un microscope à lumière polarisée ainsi que par tomographie avec un scanner. Il a alors été possible de déterminer le temps passé par les futurs bébés dinosaures dans leurs œufs. Les résultats indiquent qu'il est de l'ordre de 3 mois pour Protoceratops andrewsi et de 6 mois pour Hypacrosaurus stebingeri.

Ces chiffres sont intéressants pour plusieurs raisons. Ils montrent tout d'abord que le temps de croissance des embryons était plutôt long, tout à fait comparable à ce que l'on doit attendre de reptiles et non d'oiseaux dont le temps de maturation est en général deux fois plus court en moyenne. Les paléontologues s'attendaient au résultat contraire.

Mais surtout, cela a des implications pour comprendre la vulnérabilité des dinosaures à une catastrophe du type de celle de l'impact du corps céleste au Yucatan. On peut penser que les œufs de dinosaures devaient bénéficier d'une longue garde des parents pour échapper à leurs prédateurs. Une brusque diminution du nombre de ces parents aurait donc très bien pu causer une hécatombe parmi les œufs de dinosaures, affaiblissant encore plus ces animaux dans la lutte les opposant aux autres espèces pour survivre.

Reste que ces conclusions ne sont basées que sur deux espèces de dinosaures faisant partie, de plus, des ornithischiens. Il faudrait disposer d'un plus grand nombre d'embryons, surtout dans le cas des théropodes, qui ont donné naissance aux oiseaux, pour être sur un terrain plus solide scientifiquement parlant. Affaire à suivre.

Pour en savoir plus

La taille des œufs des dinosaures en cause dans leur disparition

Article de Quentin Mauguit publié le 19/04/2012

Deux études indépendantes viennent simultanément bousculer notre vision du monde des dinosaures. Non, l'augmentation, au cours des temps géologiques, de la taille maximale des tétrapodes, et donc des dinosaures, ne serait pas liée à une combinaison de facteurs environnementaux. Par ailleurs, l'oviparité de ces grands reptiles, contraints de pondre de petits œufs, aurait causé leur perte lors de la crise biologique du Crétacé-Tertiaire, il y a 65 millions d'années, permettant ainsi aux mammifères de prospérer.

Deux questions taraudent de nombreux passionnés et spécialistes des dinosaures : pourquoi étaient-ils parfois si grands et surtout, pourquoi ont-ils disparu il y a 65 millions d'années ? Car les mammifères, eux, ont bien réussi à survivre ! Certaines espèces pouvaient en effet présenter des tailles impressionnantes. Les seismosaures mesuraient jusqu'à 50 mètres de long, pour ne citer qu'un exemple. 

L'augmentation de la taille des dinosaures serait liée pour certains à plusieurs facteurs environnementaux : une augmentation de la concentration en oxygène dans l'atmosphère (meilleure oxygénation des muscles) et de la température (activités métaboliques plus rapides), mais aussi suite à la présence d'une importante surface de terre émergée, le Gondwana. Cette hypothèse souffre néanmoins de l'absence de preuves.

La crise biologique du Crétacé-Tertiaire, ou K-T, vit disparaître les dinosaures suite à la chute d'un astéroïde, à des phénomènes volcaniques intenses, ou pourquoi pas des deux. Là-dessus, tout le monde ou presque est d'accord. Mais ces hypothèses n'expliquent pas la survie des mammifères. Deux études publiées dans la revue Biology letter ce mois-ci apportent de nouvelles informations permettant de répondre, au moins partiellement, aux questions posées.

Les mammifères de différentes tailles (à gauche) occupent plusieurs niches écologiques. Leurs petits ne doivent pas lutter pour obtenir de la nourriture puisqu’ils sont allaités. Les dinosaures ovipares (à droite) occupent les niches selon de leurs tailles. Cependant, à cause des contraintes de l'oviparité, tous les jeunes naissent avec à peu près la même (petite taille). Durant leur croissance, les futurs grands dinosaures passent donc d’une niche à l’autre, entrant en compétition avec diverses espèces, jusqu’à les faire disparaître. Celles-ci n’ont donc pas pu compenser la disparition des plus grands reptiles lors de la crise biologique du Crétacé-Tertiaire. Voilà pourquoi les dinosaures ont disparu. © Jeanne Peter, Universität Zürich

Des facteurs biologiques ont limité la taille des tétrapodes

Une équipe germano-britannique menée par Roland Sookias a testé les liens existants entre l'augmentation de la taille maximale des tétrapodes au cours des temps géologiques et l'évolution des trois facteurs environnementaux précités. Pour ce faire, des fémurs appartenant à près de 400 espèces d'archosauromorphes ayant vécu du Permien au Crétacé ont été mesurés, l'objectif étant de tracer une courbe de croissance des tailles maximales caractérisant différents taxons représentatifs (archosaures, ptérosaures, et tous les groupes qui leur sont liés). Des données ont également été récoltées dans la littérature sur des mammifères ayant vécu durant le Cénozoïque.

L'équipe a utilisé le modèle Geocarbsulf pour retracer des courbes caractérisant les concentrations en oxygène et gaz carbonique (lié à la température) dans l'atmosphère pour les mêmes périodes. Les surfaces des terres émergées aux différentes époques géologiques ont également été trouvées dans la littérature. Un modèle de régression de type GLS appliqué à des séries temporelles a été utilisé pour comparer l'ensemble des données récoltées.

Que ce soit pour les archosauromorphes ou pour les mammifères, aucune corrélation n'a été trouvée durant les analyses. Les facteurs environnementaux précités n'ont pas conditionné l'évolution de la taille maximale des tétrapodes. Il faut maintenant chercher du côté des facteurs biologiques (vitesse de croissance, compétition interspécifique, etc.).

Les dinosaures ont été trahis par leurs œufs

Daryl Codron et ses collègues suisses se sont quant à eux intéressés à l'extraordinaire croissance postnatale des dinosaures (de la sortie de l'œuf jusqu'au stade adulte) et au lien unissant celle-ci à l'abondance des espèces d'archosauriens durant la période mésozoïque. Leur résultat, obtenu grâce à un modèle tenant compte des compétitions interspécifiques, est surprenant. La taille des œufs, et donc l'oviparité, pourrait avoir pénalisé les dinosaures, au point de causer leur perte, lors de la crise K-T. 

Les grands dinosaures ne pouvaient pas pondre de trop gros œufs. Pourquoi ? Parce que l'épaisseur de la coquille est directement proportionnelle à la taille de l'œuf et qu'au-delà d'un certain seuil, l'embryon n'est plus oxygéné. Un titanosaure adulte est 2.500 fois plus lourd que son petit alors que chez l'éléphant Elephas maximus, ce rapport n'est que de 25. Les grands dinosaures avaient donc tous des dimensions similaires à la naissance et devaient régulièrement changer de niches écologiques durant leur croissance. À chaque niveau, ils ont dû entrer en compétition, notamment pour l'accès à la nourriture, avec d'autres animaux de petite ou moyenne taille. 

Ce phénomène a très certainement provoqué au fil du temps une importante diminution de l'abondance des espèces de dinosaures de petites et moyennes dimensions (pesant entre 1 et 1.000 kg). Les mammifères, naissant parfois avec de grandes tailles, et surtout nourris par leur mère, n'ont pas connu ce problème. Lors de la crise du Crétacé-Tertiaire, les grands archosaures ont disparu. Puisque peu d'espèces de dinosaures de petite ou de moyenne taille étaient alors présentes sur Terre, elles ont été supplantées par les mammifères. Seules des petites espèces ayant conquis de nouvelles niches écologiques telles que le ciel, ont survécu, donnant ainsi naissance à la lignée des oiseaux.