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Surprise : certains des premiers oiseaux avaient quatre ailes !

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Parmi les premiers oiseaux apparus sur Terre, certains avaient quatre ailes ! Des fossiles d'avialiens découverts en Chine, dans la province du Liaoning, comblent ainsi un trou laissé vacant dans l'évolution des oiseaux, des plumes apparues chez les dinosaures et du vol.

Le Microraptor, tel qu'on le représente à l'American Museum of Natural History, à New York. Ce reptile ailé vivait entre 125 et 130 millions d'années avant notre ère. Principale originalité : des ailes sur les pattes arrière, une formule oubliée depuis longtemps… © American Museum of Natural History

Les oiseaux actuels ont deux ailes, mais en a-t-il toujours été de même ? Voilà en l'état la question que se sont probablement posée plusieurs scientifiques menés par Xing Xu, un chercheur de l'Institut de géologie et de paléontologie de Shandong, en Chine. Elle n'est pas si anodine que cela lorsque l'on scrute en détail plusieurs fossiles de dinosaures découverts ces dernières années. 

Les Microraptor et Sinornithosaurus appartiennent à la famille des dromæosauridés, un taxon particulièrement proche de celui des avialiens qui renferme les oiseaux. Or, de longues plumes ont non seulement été observées sur leurs membres antérieurs, mais aussi sur leurs membres postérieurs. La question se résume donc à savoir si ce caractère a été transmis aux premiers oiseaux apparus dans le ciel voilà plus de 100 millions d'années, au Crétacé inférieur. 

La réponse nous a été fournie par la découverte des restes fossiles de 11 oiseaux au sein de la formation géologique de Jehol (province du Liaoning), dont les roches ont entre 121 et 125 millions d'années. En effet, des traces de longues plumes ont été observées sur les membres postérieurs de chaque volatile : ils avaient donc bien deux paires d'ailes. L'information vient d'être publiée dans la revue Science. Elle éclaire un peu plus l'évolution des plumes et du vol, mais il n'est cependant pas possible de tirer des conclusions définitives avec si peu d'individus.

Ce fossile de Sapeornis, un des tout premiers oiseaux, a été exhumé en Chine. Ses membres antérieurs ne sont pas visibles. En revanche, des traces trahissent la présence de longues plumes autour des pattes arrière, voilà plus de 100 millions d'années. © Science, AAAS

Des plumes possédant barbes et rachis

Les premiers indices ont été fournis par deux fossiles d’oiseaux attribués au genre Sapeornis, ce dernier étant apparu voilà 125 millions d'années. Malgré leur bonne conservation, les squelettes n'étaient pas complets, mais ils comportaient au minimum un membre postérieur. Des marques de plumes composées d'un rachis et de barbes ont très clairement été observées à proximité des tibiotarses et des métatarses analysés. Elles forment d'ailleurs un angle de 90° avec ces os et voient leur longueur varier en fonction de leur position, de plus de 50 mm au niveau de la partie distale du tibiotarse (il mesure 66 mm de long) à environ 30 mm à proximité du pied des volatiles.

Un autre fossile appartenant cette fois au genre Yanornis est tout aussi intéressant, puisqu'il affiche à la fois des plumes et des écailles sur ses pattes arrière. Ce détail est frappant, car la grande majorité des oiseaux actuels possèdent justement des membres postérieurs recouverts d'écailles. Pour information, une étude datant de 2003 a démontré qu'il fallait très peu de changements génétiques pour que ces écailles soient à nouveau remplacées par des plumes.  

L'étude des présents fossiles ne permet en aucun cas de discuter de la fonction de ces ailes postérieures. Impossible donc de dire si elles étaient utilisées pour voler, planer ou tout simplement se diriger. De même, seules des hypothèses peuvent être émises au sujet de la disparition des plumes au profit des écailles. Selon les chercheurs, cette adaptation pourrait avoir permis aux oiseaux d'acquérir une plus grande aisance de mouvement durant leurs déplacements au sol. L'avenir et la découverte de nouveaux fossiles leur donneront peut-être raison.

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