Comment des dinosaures sont devenus des oiseaux ?

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L'archaeopteryx, considéré comme le lien entre les reptiles et les oiseaux.

Il aura fallu 50 millions d'années pour que la miniaturisation des géants de l'ère secondaire leur donne des ailes.

Pourquoi et comment certains dinosaures ont-ils «choisi» de devenir aériens et de donner finalement naissance à nos oiseaux actuels? L'origine des volatiles modernes n'est plus guère contestée: ce sont bien les géants de l'ère secondaire qui leur ont donné naissance en se miniaturisant. Les oiseaux sont donc bien les descendants des dinosaures.

Combien de temps a-t-il fallu pour passer des 163 kg d'un animal vivant au sol (tous les dinosaures ne pesaient pas des tonnes) au moins de 1 kg de l'archéoptéryx, un dinosaure à ailes et à plumes vivant il y a quelque 150 millions d'années? Tel est le cas de figure sur lequel une équipe internationale (Australie, Italie, Grande-Bretagne et Hongrie) s'est penchée, en utilisant à la fois les données paléontologiques et des équations mathématiques (travaux publiés dans la revue Science). Ils ont ainsi pu proposer des clés pour comprendre ce qui s'était passé dans ces temps anciens où l'homme n'était pas encore dans le tableau du vivant.
Les modèles mathématiques utilisés servaient à la base à simuler la vitesse de mutation de virus

Ils ont pu explorer, grâce aux fossiles découverts, une période de plus de 160 millions d'années, allant d'il y a 230 millions d'années avec les premiers théropodes connus (une branche des dinosaures) jusqu'à 67 millions d'années, âge auquel on situe le premier oiseau moderne. Ils ont sélectionné 1549 éléments morphologiques de squelettes de 120 espèces bien documentés de théropodes fossiles ou d'oiseaux modernes et ont mixé leurs caractéristiques avec leur âge. Par exemple, ils ont utilisé la longueur des fémurs chez tous ces animaux et ont pu suivre leur évolution.

Les modèles mathématiques utilisés ont à l'origine été développés pour simuler la dispersion géographique et la vitesse de mutation, donc d'évolution, de virus. Les chercheurs ont constaté que les théropodes ayant engendré les oiseaux ont commencé à rapetisser 50 millions d'années avant l'apparition de l'archéoptéryx. Alors que, dans le même temps, d'autres branches de dinosaures ne présentaient pas de changement de taille, voire, pour certains, la voyaient augmenter.
Les arbres représentaient un espace où l'on pouvait manger se mettre à l'abri

Autre constatation des chercheurs, la vitesse des changements chez les dinosaures allant donner les oiseaux a été quatre fois plus importante que les changements évolutifs chez les autres. Et ce n'est apparemment pas un seul de ces changements qui a guidé la transformation, mais un ensemble de traits ayant coévolué en même temps. Par exemple, la tête des oiseaux est celle d'un dinosaure juvénile qui aurait conservé ces traits à l'âge adulte. Mis à part les pattes avant transformées en ailes, le squelette général reste le même jusqu'aux premiers oiseaux. Avec des os allégés, un bec plus court, des yeux plus gros, de petites dents et des plumes isolantes. Mais finalement, le résultat est qu'un oiseau est un oiseau et pas un dinosaure volant. «Les différentes phases de miniaturisation de ces dinosaures ont de plus favorisé l'évolution de nouveautés liées à la petite taille, comme la redistribution de la masse du corps ou des aptitudes aériennes», explique Michael Lee, de l'université d'Adélaïde, l'un des auteurs de l'étude.

Qu'est-ce qui a favorisé le développement des créatures volantes? L'une des hypothèses les plus prisées est que les arbres, leur branchage et leur cime, représentaient un espace où l'on pouvait manger et où l'on était plus à l'abri des prédateurs. Petit à petit, des animaux ont colonisé ces espaces et se sont adaptés à cet environnement spécial. D'abord en devenant plus léger, plus agile. En apprenant à sauter de branche en branche, puis d'arbre en arbre, puis à planer, enfin à voler. Ce sont les animaux les plus « débrouillards » qui se sont développés. Sur 50 millions d'années, cela laisse largement le temps aux mutations génétiques de jouer leur rôle.

Évidemment, la communauté des paléontologues est divisée sur l'interprétation à tirer de ces travaux. Certains saluent cette nouvelle pierre apportée à la connaissance de ces périodes anciennes, d'autres estiment que la méthodologie utilisée ne présente pas d'intérêt et qu'elle ne peut apporter que de la confusion.