Les sacs aériens des dinosaures ont évolué plusieurs fois et les ont laissés conquérir le monde

Certains des dinosaures les plus grands et les plus féroces de tous les temps avaient un secret anatomique pour leur succès. Comme beaucoup d’oiseaux modernes, Tyrannosaure, Apatosaure et d’autres géants avaient des réseaux complexes de sacs aériens qui se développaient de leur gorge et de leurs poumons jusque dans leurs os. La porosité qui en résulte les a rendus plus légers, économisant de l’énergie tout en maintenant la solidité des os. Les sacs permettent également aux dinosaures de respirer plus efficacement et peuvent même avoir aidé au refroidissement. Mais les chercheurs ne savent pas exactement quand et comment cette précieuse adaptation est apparue pour la première fois dans le règne animal.

Les paléontologues ont trouvé ces sacs aériens chez des reptiles volants appelés ptérosaures, chez des dinosaures théropodes tels que Allosaureet chez les dinosaures à long cou, y compris Diplodocus. La présence des sacs peut être détectée à partir d’indentations et de cavités dans les os fossilisés, même lorsque les tissus mous ont disparu depuis longtemps. Une nouvelle étude en Rapports scientifiques suggère qu’au lieu de faire évoluer les systèmes de sacs aériens il y a plus de 235 millions d’années, chez le dernier ancêtre commun des dinosaures et des ptérosaures, les différentes lignées ont chacune développé ces systèmes indépendamment.

“Les animaux avec des sacs aériens ont un énorme avantage par rapport à nous, les mammifères”, explique le paléontologue Tito Aureliano de l’Université de Campinas au Brésil, auteur principal de la nouvelle étude. De nombreuses caractéristiques uniques des dinosaures, note-t-il, ont été rendues possibles par ces systèmes.

Pour explorer les origines des sacs, les chercheurs se sont tournés vers les os de trois espèces ancestrales de dinosaures. À l’aide de tomodensitogrammes et en examinant l’extérieur des os, ils ont recherché des ouvertures ou des poches pouvant abriter des sacs aériens. Ils ont ensuite comparé les os avec ceux d’autres animaux tels que les alligators et les cerfs modernes, qui sont connus pour manquer de ces structures.

Les chercheurs ont été surpris de constater que les premiers os des dinosaures ressemblaient davantage à ceux des alligators et des cerfs qu’à ceux des descendants ultérieurs des dinosaures. “Avant cette étude, il me semblait peu probable que les sacs aériens invasifs aient évolué trois fois de manière indépendante” dans des lignées de dinosaures distinctes, dit Aureliano, mais les nouveaux résultats suggèrent ce scénario.

Ce travail confirme que les premiers dinosaures n’avaient pas ces vastes systèmes de sacs aériens, déclare le paléontologue de l’Université de l’Ohio Patrick O’Connor, qui n’a pas participé à la nouvelle étude. Cela ne signifie pas qu’ils n’avaient pas du tout de sacs aériens, ajoute-t-il, notant que certains oiseaux modernes, comme les canards, ont des arrangements plus minimes. Au lieu de cela, l’étude indique très probablement que les sacs aériens ont envahi l’os plusieurs fois indépendamment, à mesure que les reptiles devenaient plus grands et plus diversifiés.

“Les nouveaux fossiles montrent de plus en plus de cas d’évolution convergente”, dit Aureliano, suggérant qu’une partie de ce qui a fait le succès des dinosaures était ce développement répété de traits clés.