Des reptiles marins à sang chaud au temps des dinosaures

Voilà 200 à 65 millions d'années, de redoutables reptiles marins régnaient dans les océans. Avaient-ils le sang chaud comme les mammifères et les oiseaux d'aujourd'hui ou bien le sang froid des poissons et des reptiles actuels ? Pour la première fois, une étude tranche le débat: certains grands reptiles marins avaient le sang chaud (ils étaient endothermes), leur conférant un avantage considérable pour une nage rapide sur de longues distances et pour la conquête de régions froides. Menés par des chercheurs du laboratoire PaléoEnvironnements et PaléobioSphère (PEPS, CNRS/Université de Lyon 1), en collaboration avec des scientifiques du Muséum national d'Histoire naturelle et de l'École Normale Supérieure, ces travaux ont été publiés dans Science le 11 juin 2010.


Pendant le Mésozoïque (entre 200 et 65 millions d'années), alors que les dinosaures peuplaient les continents, dans les océans, régnaient de redoutables reptiles prédateurs, tels les ichthyosaures, plésiosaures, mosasaures. Comment ces grands reptiles marins régulaient-ils leur température ? Cette question liée à la température corporelle et aux processus de thermorégulation est essentielle pour décrypter les stratégies d'alimentation, l'écologie et l'évolution de ces vertébrés aujourd'hui disparus.


Pour déterminer la température corporelle de certains reptiles marins, une équipe de géochimistes et paléontologues français a utilisé, pour la première fois, les compositions des isotopes stables de l'oxygène (18O/16O) du phosphate de leurs squelettes. Les chercheurs ont analysé les restes dentaires de trois groupes majeurs de grands reptiles marins: les ichthyosaures, les plésiosaures et les mosasaures. Ils ont comparé le rapport 18O/16O présent dans l'émail dentaire de ces reptiles à celui de restes de poissons de la même période et retrouvés aux mêmes latitudes. Les poissons, qui sont des animaux à sang froid (ectothermes), présentent une composition isotopique qui reflète la température de l'eau de mer. Chez eux, le rapport 18O/16O augmente tandis que la température des océans diminue. Les différences de composition isotopique entre des reptiles marins et des poissons ayant vécu dans la même masse d'eau, vont refléter leurs différences de température corporelle.

Résultat: les chercheurs ont constaté que la température du corps des reptiles étudiés est constante quelle que soit la température de l'eau. Ainsi, les ichthyosaures et les plésiosaures régulaient leur température corporelle indépendamment de celle de l'eau de mer dans une gamme de températures d'environ 12 degrés (±2°C) jusqu'à environ 36 degrés (±2°C). Dans le cas des trois grands groupes de reptiles étudiés, les estimations de températures corporelles sont comprises entre 35 et 39 °C (±2°C).


Certains grands reptiles marins aujourd'hui disparus étaient donc capables de maintenir une température corporelle plus élevée que celle de leur milieu de vie, suggérant un métabolisme élevé adapté à la prédation et à la nage rapide sur de longues distances, y compris dans des eaux froides. Ces animaux avaient donc un métabolisme de type "endotherme" (capable de produire de la chaleur), du même type que celui des cétacés actuels. Reste à savoir comment et depuis quand ces animaux au sang chaud produisaient cette énergie.