Des dinosaures à ailes de chauve-souris adeptes du vol plané

Publié par Adrien le 31/10/2020 à 09:00
Source: Université McGill
Une étude récente révèle que deux petits dinosaures, Yi et Ambopteryx, étaient, malgré leurs ailes de chauve-souris, peu doués pour le vol et pouvaient tout au plus planer maladroitement d'un arbre à l'autre. Incapables de rivaliser avec les autres dinosaures arboricoles et les premiers véritables oiseaux qui les entouraient, ils se sont éteints après quelques millions d'années seulement. Publiée dans iScience, l'étude en question a été menée par une équipe internationale de chercheurs dont faisait partie Hans Larsson, professeur à l'Université McGill (L’Université McGill, située à Montréal au Québec, est une des universités les plus anciennes au Canada.). Cette découverte montre que les dinosaures ont accédé à divers types de vol avant que leur espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la...) se transforme en oiseaux.


Reconstitution d'Ambopteryx, dinosaure à ailes de chauve-souris du groupe des scansorioptérygidés, en vol plané.
Image: Gabriel Ugueto

"Nous savons qu'avant de se transformer en oiseaux, certains dinosaures pouvaient voler", dit le Pr Larsson, directeur du Musée Redpath de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures)....) McGill. "Mais cette étude nous montre qu'au moins une lignée de dinosaures a expérimenté un mode de locomotion aérienne complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de limiter la quantité d'informations qu'il...) différent. Le vol plané a connu d'innombrables évolutions chez les amphibiens, les mammifères, les lézards et même les serpents arboricoles. Et nous savons maintenant que les dinosaures le pratiquaient aussi."

Yi et Ambopteryx, minuscules animaux du Jurassique supérieur de la Chine, ont vécu il y a quelque 160 millions d'années. Ces théropodes inusités pesaient environ 500 grammes. Les théropodes sont des dinosaures carnivores comprenant tous les oiseaux sillonnant notre ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) aujourd'hui. Si la plupart des théropodes étaient des carnivores terrestres, Yi et Ambopteryx, eux,vivaient dans les arbres et se nourrissaient d'insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office pour les insectes et leur environnement (association loi de 1901),...), de graines et de végétaux.

"Lorsque les oiseaux ont déployé leurs ailes dans l'espace aérien (L'espace aérien est organisé pour fournir une sécurité optimale à tous les aéronefs qui y évoluent.), ces deux espèces si mal adaptées au vol ont été évincées sans autre forme de procès", explique Thomas Dececchi, professeur adjoint de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre...) à l'Université Mount Marty et auteur principal de l'article. "Une espèce non performante peut sans doute survivre quelques millions d'années, mais lorsque les prédateurs la guettent du haut des airs, que des espèces lui font concurrence au sol et que même de petits mammifères s'en mêlent, la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) est trop forte et elle finit par disparaître."

De minuscules créatures planantes

Pour élucider le mystère du vol de ces animaux, les chercheurs ont scruté les fossiles au moyen d'une technique appelée "fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d'excitation autres que la chaleur. (on parle parfois de « lumière froide »). Elle peut servir à caractériser un matériau.) induite par laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser...)" et ont ainsi pu relever, dans les tissus mous des membranes alaires, des détails invisibles à la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet)...) blanche. Forte de ces données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.), l'équipe a tenté de reconstituer le vol à partir de modèles mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels que les nombres, les figures, les structures et les...) et de variables diverses comme le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre....), l'envergure (L'envergure est la distance entre les extrémités des ailes. Le terme est valable pour définir un oiseau, un chiroptère, un avion (ou...) et la forme des ailes ainsi que la disposition des muscles.

"Le verdict est sans appel: ces animaux étaient incapables de voler comme les oiseaux, déclare le Pr Larsson. Ils étaient totalement dépourvus des attributs qui auraient pu les rapprocher un tant soit peu des seuils physiques nécessaires au vol battu; par contre, leurs ailes membraneuses fort particulières leur conféraient un profil suffisamment aérodynamique (L'aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte principalement sur la compréhension et l'analyse des écoulements d'air, ainsi qu'éventuellement sur leurs effets sur des éléments solides...) pour le vol plané. Rien de comparable aux écureuils ou aux lézards volants modernes, mais ils semblent quand même avoir innové en se dotant d'une membrane alaire assez grande."

Bien que le vol plané soit inefficace dans la mesure où l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit...) doit d'abord se hisser en haut lieu pour le pratiquer, il a probablement permis à Yi et à Ambopteryx de se mettre à l'abri du danger.

"Les animaux planeurs actuels ne parcourent pas de longues distances dans les airs, précise le Pr Dececchi. Le vol plané est inefficace, mais il peut toujours servir d'échappatoire. Ce n'est pas grand-chose, mais ça peut toujours être utile quand on a le choix entre dépenser un peu d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) ou se faire dévorer tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) rond ( Le mot rond caractérise et par abus de langage désigne un cercle ou une sphère. En argot, un rond c'est un sou. Une affaire rondement menée est une affaire traitée rapidement en ayant passé tous les obstacles sans...). Pris dans un étau (Un étau est un dispositif mécanique qui permet la « mise en position » et le « maintien en position » (serrage) d'une pièce.), ces dinosaures ont simplement perdu leur habitat. Ils ne faisaient pas le poids sur terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...). Ils ne faisaient pas le poids dans les airs. Ils étaient cuits."

Les chercheurs scrutent maintenant l'anatomie (L'anatomie (provenant du nom grec ἀνατομία anatomia, provenant du verbe ἀνατέμνειν anatemnein, se traduisant...) de l'appareil musculosquelettique de ces animaux et des autres dinosaures à plumes ayant vécu à l'époque qui a vu naître les oiseaux. "Je suis ébahi par la diversité qui régnait dans le monde (Le mot monde peut désigner :) des dinosaures juste avant l'avènement des oiseaux, lance le Pr Larsson. Auparavant, nous pensions que les oiseaux avaient évolué à partir de leur ascendance dinosaurienne terrestre dans une trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) linéaire. Or, le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) est venu de revisiter ce scénario en décrivant plutôt une expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences répétées la validité d'une hypothèse et à obtenir des données quantitatives...) tous azimuts, dans laquelle les dinosaures ont exploré le vol battu à plusieurs reprises, indépendamment des oiseaux. Beaucoup étaient dotés d'ailes emplumées, mais n'arrivaient pas à s'arracher du sol en raison de leur corps trop lourd ou de leurs ailes trop petites. Et voilà que nous avons maintenant d'étranges dinosaures aux ailes de chauve-souris qui, en plus d'être les premiers à avoir élu domicile dans les arbres, s'adonnaient au vol plané ! J'ai l'impression que nous ne sommes pas au bout de nos surprises."

L'étude:
L'article "Aerodynamics show membranous-winged theropods were a poor gliding dead-end", par T. Alexander Dececchi, Arindam Roy, Michael Pittman, Thomas G. Kaye, Xing Xu, Michael B. Habib, Hans C.E. Larsson, Xiaoli Wang et Xiaoting Zheng, a été publié dans iScience.
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.isci.2020.101574
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