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...). 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 »...) 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...) 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...) 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...), 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...), 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....) 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...) 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...) induite par laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique)...)" 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...) blanche. Forte de ces données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...), 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...) et de variables diverses comme le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...), l'envergure (L'envergure est la distance entre les extrémités des ailes. Le terme est valable pour...) 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...) 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...) 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...) ou se faire dévorer tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) rond ( Le mot rond caractérise et par abus de langage désigne un cercle ou une sphère. En...). Pris dans un étau (Un étau est un dispositif mécanique qui permet la « mise en position » et le...), 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...). 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...) 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...) linéaire. Or, le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) est venu de revisiter ce scénario en décrivant plutôt une expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences...) 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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