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L’origine des ailes des oiseaux

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Selon des données fossiles, l’oiseau descend du dinosaure
Publié: 17 Sep 2013

L’ancêtre de l’oiseau est un petit dinosaure carnivore de la famille des théropodes, appelé maniraptorien, qui vivait il y a environ 150 millions d’années. Aux quatre coins du monde, des découvertes récentes révèlent une grande ressemblance entre le maniraptorien et l’oiseau. Il avait des plumes, les os creux, un corps de petite taille et un taux métabolique élevé. 

Toutefois, une question demeure : à quel moment ses membres antérieurs ont-ils évolué vers des ailes – lui donnant la capacité de voler?

Le professeur Hans Larsson de l’Université McGill et Alexander Dececchi, récent diplômé aux cycles supérieurs, se sont appliqués à répondre à cette question par l’examen de données fossiles, lesquelles ont considérablement augmenté ces dernières années, depuis la période marquant l’apparition de l’oiseau.

Une étude menée par les deux chercheurs et publiée dans le numéro de septembre du journal Evolution révèle qu’au cours de la majeure partie de l’histoire du dinosaure carnivore, la longueur des membres présentait un rapport d’échelle relativement stable avec la taille du corps. Et cela même si la masse du Tyrannosaurus rex est 5 000 fois plus élevée que celle du plus petit théropode à plumes de Chine. Le rapport d’échelle des membres a toutefois changé à l’apparition de l’oiseau, alors que les membres antérieurs et postérieurs subirent un découplage spectaculaire comparativement à la taille du corps. Selon les auteurs, ce changement a pu constituer un facteur essentiel ayant permis aux premiers oiseaux de développer le vol et d’exploiter alors le couvert forestier.

Les membres antérieurs s’allongeant, ils purent alors servir de surface portante, permettant ainsi l’évolution vers le vol battu. Combiné avec le raccourcissement des membres antérieurs, la capacité de contrôle et de l’efficacité du vol chez les premiers oiseaux se précisa. Des pattes plus courtes auraient contribué à réduire la traînée pendant le vol – ce qui explique pourquoi les oiseaux rentrent leurs pattes lorsqu’ils volent – et également aidé ces derniers à se percher et à se déplacer sur les petites branches des arbres. Des ailes plus performantes et des pattes plus petites ont largement contribué à la survie de l’oiseau, à l’époque où un autre groupe de reptiles volants, les ptérosaures, dominaient le ciel et se disputaient l’espace pour se nourrir.

« Selon les résultats de nos recherches, les mécanismes d’évolution de l’oiseau auraient subi un brusque changement, de telle sorte que ses membres antérieurs et postérieurs auraient été soumis à divers ajustements quant à la longueur », indique Hans Larsson, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en macroévolution au Musée Redpath de l’Université McGill. Des déviations à l’égard des règles régissant les réductions des membres d’un animal lors des modifications de la taille du corps – ce qui est le cas de l’homme, dont les jambes sont relativement longues et les bras plutôt courts – indiquent généralement un changement important de fonction ou de comportement. « Ce découplage peut être fondamental pour la survie des oiseaux, la classe de vertébrés la plus diversifiée sur Terre. »

« L’origine de l’oiseau et du vol battu est une importante transition évolutive classique, dit Alexander Dececchi, maintenant chercheur postdoctoral à l’Université du Dakota du Sud. Nos résultats portent à croire que la longueur des membres de l’oiseau a dû se dissocier de la taille générale du corps avant de subir un développement d’une telle ampleur, permettant ainsi à l’espèce de devenir bien plus qu’une autre famille de maniraptoriens et de développer la multitude de tailles et de formes actuelles. »

« Cette recherche, associée à nos résultats précédents selon lesquels les ancêtres de l’oiseau n’étaient pas des espèces arboricoles, jette un puissant éclairage sur l’écologie des précurseurs de cette espèce, souligne M. Dececchi. Savoir d’où vient l’oiseau et en comprendre le parcours est essentiel à la compréhension de l’évolution du monde jusqu’à nos jours. »

Ces travaux ont été financés par le Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies, le Programme des chaires de recherche du Canada et le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.

Lien vers l’article de la recherche : http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/evo.12150/abstract

IMAGE: Archaeopteryx, believed to be a transitional species between theropod dinosaurs and birds, had longer forelimbs and shorter hind limbs than its ancestors. CREDIT: Michael Skrepnick

 

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