Origine des oiseaux

Des idées modernes

Tous les paléontologues depuis Huxley sont d'accord pour dire que l'Archéoptéryx a évolué à partir de reptiles, mais beaucoup pensent qu'il est dérivé d'un type plus ancien que les dinosaures. Il a fallu beaucoup de temps avant qu'ils ne soient d'accord avec Huxley. Presque tous pensent maintenant que les premiers membres d'un groupe de petits dinosaures carnivores étaient ancestraux aux oiseaux.

Le groupe le plus favorisé comme ancestral est celui des Paraves ou Eumaniraptora, qui comprend les dromaeosaures et les troodontes. Les dromaeosaures comprennent le Velociraptor et le Deinonychus mais, bien sûr, il s'agirait d'un type de dromaeosaure plus ancien, peut-être du Jurassique inférieur. Les dromaeosaures possèdent plusieurs caractéristiques que nous pensions être propres aux oiseaux : des os creux avec des trous pour les sacs aériens, des membres avec de nombreux os perdus ou soudés, des clavicules soudées en os triangulaires et des plumes.

La découverte de dinosaures à plumes et d'oiseaux dans le Crétacé inférieur de la Chine a finalement convaincu les paléontologues. Voici ce qui semble s'être passé. Les dinosaures théropodes ont développé des plumes pour la régulation de la chaleur plutôt que pour le vol. Dès lors, un petit groupe a commencé à les utiliser pour le vol primitif. Ce groupe est représenté au Jurassique par Archaeopteryx et Anchiornis.

Une mosaïque d'anciens et de nouveaux

Huxley avait souligné que l'Archéoptéryx était un mélange de caractéristiques de reptiles et d'oiseaux. Sans les plumes et les bras, son squelette ressemblait à celui de Compsognathus. Nous savons maintenant que sa physiologie de croissance osseuse était beaucoup plus lente que celle des oiseaux modernes, et plus proche de celle de ses ancêtres dinosaures. Cela signifie qu'il lui fallait plus de temps après l'éclosion pour pouvoir voler. Un oiseau précoce moderne met 3 à 6 semaines entre l'éclosion et le vol. Chez l'Archéoptéryx, cette étape aurait pu prendre environ 18 semaines. Il aurait fallu deux à trois ans pour atteindre sa taille adulte définitive. L'évolution de la physiologie des formes modernes s'est produite plus tard dans l'histoire du groupe. Elles ont eu plus de 140 millions d'années pour évoluer après l'Archéoptéryx. C'est un exemple d'évolution en mosaïque, où certains caractères dans une forme transitoire sont basiques, tandis que d'autres sont remarquablement avancés.

Confuciusornis , vraisemblablement mâle, montrant de longues plumes de queue à droite

Fossiles d'oiseaux chinois

Fossiles du Jurassique

Anchiornis huxlei est jusqu'à présent le seul fossile de dinobird connu qui ait vécu avant l'Archéoptéryx. Il a été trouvé à Liaoning, en Chine. Les strates remontent au milieu et à la fin du Jurassique, il y a 160 à 155 millions d'années. On trouve également des dinosaures non volants à plumes du Jurassique de la Chine, comme le maniraptoran Epidexipteryx. L'Epidexipteryx est le plus ancien exemple connu de plumes ornementales dans les archives fossiles, il y a environ 152 à 168 millions d'années.

L'Anchiornis avait de grandes ailes, composées de plumes de vol attachées au bras et à la main (comme chez les oiseaux modernes) ainsi que de plumes de vol sur les pattes arrière, formant un arrangement d'ailes avant et arrière. L'aile antérieure de l'Anchiornis était composée de 11 plumes primaires et de 10 plumes secondaires. Les plumes primaires de l'Anchiornis indiquaient une capacité aérodynamique inférieure à celle de ses parents ultérieurs. Chez le Microraptor et l'Archéoptéryx, les plumes les plus longues de l'aile antérieure étaient les plus proches de l'extrémité de l'aile, faisant apparaître les ailes comme longues, étroites et pointues. Cependant, chez l'Anchiornis, les plus longues plumes de l'aile étaient ancrées près du poignet, rendant l'aile plus large au milieu et s'effilant près de l'extrémité pour un profil plus arrondi, moins adapté au vol.

L'animal pouvait donc planer, mais probablement pas voler.

Fossiles du Crétacé

Le vol a permis aux oiseaux d'accéder à de nombreux nouveaux habitats, et un rayonnement adaptatif a eu lieu. Nous voyons les résultats de cette évolution rapide dans les fossiles chinois du Crétacé inférieur, qui sont plus variés, et surtout plus avancés, que l'Archéoptéryx. On compte aujourd'hui 31 genres d'oiseaux différents du Crétacé inférieur de Chine. Il est également clair, d'après les plumes de la queue de Confuciusornis (un des fossiles chinois), que certains de ces oiseaux utilisaient déjà des plumes pour la signalisation et l'affichage, tout comme ils le font aujourd'hui. Tout comme la régulation de la chaleur, l'utilisation des plumes pour l'affichage peut être beaucoup plus précoce que le vol. Confuciusornis est le cinquième plus ancien fossile d'oiseau, environ 25 millions d'années après Archaeopteryx. La plupart des dinosaures se sont éteints lors de l'extinction de K/T, à la fin du Crétacé. Les seuls qui ont survécu sont les oiseaux. Les oiseaux ne sont donc pas seulement les descendants des reptiles, mais aussi ceux des dinosaures théropodes. Les oiseaux sont les derniers dinosaures survivants.

Couleur des plumes

Les pigments préservés dans un oiseau fossile de 120 millions d'années ont été révélés grâce aux rayons X. Une équipe a scanné les fossiles magnifiquement préservés de Gansus yumenensis et de Confuciusornis sanctus. Leur étude, publiée dans la revue Science, a révélé l'empreinte chimique des pigments qui teintaient autrefois les plumes de l'ancien oiseau. Le cuivre, métal à l'état de trace, est un marqueur du pigment sombre qu'est l'eumélanine. "La technique des rayons X était si sensible qu'elle a pu montrer que chaque molécule de cuivre détectée était tirée et écrasée dans une forme particulière parce qu'elle était liée à une molécule d'eumélanine".

Des recherches de ce type ont maintenant été répétées plusieurs fois.

Fossile de Sinosauropteryx prima


Le shenzouraptor présente des traces carbonisées de plumes


Fossile de Microraptor gui, trouvé en 2003, montrant les plumes des pattes

Dinobirds

Il s'agit d'un groupement informel de théropodes les plus proches des oiseaux. Ces groupes sont de petits dinosaures. Ils ont certainement des plumes pennées (comme les oiseaux), et donc probablement une régulation de la température. Une des classifications proposées est la suivante :

• Eumaniraptora ou Paraves
• Deinonychosauria
• Troodontidae
• Dromaeosauridae
• Aves

Le plus ancien exemple de dinobird est un troodonte, Anchiornis huxlei, du Jurassique supérieur. Ce spécimen est antérieur de 5 à 10 millions d'années à l'Archéoptéryx, et de 25 à 35 millions d'années à tout autre dinosaure à plumes de sa localisation (province de Liaoning, Chine). Cette espèce avait de longues plumes sur ses membres postérieurs ainsi que sur ses membres antérieurs, et pouvait planer, mais probablement pas voler.

Au moins, cette clade de théropodes avait des plumes bien développées et authentiques avant le premier oiseau connu. Le plumage des autres groupes de théropodes est encore incertain. Un compsognathide, Sinosauropteryx, a des plumes plumées, tout comme Shuvuuia, un autre petit théropode. Apparemment, de nombreux petits théropodes portaient des plumes, dont la fonction était la thermorégulation (pour se tenir au chaud).

Evénement d'extinction

Il est maintenant prouvé que de nombreux groupes d'oiseaux primitifs se sont éteints à la fin du Crétacé (événement d'extinction K/T). C'est à la même époque que les autres dinosaures se sont éteints.

En analysant 24 spécimens, les chercheurs ont identifié 17 espèces, dont sept "oiseaux archaïques" qui n'ont plus été observés après l'extinction massive de K-T. Ces résultats montrent pour la première fois une diversité d'oiseaux archaïques vivants, jusqu'à la fin du Crétacé. Cela signifierait que les oiseaux archaïques se sont éteints brutalement il y a 65 millions d'années, et que les oiseaux modernes doivent descendre de quelques groupes qui ont survécu à l'événement".

Les chercheurs ont daté les fossiles à moins de 300 000 ans de la couche limite à la fin du Crétacé.

Un rapport de mai 2018, paru dans Current Biology, indique que ses auteurs pensent que les oiseaux qui ont survécu à la catastrophe de la fin du Crétacé étaient des Neornithes, Neognathae (Galloanserae + Neoaves). Ils ne vivaient pas dans les arbres et ne pouvaient pas voler loin. Après la destruction mondiale des forêts, il a fallu beaucoup de temps pour que les forêts du monde entier reviennent correctement. Les mêmes conclusions avaient déjà été tirées auparavant, dans un livre de 2017 sur l'évolution des oiseaux .

L'origine des oiseaux modernes

Tous les oiseaux vivants sont des Neornithes, une sous-classe dans la taxonomie traditionnelle. Les Ornithurae sont le groupe naturel composé des oiseaux modernes et de leurs parents éteints. Parmi leurs parents figurent les Ichthyornis et les Hesperornis, ainsi que certains oiseaux du Crétacé chinois. Ils ont tous un pygostyle en forme de charrue, un os à l'extrémité de la queue qui permet aux plumes de la queue de s'étendre et de se rétracter. D'autres groupes d'oiseaux se sont éteints lors de l'extinction de K/T.

Le Gansus est un genre d'oiseaux aquatiques qui vivait au Crétacé inférieur, il y a entre 115 et 105 millions d'années dans l'actuelle province du Gansu, en Chine occidentale. C'est peut-être le plus ancien des Ornithurae connu, selon la définition de ce groupe.

Quelle que soit la définition retenue, tous les oiseaux vivants, y compris des taxons aussi divers que l'autruche, le colibri et l'aigle, descendent d'ornithuriens basaux, dont beaucoup étaient semi-aquatiques. On pense maintenant que tous les oiseaux modernes descendent spécifiquement d'un oiseau semi-aquatique semblable au Gansus. Ainsi, si le Gansus n'est pas nécessairement un ancêtre direct des oiseaux d'aujourd'hui, il est étroitement lié à une espèce aussi ancestrale.

Pages connexes

• Lagerstätte
• Le biote de Jehol