Les dinosaures sont devenus géants — mais pourquoi n’ont-ils jamais été minuscules ?
Une nouvelle étude publiée dans la revue Evolution par des chercheurs du Musée Américain d’Histoire Naturelle et de l’Université de Princeton soulève une question fascinante sur l’évolution des dinosaures : pourquoi ces créatures n’ont-elles apparemment jamais atteint des tailles extrêmement petites ?
Les résultats de l’étude montrent que l’utilisation de l’énergie et la physiologie peuvent expliquer la diversité des tailles observées chez les mammifères, les oiseaux et les tortues. Cependant, ces mêmes facteurs ne permettent pas d’élucider pourquoi même les plus petits dinosaures, en dehors de la lignée aviaire, restaient relativement grands. Les chercheurs suggèrent que des contraintes écologiques pourraient avoir imposé une limite inférieure à la taille des dinosaures. En particulier, la concurrence avec de petits mammifères pourrait avoir empêché les dinosaures d’occuper des niches de taille comparable à celle des souris ou des moineaux, aujourd’hui occupées par de nombreux vertébrés.
Roger Benson, co-auteur de l’étude et conservateur de la paléobiologie des dinosaures au musée, a déclaré : « Tout le monde adore un dinosaure géant. Mais nous avons décidé de nous intéresser à l’autre extrémité de l’échelle. L’absence de dinosaures minuscules peut être tout aussi intéressante que l’existence de géants. Nous savions déjà que les dinosaures empêchaient les mammifères d’évoluer vers de grandes tailles avant l’extinction massive de la fin du Crétacé. Ici, nous suggérons que les mammifères, à leur tour, ont empêché les dinosaures d’évoluer vers de petites tailles. »
Une limite de taille surprenante chez les dinosaures
La comparaison entre les dinosaures et de nombreux animaux modernes est frappante. Les plus grands dinosaures dépassaient 80 tonnes, tandis que les plus petits connus, en dehors de la lignée des oiseaux, pesaient environ un livre (environ 450 grammes), ce qui est comparable à un gros lapin. En revanche, le colibri, l’oiseau le plus léger au monde, ne pèse que 1,75 gramme, tandis que la musaraigne étrusque, le plus petit mammifère, pèse environ 1,8 gramme. Des reptiles comme le gecko nain pèsent même seulement 0,15 gramme.
Les animaux de petite taille sont également très courants dans les écosystèmes modernes. Environ 75 % des espèces de mammifères vivants et 90 % des espèces d’oiseaux vivants sont plus petits que les plus petits dinosaures connus en dehors de la lignée aviaire.
Stephanie Lechki, auteur principal de l’étude et boursière postdoctorale à l’Université de Princeton, a déclaré : « Les petits animaux dominent les écosystèmes modernes. Si nous voulons comprendre comment la biodiversité actuelle a évolué, nous devons comprendre pourquoi les dinosaures minuscules semblent avoir été absents. »
Des fossiles de dinosaures minuscules pourraient-ils simplement manquer ?
Une possibilité évidente serait que de très petits dinosaures aient existé mais n’aient pas encore été découverts. En effet, les petits animaux sont généralement plus difficiles à trouver dans le registre fossile en raison de la fragilité de leurs os. Cependant, Benson et Lechki soutiennent que cette explication ne correspond pas aux preuves disponibles. Les sites fossiles contenant des dinosaures préservent souvent des animaux de taille beaucoup plus petite, y compris des mammifères, des lézards et des amphibiens.
Les preuves fossiles indiquent que de véritables dinosaures minuscules, en dehors de la lignée aviaire, étaient soit extrêmement rares, soit n’ont peut-être jamais existé.
Des modèles mathématiques pour résoudre le mystère des dinosaures
Pour comprendre ce qui pourrait avoir empêché les dinosaures de devenir plus petits, les chercheurs ont utilisé des modèles mathématiques conçus pour prédire comment la sélection naturelle influence la taille corporelle. Ces modèles prennent en compte des aspects de la physiologie animale liés à l’apport énergétique et à la reproduction. Lorsque les chercheurs ont appliqué ce cadre à différents groupes de vertébrés, il a réussi à reproduire les modèles de taille corporelle observés chez les mammifères, les oiseaux et les tortues. En revanche, il a été moins efficace pour les serpents, les lézards et les crocodiliens.
Les dinosaures posaient un problème encore plus grand. Même en testant une large variété de conditions physiologiques possibles, les modèles n’ont pas pu expliquer pourquoi la plupart des dinosaures, en dehors de la lignée aviaire, étaient considérablement plus grands que prévu. Cela suggère que la taille des dinosaures n’était pas contrôlée uniquement par la physiologie. Des pressions écologiques, y compris la concurrence, la prédation et l’accès à différentes niches écologiques, ont probablement aidé à déterminer la taille minimum que ces dinosaures pouvaient atteindre.
Comment les oiseaux ont échappé à la contrainte de taille des dinosaures
Les résultats pourraient également expliquer un tournant majeur dans l’évolution des vertébrés : l’ascension des oiseaux. Les oiseaux, qui ont évolué à partir des dinosaures, peuvent atteindre des tailles bien inférieures à celles connues pour les dinosaures en dehors de leur lignée. Peu après leur apparition au début du Crétacé, les oiseaux ont évolué vers des tailles corporelles beaucoup plus petites que celles atteintes par tout autre groupe de dinosaures.
Les chercheurs suggèrent que la capacité de voler a transformé les possibilités écologiques disponibles pour les premiers oiseaux. Une fois que les oiseaux ont pu voler, ils ont eu accès à des habitats et à des modes de vie qui étaient inaccessibles à leurs ancêtres dinosaures terrestres. Ce changement a pu leur permettre d’échapper aux forces écologiques qui avaient précédemment empêché les dinosaures d’évoluer vers des tailles corporelles beaucoup plus petites.
Une petite énigme aux grandes implications
Des recherches supplémentaires pourraient aider à clarifier les pressions écologiques qui ont favorisé certaines tailles corporelles tout en en excluant d’autres. Comprendre ces forces pourrait révéler pourquoi les dinosaures ont pu évoluer en certaines des plus grandes espèces animales ayant jamais vécu sur Terre, tout en semblant incapables d’occuper les plus petites classes de taille courantes chez les animaux d’aujourd’hui.
Roger Benson a conclu : « Nous avons cette situation inhabituelle où les ancêtres des dinosaures pouvaient être minuscules. Les descendants vivants des dinosaures — les oiseaux — peuvent être petits. Mais les dinosaures eux-mêmes semblent avoir été interdits d’être minuscules. »
Cette question mérite d’être approfondie pour mieux comprendre la biologie fascinante des dinosaures.
Source : American Museum of Natural History, Princeton University
