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Le régime des ammonites (28/2/2011)
Kruta I., Landman N., Rouget I., Cecca F. and Tafforeau P., 2011. The role of ammonites in the Mesozoic marine food web revealed by jaw preservation. Science 331(6013): 70-72
Apparues au Dévonien, il y a 407 Ma, les ammonites forment un groupe de mollusques céphalopodes très prisé par les amateurs de fossiles. Durant 340 Ma, elles se sont diversifiées, souvent de manière très rapide, constituant un sujet d'étude également privilégié par les paléontologues, notamment pour la biostratigraphie. Leur groupe s'est éteint il y a 65 Ma, lors de la crise Crétacé-Tertiaire. On les compare souvent au nautile, bien qu'elles soient plus proches des calmars et des pieuvres. Grâce au synchrotron, une équipe a pu obtenir des images très nettes de l'appareil buccal de Baculites (un genre à la coquille droite), ammonites du Crétacé supérieur des Etats-Unis. Celui-ci est composé de 2 mâchoires et d'une radula chitineuses. Chez l'un des spécimens, les restes de son dernier repas ont également pu être identifiés : des morceaux d'isopode (un groupe de Crustacés, comprenant notamment les cloportes) et la coquille larvaire d'un gastéropode benthique (la larve était pélagique par contre). Ces proies nageaient dans la colonne d'eau, prenant part au plancton. Les chercheurs se sont intéressés à la morphologie des pièces buccales, les comparant avec celles de mollusques actuels, afin d'apporter des précisions quant au régime alimentaire, encore peu connu, des ammonites. En effet, on a longtemps inféré un mode de vie proche de celui des nautiles, qui sont des carnassiers et des charognards. Les mâchoires de Baculites étaient cependant trop fragiles et trop peu abîmées pour avoir mordu et dépecé de grosses proies. Au contraire, elles sont semblables à celles des mollusques actuels se nourrissant de proies petites ou molles. La morphologie de l'appareil buccal et les fragments de proie impliquent que Baculites se nourrissait de plancton; ces ammonites n'auraient d'ailleurs pas été capables de dépecer et d'ingérer des proies plus importantes.
Reconstruction d'une partie de l'appareil buccal de Baculites (spécimen AMNH 66253); la radula est en jaune, le fragment d'isopode en bleu, et la coquille larvaire de gastéropode en mauve (Figure issue de Kruta et al., 2011)
Leur diversification peut ainsi être corrélée à celle du plancton au cours du Jurassique inférieur. De même, lorsque ce dernier fut sévèrement touché lors de la crise Crétacé-Tertiaire, les ammonites se sont éteintes. Le fait que toutes les ammonites aient disparu il y a 65 Ma, y compris les carnivores, alors que les nautiles qui avaient un mode de vie semblable ont survécu, n'est pas encore compris. Il est possible que les larves d'ammonites étant plus petites que celles de nautiles, elles dépendaient plus du plancton lors des premiers stades de vie. Le déclin abrupt du plancton les aurait ainsi plus durement touchées, éradiquant le groupe.
Les plus vieux embryons de dinosaures (27/1/2011)
Reisz R.R., Evans D.C., Sues H.-S. and Scott D., 2010. Embryonic skeletal anatomy of the sauropodomorph dinosaur Massospondylus from the Lower Jurassic of South Africa. Journal of Vertebrate Paleontology 30(6): 1653-1665
En 1976, James W. Kitching collecte en Afrique du Sud dans des roches du Jurassique inférieur (190 Ma) un bloc contenant 10 oeufs, dont plus de la moitié sont intacts. Ceux-ci contenaient les squelettes d'embryons d'un sauropodomorphe du nom de Massospondylus. Ce sont les plus anciens embryons de vertébrés terrestres connus à ce jour. En préparant ce nid de manière plus minutieuse, les paléontologues ont découvert 2 squelettes presque complets d'embryons; les autres oeufs sont trop incomplets ou avaient déjà éclos. Des traces des membranes entourant les embryons ont pu être mises en évidence. L'anneau sclérotique est parfaitement préservé, tandis que les dents sont absentes. Au vu de la taille et de l'ossification des embryons, ceux-ci étaient à un stade proche de l'éclosion. De nombreux fragments de coquille ont été découverts durant la préparation, suggérant que un des oeufs au moins avait déjà éclos. La tête des bébés était proportionnellement large, typique de l'effet mignon. Les pattes antérieures des jeunes Massospondylus étaient longues, proportionnellement plus que chez l'adulte; les paléontologues en concluent que les jeunes étaient quadrupèdes, tandis que les adultes étaient bipèdes.
Embryon de Massospondylus carinatus. Les zones blanchâtres représentent la coquille. Spécimen BP/1/5347A-1 (Figure issue de Reisz et al., 2010)
Koreanosaurus, un dinosaure fouisseur de Corée (3/11/2010)
Huh M., Lee D.-G., Kim J.-K., Lim J.-D. and Godefroit P., 2010. A new basal ornithopod dinosaur from the Upper Cretaceous of South Korea. Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie Abhandlungen (preprint)
La côte de la Corée du Sud recèle de nombreux gisements du Crétacé, mais la majorité d'entre eux ne contiennent que des nids et des oeufs de sauropodes et d'ornithopodes ou sont des pistes d'empreintes. Pour la première fois, des ossements et un squelette presque complet de dinosaure ont été découverts dans ce pays. Ces fossiles datent du Campanien (83-70 Ma) et appartiennent à un ornithischien. Baptisé Koreanosaurus boseongensis, ce nouveau dinosaure herbivore est connu par un squelette post-crânien presque complet, retrouvé dans 2 blocs séparés de 1,5 m, et par quelques os isolés. Ce dinosaure est caractérisé par des vertèbres cervicales allongées, des bras longs et massifs, et des pattes postérieures proportionnellement courtes. L'omoplate et le coracoïde sont fusionnés, et les muscles de l'épaule étaient puissants. Ces caractères suggèrent que Koreanosaurus était un animal capable de creuser; on peut comparer ses membres à ceux des taupes et du tamandua. Il serait également proche d'Oryctodromeus, qui était très probablement un animal fouisseur, et qui a été retrouvé dans le même type de terrains, au fond d'un terrier. L'étude des sols indique un climat semi-aride et une disponibilité en eau saisonnière. Retrouver un squelette articulé et en 3 dimensions est rare dans les paléosols, cela implique que l'individu ait été enterré très rapidement après sa mort, voire qu'il ait été enterré vivant. Cependant aucune trace de terrier n'a été retrouvée sur le site ni alentours; mais ces structures peuvent être très difficiles à distinguer sur le terrain.
Holotype de Koreanosaurus boseongensis. Il s'agit de la moitié antérieure du corps; on distingue bien le cou et la cage thoracique, les omoplates et la patte antérieure gauche. Spécimen KDRC-BB2 (Figure issue de Huh et al., 2010)
Koreanosaurus semble proche de certains ornithopodes basaux du Crétacé du Montana : Zephyrosaurus, Orodromeus et Oryctodromeus. Contrairement à eux, il serait quadrupède, comme le suggèrent la robustesse de ses pattes antérieures et ses courtes pattes postérieures. Les paléontologues pensent désormais de plus en plus que ces 4 genres de dinosaures auraient pu être spécialisés pour creuser et vivre dans des terriers.
Des êtres multicellulaires vieux de 2,1 milliards d'années (28/10/2010)
El Albani A., Bengston S., Canfield D.E., Bekker A., Macchiarelli R., Mazurier A., Hammarlund E.U., Boulvais P., Dupuy J.-J., Fontaine C., Fürsich F.T., Gauthier-Lafaye F., Janvier P., Javaux E., Ossa Ossa F., Pierson-Wickmann A.-C., Riboulleau A., Sardini P., Vachard D., Whitehouse M. and Meunier A., 2010. Large colonial organisms with coordinated growth in oxygenated environments 2.1 Gyr ago. Nature 466: 100-104
On estime que la vie est apparue sur Terre il y a 3,4 milliards d'années, mais elle s'est longtemps cantonnée à des formes unicellulaires. Les Eucaryotes ne seraient apparus qu'un milliard d'années plus tard, et on pensait qu'ils n'auraient formé des organismes pluricellulaires qu'il y a 600 Ma seulement. Or des fossiles datant de 2,1 milliards d'années ont été découverts au Gabon, et selon les chercheurs ils seraient les plus anciennes traces d'êtres multicellulaires; la multicellularité prend un coup de vieux de 1,5 milliard d'années ! Ces fossiles, au nombre de 250, mesurent entre 1 et 12 cm de long pour moins d'1 cm d'épaisseur, et ressemblent à des galettes ou des losanges, aux bords plissés et lobés. Ils sont interprétés comme étant des organismes coloniaux hautement organisés, avec une signalisation de cellule à cellule et des réponses coordonnées. Les analyses géochimiques suggèrent que les sédiments se sont déposés dans une colonne d'eau oxygénée. Le milieu correspond à la zone marine d'un delta, d'environ 20 à 30 mètres de profondeur, calme mais soumise à l'action des marées et des tempêtes.
Les isotopes de carbone et de soufre indiquent que les objets découverts par El Albani et al. sont bien d'origine biologique, et qu'ils ont été pyritisés lors de leur fossilisation. Un nodule de pyrite, formé plus tard, est présent au centre des spécimens les plus grands. Bien que des colonies de cyanobactéries puissent aussi former des structures similaires à ces fossiles, atteignant également des tailles de 15 cm, les auteurs privilégient l'hypothèse d'un organisme eucaryotique pluricellulaire. En effet les structures bactériennes ne sont pas tout à fait organisée de la même manière et sont inconnues dans le registre fossile. De plus, des traces de stérane, signalant une présence eucaryote, ont été détectées dans les roches. Il faudra cependant mener des études approfondies sur ces stéranes, car ils peuvent migrer dans des roches plus anciennes et auraient pu contaminer les échantillons de la faune gabonaise.
Un exemplaire des fossiles découverts au Gabon, et qui a été passé au microtomographe à rayons X; a) photo du fossile, b) rendu du volume en semi-transparence, c) section transverse, d) section longitudinale au milieu du spécimen. Les échelles sont de 5 mm (Figure issue de El Albani et al., 2010)
Les fossiles du Gabon sont plus jeune de 200 Ma que l'augmentation significative du taux d'oxygène dans l'atmosphère (le "Great Oxidation Event") il y a 2,45-2,32 milliards d'années. Cet évènement est dû au fait que l'oxygène, produit par la photosynthèse, n'était plus capté par la matière organique et le fer dissous, qui étaient alors saturés; l'O2 en excès a donc commencé à enrichir l'atmosphère, provoquant un bouleversement environnemental sans précédent. Les êtres multicellulaires sont plus grands que les unicellulaires, mais ils nécessitent en contrepartie des niveaux plus élevés en oxygène pour ceux qui pratiquent la respiration aérobie. Ce serait donc le Great Oxidation Event qui a permis l'apparition des Eucaryotes et de la multicellularité. C'est un événement similaire qui a mené à l'explosion cambrienne il y a 600 Ma. Dans les deux cas, le schéma est le suivant : après une période glaciaire, le climat se réchauffe enfin, le taux d'oxygène présent dans l'atmosphère augmente, et il est suivi de bouleversements écologiques, d'innovations, avant que le taux d'oxygène ne chute à nouveau. Le passage à la multicellularité est une étape importante dans l'évolution de la vie sur notre planète, et on estime qu'il s'est produit plus d'une dizaine de fois, dans des groupes variés. On pense que cette étape a pu arriver aussi souvent car la machinerie moléculaire nécessaire à la coordination cellulaire est un aspect partagé par tous les organismes vivants. Les fossiles découverts au Gabon serait une des premières formes basiques de multicellularité.
Vidéos montrant quelques-uns des fossiles passés au microtomographe; la structure interne est visible en transparence.
Un dinosaure carnivore doté de "poils" et d'un "aileron de requin" (21/9/2010)
Ortega F., Escaso F. and Sanz J.L., 2010. A bizarre, humped Carcharodontosauria (Theropoda) from the Lower Cretaceous of Spain. Nature 467: 203-206
Un nouveau et étrange dinosaure a été découvert dans un gisement du Crétacé inférieur, au coeur de l’Espagne. Baptisé Concavenator corcovatus, ce théropode de 6 mètres de long est un Carcharodontosauridae basal. Après Neovenator, c’est le deuxième carcharodontosaure découvert en Europe, alors que ce groupe était surtout connu au Gondwana durant le Crétacé supérieur. Par chance, diverses impressions de la peau ont été préservées, nous permettant de visualiser notamment les coussinets plantaires, les fourreaux cornés des griffes, et les écailles polygonales sur différentes parties du corps. La diversité des écailles présentes chez Concavenator est similaire à celle exhibée par les oiseaux actuels.
Reconstitution hypothétique de Concavenator corcovatus (Figure issue de Ortega et al., 2010; © R. Martín)
Concavenator possède deux caractères très inhabituels; le premier est une bosse au niveau du bassin, formée par les épines neurales des vertèbres. Ce type de structure est généralement interprété comme soutenant des organes pour la thermorégulation, pour stocker des réserves de graisse, ou simplement pour la parade, mais la bosse très particulière de Concavenator n’a nul autre pareil et sa fonction est inconnue à ce jour. Le deuxième caractère bizarre est une série de protubérances sur l’ulna. Les paléontologues qui ont étudié Concavenator pensent que ces traces sont dues à l’attache de structures tégumentaires, car elles ressemblent à celles qui marquent l’attachement des rémiges à l’aile chez les oiseaux modernes. Dans ce cas, Concavenator n’exhibait sans doute pas des plumes, mais plutôt des filaments courts et rigides, homologues aux plumes des oiseaux. Si c’est bien le cas, cela signifie que ce type de structures était plus largement répandu chez les dinosaures carnivores que ce que l’on pensait. De même, Concavenator montre que la combinaison d’écailles et d’appendices différents existait déjà il y a 130 Ma chez les grands théropodes, alors qu’on la retrouve toujours chez les oiseaux aujourd'hui.
Torosaurus était un vieux Tricératops (19/9/2010)
Scannella J.B. and Horner J.R., 2010. Torosaurus Marsh, 1891, is Triceratops Marsh, 1889 (Ceratopsidae: Chasmosaurinae): Synonymy through ontogeny. Journal of Vertebrate Paleontology 30(4): 1157-1168
Des paléontologues américains ont mis en évidence le fait que 2 genres de dinosaures que l'on pensait bien distincts sont en réalité le même animal à des âges différents. Scannella et Horner se sont penchés sur les collections de crânes appartenant au célèbre Triceratops et au Torosaurus. En étudiant les spécimens, plus d'une trentaine, qui appartenaient visiblement à des individus représentant diverses catégories d'âge, ils se sont rendus compte que Triceratops est en fait un jeune 'Torosaurus' ! Ce dernier possède en effet comme seule différence par rapport à Triceratops une collerette aux larges fenestrations. Les changements majeurs de morphologie (ouverture des fenêtres pariétales et allongements du squamosal) se produisaient rapidement et assez tard dans l'ontogénie de Triceratops, menant à la morphologie caractéristique de 'Torosaurus'. Bien que Triceratops soit toujours présenté avec une collerette courte et épaisse, certaines régions de celle-ci devenaient plus fines lorsque l'animal vieillissait, en même temps qu'elle s'allongeait, menant aux fenestrations typiques des autres Chasmosaurinae. La résorption se déroulait à la fois sur les faces dorsale et ventrale, et l'os pariétal montre de nombreux signes de remodelage. L'examen des tissus osseux concorde avec cette hypothèse. En rangeant les crânes dans un ordre allant du plus jeune au plus vieux, la transition apparaît clairement grâce aux formes intermédiaires.
Illustration des changements survenant à la collerette de Triceratops , particulièrement concernant l'allongement du squamosal, depuis le stade nouveau-né (A) jusqu'au stade adulte (J et K sont des 'Torosaurus') (Figure issue de Scannella & Horner, 2010)
Ces animaux ont été découverts dans des provinces proches et des sédiments du même âge. Fait troublant, les seuls crânes de 'Torosaurus' connus étaient rares et représentaient des individus matures. Nous savons désormais que les jeunes étaient en réalité bien présents : c'est la cohorte de spécimens de Triceratops connus depuis le stade nouveau-né jusqu'à celui qu'on pensait adulte. Cela démontre, une fois encore, que les jeunes dinosaures n'étaient pas simplement une réplique en miniature des adultes; leur crâne changeait radicallement lors de la maturation comme cela a déjà été montré chez les Pachycephalosauridae et les Tyrannosauridae. Et même chez des individus ayant presque atteint le stade adulte, des changements importants pouvaient encore se manifester. Scannella & Horner supposent que l'ornementation crânienne servait à la communication intraspécifique. Le fait que la majorité des crânes de Triceratops récoltés appartenaient à des individus pas tout à fait matures suggère que soit la mortalité était élevée avant que la maturité complète soit atteinte, soit que les adultes vivaient dans un autre environnement que les immatures.
Puisque Triceratops a été décrit avant Torosaurus, c'est le nom du premier qui est conservé, ou autrement dit on considère que c'est 'Torosaurus' qui est le synonyme de Triceratops.
La vie serait-elle apparue au sein du mica ? (6/9/2010)
Hansma H.G., 2010. Possible origin of life between mica sheets. Journal of Theoretical Biology 266: 175-188
Cet article a été précédemment publié sur Paléonews.
Helen Hansma vient de proposer une nouvelle théorie concernant la manière dont les premières cellules ont pu apparaître sur Terre. Selon elle, les feuilles de mica sont un catalyseur idéal. Le mica est un minéral formé principalement de silicates d'aluminium et de potassium. C'est un matériau à structure feuilletée, transparent et à l'éclat métallique. Ce minéral est abondant, et les gisements les plus importants à l'heure actuelle se situent en Afrique, en Amérique du Sud, en Inde, en Chine et en Amérique du Nord.
D'après Hansma, c'est le mica qui a permis la polymérisation des premières molécules telles que les protéines ou les acides nucléiques. Les feuillets de mica, épais de 1 nm, fournissent un environnement où l'entropie est faible et où une multitude de compartiments permettent une évolution séparée, tandis que les connexions permettaient aux molécules de former de nouvelles combinaisons. Les propriétés des feuillets de mica ont formé un environnement particulier dans lequel les molécules ont pu être synthétisées et évoluer. Ce minéral peut aussi abriter des glucides et aurait fonctionné comme une cellule prébiotique avant que les cellules ne soient fermées par des membranes. Il aurait ainsi éviter la dispersion et la destruction de ces molécules. Les flux d'eau à travers le mica ont pu favoriser les cycles de polymérisation (en présence d'eau) et d'hydrolyse (en son absence), tout en assurant un apport en nouvelles molécules.
Cristal de mica de type muscovite (© Barry Marsh SOES)
Le mica a aussi pu fournir l'énergie mécanique nécessaire à la polymérisation de molécules telles que les protéines et les acides nucléiques. En s'écartant les feuillets cassaient les molécules, et en se rapprochant les écrasaient et les assemblaient par des liens covalents. Ce travail a deux origines possibles : soit par les mouvements de l'eau lors des cycles de sécheresse-humidification, soit par les changements de température lors des cycles jour-nuit. Cette énergie est renouvelable infiniment et a pu être utilisée pour former des liens, changer la conformation des polymères, et diviser les proto-cellules.
Une observation en faveur de l'hypothèse du mica est que les groupes phosphates de l'ARN et de l'ADN sont espacés de 0,5 nm, comme les charges négatives du minéral. De plus nos cellules sont riches en ions potassium, tout comme le mica. Selon Hansma, le mica fournit un environnement plus grand et plus stable que les argiles, milieu qui était jusqu'à présent considéré comme le berceau de la vie.
Schéma illustrant l'hypothèse du mica à l'origine de la vie; les traits verts représentent les feuillets de mica, les objets gris représentent respectivement de bas en haut des polymères organiques, des agrégats de matériel organique et des vésicules (Figure issue de Hansma, 2010)
Balaur, un dromaeosaure roumain bizarroïde (6/9/2010)
Csiki Z., Vremir M., Brusatte S.L. and Norell M.A., 2010. An aberrant island-dwelling theropod dinosaur from the Late Cretaceous of Romania. PNAS Early edition
Au Crétacé supérieur, l'Europe était formée d'une multitude d'îles et profitait d'un climat chaud. La faune de ces îles était particulière, aux traits archaïques, souvent de petite taille, et parfois aberrante, répondant au principe de l'évolution insulaire. Jusqu'à présent, les dinosaures herbivores, tortues, lézards, crocodiles, et mammifères découverts étaient en effet de petite taille et formaient des groupes endémiques et primitifs comparés à leurs contemporains vivant sur d'autres continents. Les paléontologues viennent de décrire un nouveau genre de dinosaure carnivore qui vivait en Roumanie il y a 65 Ma. Balaur bondoc était un petit dromaeosaure à la silhouette trapue, proche du célèbre Velociraptor. Contrairement à la faune typique du bassin de Hateg (Roumanie), il n'était pas plus petit ou archaïque que ses contemporains. Sa découverte indique aux paléontologues qu'il existait encore des échanges entre l'Europe et l'Asie au Crétacé supérieur.
Balaur possédait une série de caractères particuliers : les os de la main étaient fusionnés en un "carpométacarpe" et le doigt III était atrophié. Le pubis et l'ischion ont subi une inversion, les plaçant dans une position quasi parallèle à l'ilion; le muscle fémoral était large et puissant. Les os de la patte postérieure avaient également fusionnés, formant un membre optimisé pour la force, au détriment de la vitesse à la course. Le doigt I du pied, au lieu d'être réduit comme chez les autres théropodes, était aussi large que le II, et portait comme celui-ci une griffe raptoriale. Balaur possédait donc au total 4 griffes surdéveloppées au pied. Ses ossements ont la particularité de présenter une surface étonnament sculptée, caractère présent sur d'autres ossements de théropodes du Bassin de Hateg, mais pas chez d'autres vertébrés découverts à cet endroit. Les paléontologues ignorent encore si cet aspect est lié à l'âge de l'individu, particulier à un groupe de théropodes, ou dépendant des conditions environnementales.
Reconstitution de la silhouette et ossements découverts du nouveau dromaeosaure Balaur bondoc (Figure issue de Csiki et al., 2010)
Balaur bondoc démontre une fois de plus que les faunes insulaires sont souvent aberrantes, évoluant rapidement dans ce milieu particulier. Dans son cas, il ne s'agit cepandant ni de nanisme, ni de caractères primitifs. L'endémisme des îles européennes du Crétacé supérieur était donc le résultat à la fois de transformations morphologiques importantes et de la survivance de lignées anciennes et archaïques.
