Les disques intervertébraux relient les vertèbres et donnent à la colonne vertébrale sa mobilité. Le disque est constitué d'un anneau fibreux cartilagineux et d'un noyau gélatineux servant de tampon. On a toujours supposé que seuls les humains et les autres mammifères possédaient des disques. Une fausse idée, comme l'a découvert une équipe de recherche sous la direction de l'Université de Bonn :même le Tyrannosaurus rex aurait pu souffrir d'une hernie discale. Les résultats sont maintenant publiés dans la revue Rapports scientifiques .

Les serpents et autres reptiles actuels n'ont pas de disques intervertébraux; au lieu, leurs vertèbres sont reliées par des articulations dites à rotule. Ici, la surface d'extrémité en forme de boule d'une vertèbre s'adapte dans un creux en forme de coupe de la vertèbre adjacente, semblable à une articulation de la hanche humaine. Entre les deux, il y a du cartilage et du liquide synovial pour garder l'articulation mobile. Cette construction évolutive est bonne pour les reptiles d'aujourd'hui, parce qu'il empêche le disque glissé redouté, qui est causée par des parties du disque glissant dans le canal rachidien.

"J'ai eu du mal à croire que les anciens reptiles n'avaient pas de disques intervertébraux, " dit la paléontologue Dr. Tanja Wintrich de la section Paléontologie de l'Institut des géosciences de l'Université de Bonn. Elle a remarqué que les vertèbres de la plupart des dinosaures et des anciens reptiles marins ressemblent beaucoup à celles des humains, c'est-à-dire ils n'ont pas de joints à rotule. Elle s'est donc demandé si les reptiles éteints avaient des disques intervertébraux, mais les avait « remplacés » par des joints à rotule au cours de l'évolution.

Comparaison des vertèbres de dinosaures avec des animaux encore vivants aujourd'hui

À cette fin, l'équipe de chercheurs dirigée par Tanja Wintrich et avec la participation de l'Université de Cologne et de la TU Bergakademie Freiberg ainsi que des chercheurs du Canada et de la Russie ont examiné un total de 19 dinosaures différents, d'autres reptiles disparus, et des animaux encore vivants aujourd'hui. Les chercheurs ont conclu que les disques intervertébraux ne se produisent pas seulement chez les mammifères. Pour ces enquêtes, les vertèbres encore connectées ont été analysées par différentes méthodes.

Étonnamment, Le Dr Wintrich a maintenant également pu démontrer que des restes de cartilage et même d'autres parties du disque intervertébral sont presque toujours conservés dans de tels spécimens anciens, y compris les reptiles marins comme les ichtyosaures et les dinosaures comme le tyrannosaure. Elle a ensuite retracé l'évolution des tissus mous entre les vertèbres le long de l'arbre généalogique des animaux terrestres, qui, il y a 310 millions d'années, s'est divisé en la lignée des mammifères et la lignée des dinosaures et des oiseaux.

Les disques intervertébraux ont émergé plusieurs fois au cours de l'évolution

On ignorait auparavant que les disques intervertébraux sont une caractéristique très ancienne. Les résultats montrent également que les disques intervertébraux ont évolué plusieurs fois au cours de l'évolution chez différents animaux, et ont probablement été remplacés par des joints à rotule à deux reprises chez les reptiles. "La raison pour laquelle le disque intervertébral a été remplacé pourrait être qu'il est plus susceptible d'être endommagé qu'un joint à rotule, " dit le Dr Wintrich. Néanmoins, les mammifères ont toujours conservé des disques intervertébraux, répétant le modèle familier qu'ils sont plutôt limités dans leur flexibilité évolutive. "Cette idée est également au cœur de la compréhension médicale des humains. Le corps humain n'est pas parfait, et ses maladies reflètent notre longue histoire évolutive, " ajoute le paléontologue Prof. Dr. Martin Sander de l'Université de Bonn.

En termes de méthodes de recherche, l'équipe s'est inspirée non seulement de la paléontologie, mais aussi sur l'anatomie médicale, biologie du développement et zoologie. Sous le microscope, les os de dinosaures coupés avec une scie à roche puis broyés très finement fournissent des informations comparables aux coupes histologiques de tissus fixés et incrustés d'animaux existants. Cela permet de combler les longues périodes d'évolution et d'identifier les processus de développement. Le professeur Sander remarque :« Il est vraiment étonnant que le cartilage de l'articulation et apparemment même le disque lui-même puissent survivre pendant des centaines de millions d'années.

Dr Winrich, qui travaille maintenant à l'Institut d'anatomie de l'Université de Bonn, se réjouit de la coopération entre les domaines qui a rendu possible cette compréhension interdisciplinaire en premier lieu :« Nous avons constaté que même le Tyrannosaurus rex n'était pas protégé contre les hernies discales. Seuls les dinosaures prédateurs ressemblant à des oiseaux ont ensuite développé des articulations à rotule et des articulations de selle, encore vu chez les oiseaux d'aujourd'hui. De même, de telles articulations à rotule étaient un avantage décisif pour la stabilité de la colonne vertébrale des plus grands dinosaures, les dinosaures au long cou.

Ce pont entre la paléontologie et la médecine est déterminant en Allemagne. L'anatomiste Prof. Dr. Karl Schilling de l'Université de Bonn, qui n'a pas participé à la nouvelle étude, rapporte :« Aux États-Unis, en revanche, les chercheurs sur les dinosaures et les biologistes de l'évolution sont souvent étroitement impliqués dans la formation médicale, surtout en anatomie et en embryologie. Cela donne aux jeunes médecins une perspective qui devient de plus en plus importante dans un environnement en évolution rapide. »