La nature, rouge dans les dents et la griffe.

Lorsque Tennyson a publié son poème In Memoriam, il ne savait pas que cette phrase deviendrait si intimement associée au processus de sélection naturelle darwinienne. Cinq petits mots qui évoquent les dures réalités évolutives de la compétition pour la nourriture, ressources et la vie elle-même entre prédateur et proie, le chasseur et le chassé.

Maintenant mes collègues et moi, dirigé par Lida Xing de la China University of Geosciences (Pékin), ont publié des preuves d'un animal chanceux qui s'est échappé - dans ce cas, un dinosaure herbivore de Chine. Notre travail met en évidence comment l'utilisation de la tomographie par rayons X - une technique en développement rapide en imagerie numérique - révolutionne l'étude des archives fossiles.

Notre dinosaure est Lufengosaurus huenei , un sauropode du Jurassique inférieur, qui aurait vécu il y a 200 à 170 millions d'années dans l'actuelle province du Yunnan, Chine. Lufengosaurus était un herbivore, d'environ six mètres de long et pesant un peu moins de deux tonnes.

Lorsque le dinosaure a été fouillé en 1997, il y avait une anomalie pathologique sur l'une des côtes droites de l'animal. Vu de côté, il y a une section concave d'os manquant qui coupe presque la moitié de la côte.

L'approche traditionnelle dans l'étude de la pathologie osseuse est ce qu'on appelle "l'évaluation morphoscopique". Cela implique généralement un grossissement de l'os à faible puissance, mais cela ne ferait qu'imager la surface externe du fossile. Dans le cas de notre côte, la lésion a pénétré profondément dans l'os, donc voir la structure interne était nécessaire pour un diagnostic.

Maintenant, 20 ans après sa découverte initiale, nous avons utilisé la tomodensitométrie à rayons X, ou micro-CT pour faire court, imager les structures profondes de notre dinosaure.

Voir à l'intérieur des fossiles

Tomographie (du grec tomos trancher, et graphiques à écrire) est une technique non invasive qui présente des avantages diagnostiques importants par rapport aux méthodes conventionnelles, permettant de construire des tranches haute résolution et des images 3D des structures internes sans endommager le fossile.

Suite à un micro-scanner, nous avons reconstruit la structure cellulaire de la côte. En coupe transversale, il y avait des preuves claires de changements destructeurs et de nouvelle formation osseuse qui ne pouvaient pas être observés de l'extérieur. Le schéma de ces processus de destruction et de formation des os nous indique que le processus de la maladie était à la fois chronique (à long terme) et actif au moment de la mort de l'animal.

Nous avons diagnostiqué un processus appelé ostéomyélite, qui dans ce cas avait produit un abcès à l'intérieur de l'os. L'ostéomyélite est une infection grave provenant de la moelle osseuse, résultant généralement de l'introduction de bactéries pyogènes (productrices de pus) dans l'os. Les agents pathogènes pénètrent dans l'os par la circulation sanguine, ou par des plaies ouvertes ou des fractures.

Ce n'est que le deuxième cas d'ostéomyélite trouvé chez un dinosaure sauropode dans les archives fossiles. Le seul autre cas provient d'un titanosaure géant d'Argentine qui avait une infection bactérienne de la colonne vertébrale.

Dent et griffe

Dans ce Lufengosaurus nous avons également le premier cas enregistré d'abcès osseux causé par l'ostéomyélite dans les archives fossiles.

Compte tenu de la forme de la lésion, et sa position sur la cage thoracique, nous pensons que l'infection peut avoir été causée par une piqûre causée par une morsure. La forme de larme suggère que le dommage a été produit par une dent ou une griffe, et est conforme aux preuves de traumatismes par morsure de prédateur trouvées ailleurs dans les archives fossiles de dinosaures.

L'infection bactérienne aurait eu un grand impact sur la vie du dinosaure du Yunnan. L'ostéomyélite est connue pour produire de la fièvre, fatigue, nausées et inconfort, et peut envoyer des tracts de bactéries dans le cerveau, accélérer la mort. Nous savons que le dinosaure a survécu pendant un certain temps à cette infection, mais cela peut l'avoir rendu vulnérable à d'autres maladies ou incapable de se débrouiller seul à long terme.

Ce qui est passionnant, c'est que ce cas nous donne la preuve d'une interaction entre un grand dinosaure herbivore (un sauropode) et l'un des prédateurs agressifs vivant à cette époque. Nous n'avons pas seulement des preuves de maladie mais de comportement entre animaux – entre prédateur et proie à cette période profonde de la préhistoire.

On ne sait pas quelle espèce de prédateur a causé la morsure, mais la blessure de l'attaque ratée est une arme fumante. Il est possible que Sinosaure , un prédateur bien connu trouvé dans le Jurassique du Yunnan, aurait pu attaquer Lufengosaurus .

Paléontologie virtuelle

Cette découverte n'a été rendue possible que par l'application de la tomographie aux rayons X (micro-CT). Le premier scanner micro-CT disponible dans le commerce est apparu en 1994, mais ce n'est que dans la dernière décennie qu'il a commencé à être utilisé en paléontologie, en partie à cause du coût de l'équipement. La tomographie nous permet de plus en plus de comprendre des processus tels que les traumatismes et les infections dans les archives fossiles au niveau cellulaire.

Cette technologie a ouvert les archives fossiles, permettant aux paléontologues d'imager et d'analyser la structure profonde des fossiles. Cela a permis des découvertes spectaculaires telles que le premier cancer des hominidés et la première tumeur, le modèle de vol d'Archaeoptryx, ou pour reconstruire un lève-tôt piégé dans l'ambre. Il nous a également permis de corriger des cas historiques d'erreurs de diagnostic pathologique chez les fossiles.

Les scans résultants peuvent être partagés à travers le monde, visualisés et étudiés sans avoir besoin d'accéder directement aux fossiles. Ils peuvent également être imprimés en 3D, à la fois dans leur taille réelle ou à toute autre échelle dont nous avons besoin.

Qui sait quelles découvertes spectaculaires nous attendent grâce à cette technologie, mais il est clair que l'avenir de la recherche paléontologique est virtuel.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.