A la fin du Crétacé, il y a plus de 65 millions d'années, des oiseaux appartenant à des centaines d'espèces différentes volaient autour des dinosaures et à travers les forêts aussi abondamment qu'ils volent aujourd'hui dans nos bois et nos champs.

Mais après le cataclysme qui a anéanti la plupart des dinosaures, il ne restait qu'un seul groupe d'oiseaux :les ancêtres des oiseaux que nous voyons aujourd'hui. Pourquoi une seule famille a-t-elle survécu à l'extinction de masse ?

Un fossile nouvellement décrit de l'un de ces groupes d'oiseaux éteints, cousins ​​des oiseaux d'aujourd'hui, approfondit ce mystère.

Le fossile vieux de 75 millions d'années, d'un oiseau de la taille d'un urubu, est le squelette le plus complet découvert en Amérique du Nord de ce qu'on appelle enantiornithines (prononcé en-an-tea-or'-neth-eens), ou des oiseaux opposés. Découvert dans la région de Grand Staircase-Escalante de l'Utah en 1992 par l'Université de Californie, Berkeley, paléontologue Howard Hutchison, le fossile était relativement intact au musée de paléontologie de l'Université de Californie à Berkeley jusqu'à ce que la doctorante Jessie Atterholt l'apprenne en 2009 et lui demande de l'étudier.

Atterholt et Hutchison ont collaboré avec Jingmai O'Conner, le plus grand spécialiste des énantionithines, pour effectuer une analyse détaillée du fossile. Sur la base de leur étude, les énantiornithines de la fin du Crétacé étaient les égaux aérodynamiques des ancêtres des oiseaux d'aujourd'hui, capable de voler avec force et agilité.

"Nous savons que les oiseaux du Crétacé inférieur, il y a environ 115 à 130 millions d'années, étaient capables de voler mais probablement pas aussi bien adaptés que les oiseaux modernes, " dit Atterholt, qui est maintenant professeur adjoint et instructeur d'anatomie humaine à la Western University of Health Sciences à Pomona, Californie. "Ce que montre ce nouveau fossile, c'est que les énantiornithines, bien que totalement séparé des oiseaux modernes, évolué certaines des mêmes adaptations pour très raffiné, styles de vol avancés."

Le sternum ou le sternum du fossile, où s'attachent les muscles du vol, est plus carénée que les autres énantionithines, impliquant un muscle plus gros et un vol plus fort, plus semblable aux oiseaux modernes. Le triangle est plus en forme de V, comme le triangle des oiseaux modernes et contrairement au triangle en forme de U des anciens oiseaux et de leurs ancêtres dinosaures. Le triangle ou furcula est flexible et stocke l'énergie libérée lors du coup d'aile.

Si les énantiornithines du Crétacé supérieur étaient aussi avancés que les oiseaux modernes, cependant, pourquoi sont-ils morts avec les dinosaures alors que les ancêtres des oiseaux modernes ne sont pas morts ?

"Cet oiseau particulier a environ 75 millions d'années, environ 10 millions d'années avant la mort, " Atterholt a dit. " L'une des choses vraiment intéressantes et mystérieuses à propos des énantionithines est que nous les trouvons dans tout le Crétacé, depuis environ 100 millions d'années d'existence, et ils ont eu beaucoup de succès. On trouve leurs fossiles sur tous les continents, dans le monde entier, et leurs fossiles sont très, très commun, dans de nombreux domaines plus communs que le groupe qui a conduit aux oiseaux modernes. Et pourtant, les oiseaux modernes ont survécu à l'extinction tandis que les énantiornithines s'éteignent."

Une hypothèse récemment proposée soutient que les énantiornithines étaient principalement des habitants des forêts, de sorte que lorsque les forêts sont parties en fumée après la frappe d'astéroïdes qui a marqué la fin du Crétacé - et la fin des dinosaures non aviaires - les énantiornithines ont également disparu. De nombreux enantiornithines ont de fortes griffes recourbées idéales pour se percher et peut-être grimper, elle a dit.

"Je pense que c'est une hypothèse vraiment intéressante et la meilleure explication que j'ai entendue jusqu'à présent, " Atterholt a déclaré. "Mais nous devons faire des études vraiment rigoureuses sur l'écologie des énantionithines, parce qu'en ce moment, cette partie du puzzle est un peu agitée."

Atterholt, Hutchison et O'Connor, qui est à l'Institut de paléontologie et de paléoanthropologie des vertébrés à Pékin, Chine, a publié aujourd'hui une analyse du fossile dans la revue en libre accès PairJ .

Les dinosaures théropodes sont devenus des oiseaux

Tous les oiseaux ont évolué à partir de théropodes à plumes - les dinosaures à deux pattes comme le T. rex - il y a environ 150 millions d'années, et développé en de nombreuses lignées au Crétacé, entre 146 et 65 millions d'années.

Hutchison a déclaré qu'il avait rencontré le fossile érodé du sol dans les badlands accidentés de la formation Kaiparowits dans le monument national Grand Staircase-Escalante dans le comté de Garfield, Utah, juste à l'intérieur des limites du monument récemment réduit. Ayant déjà trouvé des fossiles d'oiseaux, il l'a reconnu comme une énantionithine du Crétacé supérieur, et un rare à cela. La plupart des oiseaux des Amériques datent de la fin du Crétacé (il y a 100 à 66 millions d'années) et ne sont connus que d'un seul os de pied, souvent le métatarse. Ce fossile était presque complet, il ne manque que sa tête.

« En 1992, Je cherchais principalement des tortues, " dit Hutchison. " Mais je ramasse tout parce que je m'intéresse à la faune totale. Les autres animaux avec lesquels ils se produisent m'en disent plus sur l'habitat."

Selon Hutchison, la zone où le fossile a été trouvé date d'entre 77 et 75 millions d'années et était probablement un delta majeur, comme le delta du Mississippi, tropical et boisé avec beaucoup de dinosaures mais aussi des crocodiles, alligators, tortues et poissons.

Contrairement à la plupart des fossiles d'oiseaux trouvés en dehors de l'Amérique, en particulier ceux de Chine, le fossile n'a pas été écrasé à plat. L'oiseau classique du Crétacé inférieur, Archéoptéryx, a été aplati en grès, qui a conservé une belle panoplie de plumes et la disposition squelettique. Enantiornithines chinoises, principalement du début du Crétacé, sont tout aussi beaux et écrasés plus plats qu'une crêpe.

"D'une part, c'est génial, vous obtenez le squelette complet la plupart du temps, vous obtenez une préservation des tissus mous, y compris les plumes. Mais cela signifie aussi que tout est écrasé et déformé, " dit-elle. " Non pas que nos fossiles aient une déformation nulle, mais globalement la plupart des os ont une très belle conservation tridimensionnelle, et juste vraiment, vraiment super détail. Nous voyons des endroits où les muscles et les tendons s'attachent, toutes sortes de choses intéressantes pour les anatomistes."

Une fois que Hutchison a préparé les fossiles et les a placés dans la collection du musée de paléontologie de l'UC, ils ont attiré l'attention de quelques paléontologues en herbe et confirmés, mais personne n'a terminé une analyse.

"Ce truc est légendaire. Les gens de la communauté de paléontologie des vertébrés connaissent cette chose depuis toujours, et il s'est juste passé que tous ceux qui étaient censés y travailler étaient trop occupés et c'est tombé au bord du chemin et n'est tout simplement jamais arrivé, " Atterholt a déclaré. "J'ai été honoré et incroyablement excité quand Howard a dit que je pouvais prendre en charge le projet. J'étais sur la lune."

Son analyse a montré qu'à la fin du Crétacé, enantiornithines had evolved advanced adaptations for flying independent of today's birds. En réalité, they looked quite similar to modern birds:they were fully feathered and flew by flapping their wings like modern birds. The fossilized bird probably had teeth in the front of its beak and claws on its wings as well as feet. Some enantiornithines had prominent tail feathers that may have differed between male and female and been used for sexual display.

"It is quite likely that, if you saw one in real life and just glanced at it, you wouldn't be able to distinguish it from a modern bird, " Atterholt said.

This fossil bird is also among the largest North American birds from the Cretaceous; most were the size of chickadees or crows.

"What is most exciting, cependant, are large patches on the forearm bones. These rough patches are quill knobs, and in modern birds they anchor the wing feathers to the skeleton to help strengthen them for active flight. This is the first discovery of quill knobs in any enantiornithine bird, which tells us that it was a very strong flier."

Atterholt and her colleagues named the species Mirarce eatoni (meer-ark'-ee ee-tow'-nee). Mirarce combines the Latin word for wonderful, which pays homage to "the incredible, detailed, three-dimensional preservation of the fossil, " she said, with the mythical Greek character Arce, the winged messenger of the Titans. The species name honors Jeffrey Eaton, a paleontologist who for decades has worked on fossils from the Kaiparowits Formation. Eaton first enticed Hutchison to the area in search of turtles, and they were the first to report fossils from the area some 30 years ago.

Thousands of such fossils from the rocks of the Kaiparowits Formation, many of them dinosaurs, contributed to the establishment of the Grand Staircase-Escalante National Monument in 1996.

"This area contains one of the best Cretaceous fossil records in the entire world, underscoring the critical importance of protecting and preserving these parts of our natural heritage, " Atterholt said. "Reducing the size of the protected area puts some of our nation's most valuable natural and scientific resources at risk."