Des modèles 3D des neuf ichtyosaures analysés par les chercheurs, présentés dans leur contexte évolutif. Crédit :Gutarra et al., 2019)
À l'aide de simulations informatiques et de modèles 3D, Les paléontologues de l'Université de Bristol ont découvert plus de détails sur la façon dont les dragons de mer du Mésozoïque nageaient.
La recherche, publié aujourd'hui dans la revue Actes de la Royal Society B , jette un nouvel éclairage sur leurs besoins énergétiques en nageant, montrant que même les premiers ichtyosaures avaient des formes corporelles bien adaptées pour minimiser la résistance et maximiser le volume, de la même manière que les dauphins modernes.
Les ichthyosaures sont un groupe éteint de reptiles marins qui ont vécu pendant l'ère mésozoïque, il y a environ 248 à 93,9 millions d'années.
Au cours de leur évolution, ils ont considérablement changé de forme, d'avoir étroit, corps en forme de lézard à des corps en forme de poisson plus profilés.
On supposait que le changement de forme du corps les rendait des nageurs plus efficaces, notamment en réduisant la traînée du corps, en d'autres termes, la résistance au mouvement.
S'ils pouvaient produire moins de résistance pour une masse corporelle donnée, ils auraient plus de puissance pour nager, ou nager demanderait moins d'efforts. Ensuite, ils pouvaient nager sur de plus longues distances ou atteindre des vitesses plus rapides.
Susana Gutarra, un doctorat étudiant en paléobiologie à la School of Earth Sciences de l'Université de Bristol, a déclaré:"Pour tester si les corps en forme de poisson aidaient les ichtyosaures à réduire les besoins énergétiques de la natation, nous avons fait des modèles 3-D de plusieurs ichtyosaures différents.
"Nous avons également créé un modèle de grand dauphin, une espèce vivante que l'on peut observer à l'état sauvage, afin que nous puissions tester si la méthode a fonctionné.
Dr Colin Palmer, un expert en hydrodynamique et un collaborateur, a ajouté :« Susana a utilisé des méthodes classiques de la conception de navires pour tester ces anciens reptiles.
"Le logiciel construit un "réservoir d'eau virtuel" où nous pouvons contrôler des variables comme la température, densité et vitesse ou eau, et qui nous permettent de mesurer toutes les forces résultantes.
Simulation informatique de l'écoulement sur les modèles 3D de deux ichtyosaures et d'un grand dauphin. Diagramme de vitesse (à gauche) et coefficient de pression (à droite) pour un ichtyosaure primitif ( Chaohusaurus ), un ichtyosaure dérivé en forme de poisson ( Ophtalmosaure ) et un grand dauphin moderne ( Tursiops ). Crédit :Susana Gutarra, Université de Bristol
"Les ichtyosaures modèles ont été mis dans ce "réservoir", et les conditions d'écoulement du fluide modélisées, de la même manière, les concepteurs de navires testent différentes formes de coque pour minimiser la traînée et améliorer les performances. »
Professeur Mike Benton, également de l'École des sciences de la Terre de Bristol et un collaborateur, a déclaré :« À notre grande surprise, nous avons constaté que les changements drastiques de la forme du corps des ichtyosaures au cours de millions d'années n'ont pas vraiment réduit la traînée.
"Tous avaient des conceptions à faible traînée, et la forme du corps doit avoir changé de long et mince à semblable à un dauphin pour une autre raison. Il semble que la taille du corps comptait aussi."
Susana Gutarra a ajouté :« Les premiers ichtyosaures étaient assez petits, de la taille d'une loutre, et les plus tardifs ont atteint des tailles de 5 à 20 mètres de long.
« Lorsque nous avons mesuré le débit sur différentes formes de corps à différentes tailles, nous avons découvert que les grands corps réduisaient les demandes d'énergie spécifiques à la masse de la nage régulière."
Dr Benjamin Moon, un autre collaborateur de la School of Earth Sciences de Bristol, a déclaré:"Il y a eu un changement dans le style de nage au cours de l'évolution des ichtyosaures. Les ichtyosaures les plus primitifs ont nagé par les ondulations du corps et plus tard, ils ont acquis de larges queues pour nager en battant leur queue (plus efficace pour une nage rapide et soutenue).
Cependant, nous avons constaté que certains ichtyosaures très précoces, Comme Utatsusaurus , aurait pu être bien adapté à la nage d'endurance grâce à leur grande taille, malgré la nage par les ondulations du corps. Nos résultats fournissent un aperçu très intéressant de l'écologie des ichtyosaures."
Susana Gutarra a conclu :« La natation est un phénomène très complexe et certains aspects de celui-ci sont particulièrement difficiles à tester sur des animaux fossiles, comme le mouvement.
"À l'avenir, nous verrons probablement des simulations d'ichtyosaures se déplaçant dans l'eau.
"À l'heure actuelle, simuler les ichtyosaures en position de plané statique, nous permet de centrer notre étude sur la morphologie, minimisant nos hypothèses sur leur mouvement et nous permettent également de comparer un échantillon relativement important de modèles."
