Une équipe internationale de scientifiques dirigée par l'Université du Witwatersrand en Afrique du Sud a produit des reproductions très détaillées des crânes de certains des plus anciens embryons de dinosaures connus en 3D, en utilisant des techniques synchrotron puissantes et non destructives à l'ESRF, le Synchrotron Européen en France. Ils ont découvert que les crânes se développent dans le même ordre que ceux des crocodiles d'aujourd'hui, poulets, tortues et lézards. Les résultats sont publiés aujourd'hui dans Rapports scientifiques .

Les scientifiques ont publié les reconstructions en 3D des crânes embryonnaires d'environ 2 cm de long dans Rapports scientifiques . Les embryons, trouvé en 1976 dans le parc national des Golden Gate Highlands (province de l'État libre, Afrique du Sud) appartiennent au dinosaure emblématique d'Afrique du Sud, Massospondylus carinatus, un herbivore de 5 mètres de long qui a niché dans la région de l'État libre il y a 200 millions d'années.

L'utilité scientifique des embryons était auparavant limitée par leur nature extrêmement fragile et leur petite taille. En 2015, les scientifiques Kimi Chapelle et Jonah Choinière de l'Université de Witwatersrand les ont amenés au Synchrotron Européen (ESRF) à Grenoble, France pour la numérisation. A l'ESRF, un anneau d'électrons de 844 mètres voyageant à la vitesse de la lumière émet des faisceaux de rayons X de haute puissance qui peuvent être utilisés pour balayer la matière de manière non destructive, y compris les fossiles. Les embryons ont été scannés à un niveau de détail sans précédent, à la résolution d'une cellule osseuse individuelle.

Avec ces données en main, et après près de trois ans de traitement de données au laboratoire Wits, l'équipe a pu reconstruire un modèle 3D du crâne de bébé dinosaure. "Aucun tomodensitomètre de laboratoire au monde ne peut générer ce genre de données, " a déclaré Vincent Fernandez, l'un des co-auteurs et scientifique du Natural History Museum de Londres (Royaume-Uni). "Ce n'est qu'avec une immense installation comme l'ESRF que nous pouvons débloquer le potentiel caché de nos fossiles les plus passionnants. Cette recherche est un excellent exemple de collaboration mondiale entre l'Europe et la South African National Research Foundation, " il ajoute.

Jusqu'à maintenant, on croyait que les embryons dans ces œufs étaient morts juste avant l'éclosion. Cependant, pendant l'étude, l'auteur principal Chapelle a remarqué des similitudes avec les embryons en développement de parents dinosaures vivants (crocodiles, poulets, tortues, et lézards). En comparant quels os du crâne étaient présents à différents stades de leur développement embryonnaire, Chapelle et ses co-auteurs ont démontré que les embryons de Massospondylus étaient en réalité beaucoup plus jeunes qu'on ne le pensait auparavant et n'étaient qu'à 60 % pendant leur période d'incubation.

L'équipe a également découvert que chaque embryon avait deux types de dents préservées dans ses mâchoires en développement. Un ensemble était composé de dents triangulaires très simples qui auraient été résorbées ou tombées avant l'éclosion, tout comme les geckos et les crocodiles aujourd'hui. La deuxième série était très similaire à celles des adultes, et seraient ceux avec lesquels les embryons ont éclos. "J'ai été vraiment surpris de découvrir que ces embryons n'avaient pas seulement des dents, mais avait deux types de dents. Les dents sont si petites; ils vont de 0,4 à 0,7 mm de large. C'est plus petit que la pointe d'un cure-dent, " dit Chapelle.

Les chercheurs ont conclu que les dinosaures se sont développés dans l'œuf tout comme leurs parents reptiliens, dont le modèle de développement embryonnaire n'a pas changé depuis 200 millions d'années. "C'est incroyable qu'en plus de 250 millions d'années d'évolution des reptiles, la façon dont le crâne se développe dans l'œuf reste plus ou moins la même. Va pour montrer - vous ne plaisantez pas avec une bonne chose, " dit Jonas Choinière, professeur à l'Université de Witwatersrand et également co-auteur de l'étude.