L'arbre généalogique classique des dinosaures a deux subdivisions des premiers dinosaures à sa base :les Ornithischiens, ou des dinosaures à hanche d'oiseau, qui incluent les derniers Triceratops et Stegosaurus; et les saurischiens, ou des dinosaures à hanches de lézard, comme le Brontosaure et le Tyrannosaure.

En 2017, cependant, cette vision classique de l'évolution des dinosaures a été remise en question par la preuve que les dinosaures à hanche de lézard ont peut-être évolué en premier, une découverte qui a radicalement réorganisé les premières branches principales de l'arbre généalogique des dinosaures.

Aujourd'hui géochronologue du MIT, avec des paléontologues d'Argentine et du Brésil, a trouvé des preuves pour soutenir la vision classique de l'évolution des dinosaures. Les résultats de l'équipe sont publiés aujourd'hui dans la revue Rapports scientifiques .

L'équipe a réanalysé les fossiles de Pisanosaurus, un petit dinosaure bipède qui est considéré comme le premier ornithiscien conservé dans les archives fossiles. Les chercheurs ont déterminé que l'herbivore à hanches d'oiseau remonte à 229 millions d'années, qui est également à peu près à l'époque où les premiers saurischiens à hanches de lézard seraient apparus.

Le nouveau timing suggère que les ornithisciens et les saurischiens sont apparus pour la première fois et ont divergé d'un ancêtre commun à peu près au même moment, soutenant la vision classique de l'évolution des dinosaures.

Les chercheurs ont également daté des roches de la Formation d'Ischigualasto, une unité de roche sédimentaire stratifiée en Argentine qui est connue pour avoir conservé une abondance de fossiles des tout premiers dinosaures. Sur la base de ces fossiles et d'autres à travers l'Amérique du Sud, les scientifiques pensent que les dinosaures sont apparus pour la première fois sur le continent sud, qui à l'époque était fusionné avec le supercontinent de la Pangée. On pense alors que les premiers dinosaures ont divergé et se sont déployés à travers le monde.

Cependant, dans la nouvelle étude, les chercheurs ont déterminé que la période au cours de laquelle la formation d'Ischigualasto a été déposée chevauche la période d'un autre dépôt géologique important en Amérique du Nord, connue sous le nom de Formation de Chinle.

Les couches moyennes de la formation de Chinle dans le sud-ouest des États-Unis contiennent des fossiles de diverses faunes, y compris les dinosaures qui semblent être plus évolués que les premiers dinosaures. Les couches inférieures de cette formation, cependant, manque de preuves fossiles d'animaux d'aucune sorte, sans parler des premiers dinosaures. Cela suggère que les conditions au sein de cette fenêtre géologique ont empêché la préservation de toute forme de vie, y compris les premiers dinosaures, s'ils marchaient dans cette région particulière du monde.

« Si les formations de Chinle et d'Ischigualasto se chevauchent dans le temps, alors les premiers dinosaures n'ont peut-être pas d'abord évolué en Amérique du Sud, mais a peut-être également parcouru l'Amérique du Nord à la même époque, " dit Jahandar Ramezani, chercheur au Département de la Terre du MIT, Atmosphérique, et sciences planétaires, qui a co-écrit l'étude. "Ces cousins ​​du nord n'ont peut-être tout simplement pas été préservés."

Les autres chercheurs de l'étude sont la première auteure Julia Desojo du Musée de l'Université nationale de La Plata, et une équipe de paléontologues d'institutions à travers l'Argentine et le Brésil.

"Suivant les pas"

Les premiers fossiles de dinosaures trouvés dans la formation d'Ischigualasto sont concentrés dans ce qui est maintenant un parc provincial protégé connu sous le nom de « Vallée de la Lune » dans la province de San Juan. La formation géologique s'étend également au-delà du parc, mais avec moins de fossiles des premiers dinosaures. Ramezani et ses collègues ont plutôt cherché à étudier l'un des affleurements accessibles des mêmes roches, à l'extérieur du parc.

Ils se sont concentrés sur Hoyada del Cerro Las Lajas, un affleurement moins étudié de la Formation d'Ischigualasto, dans la province de La Rioja, qu'une autre équipe de paléontologues a explorée dans les années 1960.

"Notre groupe a mis la main sur certaines des notes de terrain et des fossiles excavés de ces premiers paléontologues, et pensé que nous devrions suivre leurs traces pour voir ce que nous pourrions apprendre, " dit Desojo.

Plus de quatre expéditions entre 2013 et 2019, l'équipe a collecté des fossiles et des roches de différentes couches de l'affleurement de Las Lajas, dont plus de 100 nouveaux spécimens fossiles, bien qu'aucun de ces fossiles ne soit de dinosaure. Néanmoins, ils ont analysé les fossiles et ont trouvé qu'ils étaient comparables, dans les deux espèces et l'âge relatif, aux fossiles de non-dinosaures trouvés dans la région du parc de la même formation d'Ischigualasto. Ils ont également découvert que la formation d'Ischigualasto à Las Lajas était significativement plus épaisse et beaucoup plus complète que les affleurements du parc. Cela leur a donné l'assurance que les couches géologiques des deux emplacements se sont déposées pendant le même intervalle de temps critique.

Ramezani a ensuite analysé des échantillons de cendres volcaniques prélevés dans plusieurs couches des affleurements de Las Lajas. Les cendres volcaniques contiennent du zircon, un minéral qu'il a séparé du reste du sédiment, et mesuré pour les isotopes de l'uranium et du plomb, dont les rapports donnent l'âge du minéral.

Avec cette technique de haute précision, Ramezani a daté des échantillons du haut et du bas de l'affleurement, et trouvé que les couches sédimentaires, et tous les fossiles conservés à l'intérieur, ont été déposés il y a entre 230 millions et 221 millions d'années. Étant donné que l'équipe a déterminé que les roches stratifiées de Las Lajas et du parc correspondent à la fois aux espèces et au calendrier relatif, ils pourraient aussi maintenant déterminer l'âge exact des affleurements les plus riches en fossiles du parc.

De plus, cette fenêtre chevauche significativement l'intervalle de temps pendant lequel les sédiments se sont déposés, des milliers de kilomètres vers le nord, dans la Formation de Chinlé.

"Pendant de nombreuses années, les gens pensaient que les formations de Chinle et d'Ischigualasto ne se chevauchaient pas, et sur la base de cette hypothèse, ils ont développé un modèle d'évolution diachrone, ce qui signifie que les premiers dinosaures sont apparus en premier en Amérique du Sud, puis s'est étendu à d'autres parties du monde, y compris l'Amérique du Nord, " dit Ramezani. " Nous avons maintenant étudié les deux formations en profondeur, et a montré que l'évolution diachrone n'est pas vraiment basée sur une géologie solide."

Un arbre de famille, conservé

Des décennies avant que Ramezani et ses collègues ne partent pour Las Lajas, d'autres paléontologues avaient exploré la région et déterré de nombreux fossiles, y compris les restes de Pisanosaurus mertii, un petit, encadré de lumière, herbivore terrestre. Les fossiles sont maintenant conservés dans un musée argentin, et les scientifiques se sont demandé s'il s'agissait d'un vrai dinosaure appartenant au groupe ornithiscien, ou un " dinosauromorphe basal" - une sorte de pré-dinosaure, avec des fonctionnalités qui sont presque, mais pas tout à fait complètement, dinosaure.

"Les dinosaures que nous voyons au Jurassique et au Crétacé sont très évolués, et ceux que nous pouvons bien identifier, mais à la fin du Trias, ils se ressemblaient tous beaucoup, il est donc très difficile de les distinguer les uns des autres, et des dinosauromorphes basaux, ", explique Ramezani.

Son collaborateur Max Langer de l'Université de São Paulo au Brésil a minutieusement réanalysé le fossile de Pisanosaurus conservé au musée, et conclu, sur la base de certaines caractéristiques anatomiques clés, qu'il s'agit bien d'un dinosaure—et qui plus est, qu'il s'agit du plus ancien spécimen d'Ornithiscien conservé. Sur la base de la datation de l'affleurement par Ramezani et de l'interprétation de Pisanosaurus, les chercheurs ont conclu que les premiers dinosaures à hanches d'oiseaux sont apparus il y a environ 229 millions d'années, à peu près en même temps que leurs homologues à hanches de lézards.

"Nous pouvons maintenant dire que les premiers Ornithisciens sont apparus pour la première fois dans les archives fossiles à peu près à la même époque que les Saurischiens, donc nous ne devrions pas jeter l'arbre généalogique conventionnel, " dit Ramezani. " Il y a tous ces débats sur l'endroit où les dinosaures sont apparus, comment ils se sont diversifiés, à quoi ressemblait l'arbre généalogique. Beaucoup de ces questions sont liées à la géochronologie, donc nous avons besoin de vraiment bon, contraintes d'âge robustes pour aider à répondre à ces questions."