Rhamphohynchus - l'une des 75 espèces de ptérosaures étudiées par les chercheurs Crédit :Mark Witton
Les ptérodactyles et autres reptiles ailés apparentés qui vivaient aux côtés des dinosaures ont régulièrement amélioré leur capacité à voler pour devenir les maîtres mortels du ciel au cours de millions d'années.
Une nouvelle étude publiée dans la revue La nature a montré que les ptérosaures - un groupe de créatures qui sont devenus les premiers vertébrés volants de la Terre - ont évolué pour améliorer leurs performances de vol au cours de leurs 150 millions d'années d'existence, avant qu'ils ne disparaissent en même temps que les dinosaures il y a 66 millions d'années.
Des scientifiques des universités de Reading, Lincoln et Bristol ont mené l'étude la plus détaillée à ce jour sur la façon dont les animaux évoluent pour devenir mieux adaptés à leur environnement au fil du temps. Ils ont combiné les archives fossiles avec un nouveau modèle de vol basé sur les oiseaux vivants d'aujourd'hui pour mesurer leur efficacité de vol et combler les lacunes dans notre connaissance de leur histoire évolutive.
Cela a permis aux scientifiques de suivre l'évolution progressive des ptérosaures et de démontrer qu'ils sont devenus deux fois plus doués pour voler au cours de leur histoire. Il a également montré que leur évolution était causée par de petites améliorations constantes sur une longue période, plutôt que des sursauts évolutifs soudains comme cela avait été suggéré précédemment.
Professeur Chris Venditti, biologiste de l'évolution à l'Université de Reading et auteur principal de l'étude, financé par le Leverhulme Trust, mentionné, "Les ptérosaures étaient un groupe diversifié de lézards ailés, avec certains de la taille de moineaux et d'autres avec l'envergure d'un avion léger. Les fans du film Jurassic World auront vu une dramatisation à quel point ces créatures auraient été énormes et mortelles. Leur régime alimentaire se composait principalement d'autres animaux, des insectes aux plus petits dinosaures.
"Malgré leur éventuelle prouesse dans les airs étant bien connue, la question de savoir si les ptérosaures sont devenus meilleurs en vol et si cela leur a donné un avantage sur leurs ancêtres a intrigué les scientifiques pendant des décennies. Il existe de nombreux exemples de la façon dont la sélection naturelle fonctionne sur des échelles de temps relativement courtes, mais jusqu'à présent, il a été très difficile de démontrer si les plantes ou les animaux s'adaptent pour devenir plus efficaces sur une longue période.
"Notre nouvelle méthode nous a permis d'étudier l'évolution à long terme d'une manière complètement nouvelle, et répondez enfin à cette question en comparant les créatures à différents stades de leur séquence évolutive sur plusieurs millions d'années."
Cimoliopterus - l'une des 75 espèces de ptérosaures étudiées par les chercheurs. Crédit :Mark Witton
Les ptérosaures ont évolué à partir d'animaux terrestres et sont apparus pour la première fois comme volants au début de la période du Trias, il y a environ 245 millions d'années. Les premiers fossiles datent de 25 millions d'années plus tard.
Les scientifiques ont surveillé les changements dans l'efficacité du vol des ptérosaures en utilisant des fossiles pour mesurer leur envergure et la taille de leur corps à différents stades. Leur nouveau modèle basé sur des oiseaux vivants a été appliqué aux données de 75 espèces de ptérosaures, qui a montré que les ptérosaures se sont progressivement améliorés pour voler au cours de millions d'années.
Les modèles ont montré que les ptérosaures adaptaient la forme et la taille de leur corps pour utiliser 50 % moins d'énergie lorsqu'ils survolaient leur histoire de 150 millions d'années. Ils ont montré que la masse des créatures augmentait de 10 fois, certains finissent par peser plus de 300 kg.
La nouvelle méthode a également révélé qu'un groupe de ptérosaures, les azhdarchoïdes, était une exception à la règle. Les scientifiques ne sont pas d'accord sur la qualité du vol de ces animaux, mais la nouvelle étude a montré qu'ils ne se sont pas améliorés tout au long de leur existence.
La taille agrandie des azhdarchoïdes a semblé fournir leur avantage de survie à la place, avec un animal, Quetzlcoatlus, atteignant la hauteur d'une girafe.
Dr Joanna Baker, biologiste évolutionniste et co-auteur de l'Université de Reading a déclaré :« C'est une preuve unique que, bien que ces animaux soient des pilotes compétents, ils ont probablement passé une grande partie de leur temps sur le terrain. Un vol très efficace ne leur offrait probablement pas beaucoup d'avantages, et notre découverte qu'ils avaient des ailes plus petites pour leur taille corporelle est conforme aux preuves fossiles de leur dépendance réduite au vol. »
Professeur Stuart Humphries, biophysicien et auteur de l'Université de Lincoln a commenté, "L'une des rares choses qui n'ont pas changé au cours des 300 derniers millions d'années sont les lois de la physique, Il a donc été formidable d'utiliser ces lois pour comprendre l'évolution du vol chez ces animaux étonnants. »
Le professeur Mike Benton de l'Université de Bristol a déclaré :"Jusque récemment, les paléontologues pourraient décrire l'anatomie des créatures à partir de leurs fossiles et déterminer leurs fonctions. C'est vraiment excitant maintenant de pouvoir calculer l'efficacité opérationnelle d'animaux disparus, puis de les comparer à travers leur évolution pour voir comment l'efficacité a changé. Nous n'avons pas seulement à regarder les fossiles avec étonnement, mais peut vraiment comprendre ce qu'ils nous disent."
