Samedi-sciences (134): la troisième voie des dinosaures

Tyrannosaurus rex © myfavoritedinosaur.com Tyrannosaurus rex © myfavoritedinosaur.com

On a d'abord décrit les dinosaures comme des géants à sang froid, avant que certains chercheurs lancent l'idée, initialement quelque peu hérétique, de dinosaures à sang chaud. Une équipe américaine vient de proposer une troisième solution: ni chauds ni froids, les dinosaures auraient pu être « mésothermes », comme les thons et les requins actuels.

La controverse oppose les paléontologues depuis un demi-siècle:  les dinosaures étaient-ils « ectothermes », comme les lézards et les serpents actuels, qui règlent leur température corporelle en utilisant la chaleur extérieure, par exemple en se mettant au soleil ? Ou bien étaient-ils endothermes comme les oiseaux et les mammifères, qui produisent eux-mêmes leur chaleur corporelle et règlent leur température selon un thermostat interne ?

L’idée que l’on se fait des dinosaures dépend fortement de la réponse à cette question : les animaux « à sang froid » ont un métabolisme plus lent que les homéothermes, qui sont plus dynamiques et ont une croissance plus rapide. On s’est longtemps représenté les dinosaures comme des créatures léthargiques, vivant au ralenti ; mais à partir des années 1990, l’analyse de la croissance des os fossiles, effectuée notamment par le paléontologue français Armand de Ricqlès, ont suggéré au contraire que les dinosaures avaient un métabolisme similaire à celui des oiseaux et des mammifères.

Les dinosaures avaient un métabolisme intermédiaire entre celui des crocodiles et celui des mammifères actuels © Grady/Science/Greg Harris Les dinosaures avaient un métabolisme intermédiaire entre celui des crocodiles et celui des mammifères actuels © Grady/Science/Greg Harris

Selon une nouvelle recherche dirigée par John Grady, biologiste à l’université du Nouveau-Mexique (Albuquerque), les dinosaures n’étaient ni de gros lézards endormis, ni des animaux a haute énergie, mais suivaient une « troisième voie ». Leur métabolisme était intermédiaire, se rapprochant de celui des thons ou des échidnés, qui peuvent élever leur température interne mais sans la maintenir à un niveau constant comme le font les mammifères.

« Nos résultats suggèrent que l’opposition moderne entre endotherme et ectotherme est trop simplificatrice », écriventGrady et ses collègues dans la revue Science du 13 juin.

Comment les chercheurs sont-ils parvenus à cette réponse de Normand ? Ils ont analysé la relation entre le taux de croissance des animaux et leur métabolisme. A cette fin, ils ont rassemblé les données sur le rythme de croissance de 381 espèces animales, vivantes ou éteintes, dont 21 espèces de dinosaures (notamment le tyrannosaure et l’apatosaure, géant herbivore qui atteignait 21 mètres de long et pesait 30 tonnes). Toutes les catégories de dinosaures sont représentées dans l’échantillon.

Grady et ses collègues ont également compilé des données sur le métabolisme des animaux (pour les dinosaures, le taux métabolique au repos a été estimé à partir du rythme de croissance, lui-même évalué méthodes indirectes comme le comptages des anneaux de croissance sur les os fossiles).

Des études antérieures concluaient à une relation simple entre le rythme de croissance et le métabolisme : plus un animal dépense d’énergie, plus rapide est sa croissance et plus grande est sa taille. Cette analyse conduit à supposer que les dinosaures étaient endothermes. Mais l’endothermie est très coûteuse énergétiquement pour un animal de grande taille, et les géants de la préhistoire auraient dû absorber d’énormes quantités de nourriture pour maintenir leur température : un Tyrannosaurus rex endotherme « serait probablement mort de faim », note Grady.

L’étude de Grady, qui prend en compte un plus grand nombre de données que les précédentes, montrent que les espèces ne se répartissent pas en deux groupes (« sang chaud » et « sang froid »), mais en trois. La plupart des espèces sont soit des  endothermes à haute énergie et à croissance rapide, soit des ectothermes qui ont au contraire une croissance et un métabolisme lent. Mais un troisième groupe rassemble une poignée d’espèces actuelles, comme les requins, les thons ou les tortues géantes. Ces animaux sont « mésothermes », ils produisent une certaine chaleur mais sans maintenir constante leur température corporelle. Par exemple, les thons peuvent avoir une température supérieure de 20°C à celle de l’eau environnante, mais quand ils plongent dans des eaux plus froides, ils laissent leur température baisser.

D’après les calculs de Grady et de ses collègues, les taux de croissance et de métabolisme des dinosaures les placent clairement dans le groupe des mésothermes. Cette position intermédiaire aurait pu permettre aux dinosaures d’atteindre des tailles de géants à un moindre coût énergétique. Selon Grady, la mésothermie a pu fournir aux dinosaures un atout important pour occuper la plus grande partie de la planète. En effet, comparés aux autres reptiles, ils étaient plus rapides et pouvaient sans doute battre un crocodile à la course. Et cela sans les besoins énergétiques considérables qu’aurait eu un mammifère de taille équivalente. De plus le climat de la Terre était dans l’ensemble plus chaud à l’époque des dinosaures qu’aujourd’hui, de sorte qu’un animal pouvait être assez dynamique sans qu’il soit lui nécessaire d’être un endotherme accompli comme les mammifères actuels.

Grady estime que les dinosaures ont ainsi pu prendre le dessus sur les reptiles ectothermes et léthargiques, tout en occupant les principales niches écologiques. Ils auraient ainsi empêché les petits mammifères, plus gourmands en énergie, de les concurrencer en taille. En somme, la troisième voie des dinosaures aurait assuré leur succès. Jusqu’à ce que la chute d’un astéroïde bouleverse ce bel équilibre et mette fin à la domination des géants du Jurassique.

 

 

 

 

 

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