Les recherches publiées par la revue Evolution, menées par des scientifiques du Musée américain d’histoire naturelle et de l’Université de Princeton, mettent en lumière l’une des grandes énigmes de l’histoire de l’évolution : pourquoi les dinosaures, connus pour leur grandeur, n’ont pas développé de véritables espèces minuscules, contrairement à leurs descendants aviaires.

L’équipe de chercheurs a utilisé des modèles mathématiques pour analyser l’évolution de la taille des vertébrés. Ils ont observé que, même si des facteurs énergétiques et physiologiques justifiaient la taille des mammifères, des oiseaux et des tortues, ces mêmes facteurs n’expliquaient pas l’absence de dinosaures non aviaires de très petites dimensions. L’hypothèse principale est que la dispute pour les ressources avec les petits mammifères ancestraux aurait pu empêcher l’évolution des dinosaures vers des tailles comparables à celles des rongeurs ou des moineaux, communs dans la faune actuelle.

Roger Benson, co-auteur de l’étude et conservateur de la paléobiologie des dinosaures au Macaulay Museum, a commenté le caractère unique de la découverte : « Même si la fascination pour les dinosaures géants est universelle, nous nous concentrons sur l’autre extrémité du spectre. L’absence de véritables petits dinosaures est aussi intrigante que la présence de géants. des dinosaures plus petits.”

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Les plus gros spécimens de dinosaures pouvaient dépasser 80 tonnes, mais les plus petits dinosaures non aviaires connus pesaient environ 450 grammes, l’équivalent d’un gros lapin. Cette mesure est plus de deux cents fois supérieure à celle du colibri abeille, le plus petit oiseau du monde avec 1,75 gramme, ou de la musaraigne étrusque, le plus petit mammifère avec environ 1,8 gramme. Même le gecko nain, le plus petit reptile, ne pèse que 0,15 gramme.

Les archives fossiles montrent l’absence de petits dinosaures

Environ 75 % des espèces de mammifères et 90 % des espèces d’oiseaux actuellement existantes sont plus petites que les plus petits dinosaures non aviaires jamais identifiés.

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Stephanie Lechki, auteur principal de l’étude et chercheuse postdoctorale à l’Université de Princeton, a noté : « Les écosystèmes contemporains sont principalement occupés par de petits animaux. Pour comprendre l’évolution de la biodiversité actuelle, il est crucial d’étudier pourquoi les minuscules dinosaures n’ont apparemment pas évolué.

Même si l’on pourrait penser que le manque de preuves est dû à la difficulté de trouver des fossiles de petits animaux, dont les os délicats se fossilisent moins fréquemment, Benson et Lechki réfutent cette idée. Ils soulignent que les lits de fossiles contenant des dinosaures préservent souvent des spécimens beaucoup plus petits, comme des mammifères, des lézards et des amphibiens. La présence de dinosaures de la taille d’une souris aurait donc dû être enregistrée aux côtés de ces autres animaux.

Par conséquent, les archives fossiles indiquent que les dinosaures non aviaires de très petite taille étaient rares ou, peut-être, n’ont jamais existé.

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Des facteurs écologiques expliquent la taille limitée des dinosaures

Pour approfondir leurs recherches, les chercheurs ont utilisé des modèles mathématiques qui simulent la façon dont la sélection naturelle influence la taille du corps, en tenant compte de la physiologie de l’assimilation de l’énergie et de la procréation. Ces modèles supposent que les organismes ont tendance à évoluer vers des dimensions qui optimisent la conversion d’énergie lors de la production de progéniture.

La méthodologie a permis de prédire la répartition par taille des mammifères, des oiseaux et des tortues, mais n’a pas pu être appliquée aux serpents, aux lézards et aux crocodiliens. Même en incluant plusieurs variables physiologiques, les modèles n’ont pas pu expliquer pourquoi la plupart des dinosaures non aviaires étaient nettement plus gros que prévu.

Les résultats indiquent que la taille des dinosaures ne peut être attribuée à la seule physiologie. Il est probable que des facteurs écologiques, tels que la compétition pour la nourriture, la prédation et la disponibilité de différentes niches environnementales, aient été décisifs dans la restriction de la taille minimale que pouvaient atteindre les dinosaures non aviaires.

Comment le développement du vol a modifié le paysage évolutif des oiseaux

La recherche apporte également de nouvelles informations sur l’une des transformations les plus frappantes de l’évolution des vertébrés : l’émergence des oiseaux. Bien que descendants directs des dinosaures, les oiseaux contemporains sont nettement plus petits que les plus petits dinosaures non aviaires. Cette réduction de la taille des oiseaux s’est produite rapidement après leur émergence au début du Crétacé.

Les chercheurs ont découvert que cette tendance à réduire la taille des oiseaux n’est pas uniquement justifiée par la physiologie. Ils suggèrent que le développement du vol propulsé a révolutionné les opportunités écologiques pour les lève-tôt. Grâce à la capacité de voler, les oiseaux ont pu transcender les limitations environnementales qui empêchaient leurs ancêtres dinosaures d’évoluer vers des tailles beaucoup plus petites.

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Lechki a expliqué que “le vol permettait d’accéder à de nouvelles formes de vie. En occupant ces nouvelles niches écologiques, les oiseaux ont gagné la liberté de développer des tailles qui n’étaient pas viables pour les autres dinosaures”.

Les recherches futures promettent d’approfondir les connaissances sur les pressions écologiques qui ont influencé la prévalence de certaines tailles corporelles et l’absence d’autres. Benson a conclu : « C’est une situation particulière : les ancêtres des dinosaures auraient pu être petits, tout comme leurs descendants vivants – les oiseaux –. Cependant, les dinosaures eux-mêmes semblent avoir été empêchés d’atteindre ces tailles. Nous n’avons pas encore complètement résolu ce mystère, mais il s’agit d’un domaine vital pour comprendre la fascinante biologie des dinosaures.