Les Ptérosaures décollaient-ils a 4 pattes ?

L'atterrissage d'un Pterosaure fossilisé ?

Selon Torrice, Michael. (2009). ici dans Science NOW Daily, des traces de pas fossilisées découvertes récemment garderaient la trace de l'atterrissage d'un ptérosaure : 4 empreintes parallèles 2 à 2 et plus fortes suivies d'empreintes de pas alternées de l'animal marchant dans un sol meuble.


Fig 1 : Padin pense qu'un pterosaure a aterri ici et laissé ces quatre traces (1-4) puis a continué à marcher sur cette plage surnommée "Pterosaur Beach." [img] Source Kevin Padian (tracks); Jean-Michel Mazin (illustration). in Torrice, Michael. (2009). A Pterosaur Comes In for a Landing ScienceNOW

Les ptérosaures : une taille défiant à l'imagination...

Les Ptérosaures ont vécu de 220 million à 65 millions d'années, et avaient une taille depuis celle d'un moineau jusqu'à celle d'un petit avion ou un deltaplane, notamment les Ptérodactyles (Cf. fig 2) .

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Figure 2 :Source : Gould, S. J. (1993). Le livre de la vie. Paris: Seuil.p. 171

Ce animaux ont stimulé l'imagination comme peu, même parmi les dinosaures !
Dans les petites nouvelles de Science AAAS(2009) ici, on apprend que certains de ces animaux (Quetzalcoatlus) étaient de la taille d'une jeune girafe et pesaient 70kg soit beaucoup plus que les oiseaux actuels. et que des traces fossilisées indiquaient que ces animaux marchaient à quatre pattes, posant les mains qu'ils ont dans leurs ailes au sol.


Fig 3 : Quetzalcoatlus était aussi grand qu'une jeune girafe. [img ] CREDIT: MARK WITTON

Comment marchaient-ils ?

On avait d'abord pensé qu'ils rampaient - une idée logique pour des reptiles – puis avec de nouvelles données - et l'exemple des oiseaux peut-être - on a imaginé qu'ils marchaient sur 2 pattes; actuellement on pense plutôt qu'ils marchaient sur 4 pattes
Un site de chercheurs sur les ptérosaures pterosaur.net a un article de Mark Witton qui fait le point sur la manière dont au cours des années on a envisagé question :



Fig 4 Comment on a imaginé le déplacement de ces étranges animaux ... un Ptéranodon dessiné rampant dans les années 70, un Dimorphodon dessiné bipède dans les années 1980 et un Pteranodon semi-dressé dans les années 90; enfin Anhanguera dans les années 1980 et 1990. source pterosaur.net

Ils ont aussi une très belle collection d'images de fossiles de ces étranges animaux.

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L'erreur de les imaginer comme des oiseaux...

Si on arrive à peu près à imaginer qu'ils planaient, un peu comme nos deltas profitant des courants ascendants, (cf fig 3) pendant on longtemps on s'est interrogé sur la manière dont ces animaux pouvaient décoller. Quand on voit la difficulté d'un albatros au sol, on imagine mal les ailes immenses de ces ptérosaures battant lamentablement le sol pour tenter de décoller ...
J'ai entendu certains parler de décollage de falaises pour ces animaux, mais le deltiste que je suis n'a pas été convaincu.
Se reposer au sommet n'est possible que dans des conditions de vent favorables et rares. Et ils n'avaient pas les téléphériques et car postaux pour les remonter...


"On a essayé de les interpréter avec comme référence le modèle des oiseaux" qui décollent sur leurs 2 pattes ne battant des ailes, dit le paléontologue David Unwin de l' University of Leicester, U.K.

Comment décollaient-ils ?

Depuis quelques temps des voix s'élèvent pour suggérer que ces organismes décollaient en courant à 4 pattes comme le font certaines chauve-souris actuelles.
Qu'ils aient pu voler e profitant des ascendants est assez bien établi
Livre on-line
Fig 5 :Les pterosaures profitaient des différentes formes de courants ascendants pour voler avec moins d'effort. Source ; Chatterjee, et al. (2004)

Michael Habib du Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland, avait fait des calculs montant qu'un tel décollage quadrupède est plausible. Sur la base de la solidité des os qui révèle la force que les muscles exercent et les charges supportées – et en comparant avec 20 espères d'oiseaux - il conclut que les membres avants très robustes des Ptérosaures ne s'expliquaient pas par le vol seulement mais par une démarche quadrupède et rendaient possible une course d'envol très dynamique.
James Cunningham, un ingénieur spécialiste des mécanismes de vol chez les vertébrés à Collierville, Tennessee pensait déjà que le décollage quadrupède est plausible car ces oiseaux n'ont pas assez de muscles des épaules pour décoller en vol battu après un saut des pattes arrière comme les oiseaux.

Unwin dit que cela permet de prédire comment devraient être les traces de décollage des ptérosaures et donc de vérifier la théorie. Les traces d'atterrissage récemment trouvées vérifient partiellement ces prédictions.

Pterosaur Beach ?

Kevin Padian de l' University of California, Berkeley, et son équipe ont trouvé un indice majeur sur un site entre Bordeaux et Toulouse surnommé "Pterosaur Beach." Ils ont publié dans Proceedings of the Royal Society B.
Au Jurassique, il y a 150 million years ago, c'était un lagon avec des marées légères qui ne devaient guère troubler le sable de la plage. juste ce qu'il faut pour préserver les traces de pas... Parmi de nombreuses traces de Prtérosaures, 4 traces ont attiré leur atention : au lieu d'être alternées, elles étaient cote à côte et les traces des orteils étaient bien plus longues comme si elles avaient glissé dans le sable. Pour les auteurs, cela suggère un atterrissage avec les 2 pattes arrière touchant le sol en même temps et glissant un peu puis les 2 pattes avant. Ensuite l'animal semble s'en être allé en marchant normalement. "C'est un instant du jurassique qui nous est ainsi révélé", dit Padian
Ce seraient donc le signe d'une excellente maîtrise du vol, que de terminer par un décrochage au raz du sol et pratiquement plus de vitesse.

Figure 6 : Certains ptérosaures étaient d'immenses animaux volants. Source [img] Farabee, Michael J. (2006) biobooks On-Line Biology Book

David Unwin un paléontologue de l'University of Leicester in the U.K. dit qu'il aimerait bien le croire mais qu'on ne peut pas encore éliminer l'hypothèse que ce soit des traces de nage au moment ou l'animal arrive à la rive et prend pied sur la tere plus ferme. Padian rétorque que les tracees seraient alors bien plus floues.

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Et en français ?

• L'information a percolé jusque dans la vulgarisation scientifique : Science et Vie Octobre 2009 p. 20 Extraits intranet.pdf

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Ils ne manquaient pas d'air...

Fig 8 : [img] Les sacs aériens sous la peau de Anhanguera santanae's pourraient l'avoir aidé à voler. Credit: Mark Witton

Récemment Fields, Helen.(ici ) rapporte dans ScienceNOW qu'une étude dans PLoS One a révélé combien leur squelette et en particulier leur cage thoracique était compatible avec le vol . Ces animaux disposaient de sacs aériens dans leurs os et d'une cage thoracique qui se soulevait pour ventiler des poumons bien plus efficace que ceux que nous imginions par analogie avec les reptilees . "Quand nous pensons aux reptiles, nous les imaginons rampant sur le sol, plutôt lentement " dit le paleontologue David Unwin de l' University of Leicester UK. "Si on place des ailes sur un lézard ou un crocodile, ils seraient très vite a court d'énergie" car le vol battu est un effort énorme. Les oiseaux maintiennent un afflux d'oxygène suffisant avec leur système de sacs aériens qui permettent un flux à contre-courant du sang beaucoup plus efficace que notre respiration en "sac". Mais il faut se méfier des analogies anatomiques de fossiles avec les animaux actuels dit Jaap Hillenius, un morphologiste functionel au College of Charleston in South Carolina. Il reste sceptique tant qu'on n'en a pas trouvé de vivant. Et ça ne risque pas d'arriver de si tôt !
Tout de même cela fait un indice de plus dans ce sens-là.

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Un chaînon manquant de moins ?

La période est décidément faste pour les ptérosaures - ou en tous cas ceux pour qui s'y intéressent.

Dans une nouvelle de Science ici Berardelli, Phil. (2009) décrit la découverte d'un ptérosaure au nom de Darwinopterus, de la taille d'un corbeau et vieux de 220 millions d'années. On avait jusque-là 2 groupes de ptérosaures sans intermédiaires. Les uns - plus anciens - équipés d'une longue queue et un crane court et des mains aux doigts courts, ressemblaient un peu à des faisans, dit-il. Les plus récents étaient équipés de queues courtes, de longs doigts et de crânes longs.

Darwinopterus, qui est d'environ 160 million d'années, constitue "un intermédiaire parfait entre les 2 groupes, selon le paleontologue Stephen Brusatte du American Museum of Natural History in New York City qui est impliqué dans la découverte.

Fig 10 Un intermédiaire entre 2 groupes de ptérosaures. le crâne de Darwinopterus (encadré) est plus avancé que le reste du corps Credit: Mark Witton, University of Portsmouth; (encadré) Lü Junchang.

Un test de souplesse mentale ?

Décidément l'évolution met à rude épreuve notre souplesse mentale...

Ce que nous savions change, et il faut imaginer si et comment l'enseigner !
Notre capacité à imaginer du nouveau est forcément appuyée sur nos connaissances, qui permettent de comprendre, mais qui peuvent aussi brider l'acceptation des idées très nouvelles car elles remettent en question ces connaissances.
Une connaissance vraiment nouvelle est peu comme un coup de scie dans la branche sur laquelle notre savoir est assis.
Enfin la difficulté à ne pas appliquer la tendance profonde des humains à interpréter comme des intentions cette l'évolution. Difficile de ne pas y projeter de finalité...
Pourquoi des animaux si admirables ont-ils disparu ?

Références

• AAAS(2009) PTEROSAUR LIFTOFFS random samples Volume 323, Number 5912, Issue of 16 January 2009
• Berardelli, Phil. (2009) Flying Reptile Fills an Evolutionary Slot ScienceNOW Daily News 14 October 2009
• Benton, Michael J. (1984)Dinosaur Encyclopedia. Simon Pulse
  
• Chatterjee,Sankar Templin, R. J. . (2004) Posture, locomotion, and paleoecology of pterosaurs
• Farabee, Michael J. (2006) biobooks On-Line Biology Book
  
• Fields, Helen. (2009) Pterosaur Wings With a Rib Cage to Match ScienceNOW Daily News 19 February 2009
• Gould, S. J. (1993). Le livre de la vie. Paris: Seuil.
• Mazin, J.-M., Billon-Bruyat, J.-P., & Padian, K. (2009). First record of a pterosaur landing trackway. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 276(1674), 3881-3886.
  
• Torrice, Michael. (2009). A Pterosaur Comes In for a Landing ScienceNOW Daily News 19 August 2009
• S. Bo. (2009) Science et Vie Octobre 2009 p. 20 Extraits intranet.pdf
• Wilkinson, M. T., Unwin, D. M., & Ellington, C. P. (2006). High lift function of the pteroid bone and forewing of pterosaurs. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 273(1582), 119-126.
  
• Witton, Mark. (2009) From belly-dragging sprawlers to two-legged dynamos and everything in-between: terrestrial locomotion in pterosaurs Pterosaur.net