Le monstre préhistorique était végétarien


L’oiseau préhistorique géant Gastornis était en fait un paisible herbivore, a découvert Delphine Angst, doctorante en paléontologie. 

C’est une très vieille controverse que Delphine Angst a tranché début 2014. Une controverse préhistorique : les successeurs des dinosaures, des oiseaux géants appelés Gastornis, étaient-ils carnivores ou herbivores ? Pour répondre à cette question, Delphine Angst, doctorante au Laboratoire Terre Planètes Environnement de l’Université Claude Bernard Lyon 1, a enquêté en croisant trois démarches : la méthode paléontologique “classique”’, la géochimie et l’imagerie 3D. “C’est ce côté investigation qui m’a menée à la paléontologie”, raconte la jeune chercheuse. “J’aime le raisonnement scientifique qu’il faut mettre en oeuvre pour réussir à raconter l’histoire d’un objet que l’on a découvert.” Verdict : l’oiseau Gastornis était herbivore, comme l’indiquent les résultats qu’elle a publié en février 2014 dans la revue Naturwissenschaften.

Une controverse de presque 30 ans

Pour comprendre les enjeux de sa découverte, un petit retour en arrière est nécessaire. Il y a environ 66 millions d’années, la Terre a connu une crise écologique majeure : l’extinction Crétacé-Tertiaire, ou Crétacé-Paléogène selon une dénomination plus récente. Pour une raison qui fait encore débat (chute de météorite ? explosion volcanique ?), l’atmosphère terrestre s’est obscurcie et refroidie, conduisant à la disparition d’une grande partie des plantes et phytoplanctons puis à la déstabilisation complète de la chaîne alimentaire. Environ la moitié des espèces animales existantes a disparu au cours de cet événement, dont les dinosaures.

L’extinction des dinosaures a laissé vacantes de nombreuses niches écologiques. Dans les premiers temps après la crise du Cétacé-Paléogène, le seul animal de grande taille vivant en Europe était le Gastornis, un volatile colossal : jusqu’à deux mètres pour plus de cent kilos. “Dans les années 1990, deux études américaines ont conclu l’une que Gastornis était herbivore, l’autre qu’il était carnivore, à partir de la même méthodologie. Et on était bloqués depuis, sans que personne ne puisse trancher. Le petit côté défi m’a bien plu”, sourit Delphine Angst.

 

Delphine Angst, doctorante au Laboratoire Terre Planètes Environnement de l’Université Claude Bernard Lyon 1, prélève un échantillon sur un tarsométatarse de Gastornis.

Delphine Angst, doctorante au Laboratoire Terre Planètes Environnement de l’Université Claude Bernard Lyon 1, prélève un échantillon sur un tarsométatarse de Gastornis.

 

Paléo et méthodes high-tech

En paléontologie, la méthode classique est comparative : on cherche à extrapoler la fonction d’un membre à partir de sa forme, en comparant la morphologie du fossile à celle d’espèces contemporaines observables dans leur milieu naturel. “Une telle approche est difficile avec Gastornis car il a un bec très étrange, qui ne ressemble à rien de connu. Il a donc fallu diversifier les approches. J’adore appliquer des méthodes high-tech pour faire parler des fossiles qui seraient restés muets il y a encore cinquante ans !

Pour établir le régime alimentaire d’un animal, plusieurs pistes sont exploitables. D’abord, la mâchoire : les oiseaux carnivores se servent de la pointe du bec et de la force du cou pour arracher des lambeaux de chair, tandis que les herbivores utilisent la force de morsure de leurs mâchoires pour broyer et découper les végétaux. “J’ai travaillé à partir d’une mandibule, et employé un logiciel utilisé  par exemple pour tester la résistance des ponts. Il permet d’obtenir un modèle 3D manipulable, pour simuler ce qui se passer quand on applique une force à un endroit donné.” Le résultat dépend de la rigueur des informations saisies (positionnement des muscles, caractéristiques physiques et mécaniques de la mâchoire), mais aussi de l’équilibre entre précision et faisabilité technique : “Multiplier les données, c’est multiplier les risques d’erreur… et le temps de traitement par le logiciel. On découpe le modèle en tout petits polygones et chaque point bougé fait bouger tous les autres. Concrètement, je bougeais mon modèle et j’allais me servir un café !

La méthode carbone

Une autre méthode d’investigation a été l’analyse géochimique du carbone. Le carbone 12 et le carbone 13 contenus dans la nourriture se retrouve dans les os, à des taux variables selon le régime alimentaire. Chez les oiseaux carnivores, il existe une différence de 8 ‰ entre le taux de carbone 13 des aliments consommés et celui des os. Chez les herbivores, il est de 13 ‰ :  “Nous avons déterminé nous-mêmes ces paramètres à partir d’oiseaux vivants : des vautours du Parc aux oiseaux des Dombes et des autruches de la Ferme de l’Autruche Drômoise.” Puis Delphine Angst et son équipe ont croisé ces résultats avec des analyses réalisées sur des mammifères fossiles dont on sait avec certitude qu’ils étaient herbivores, confirmant l’hypothèse d’un Gastornis végétarien.

Là aussi, les nouvelles technologies jouent un rôle très important : avec le spectromètre de masse, inaccessible à la recherche il y a encore vingt ans, on peut travailler sur des quantités de matière de plus en plus réduites, avec des résultats de plus en plus précis”, s’enthousiasme Delphine Angst. Avec en ligne de mire une question plus vaste et très actuelle : comment un écosystème bouleversé par des changements majeurs se réadapte-t-il ?

Pour aller plus loin
Le Laboratoire Terre Planètes Environnement de l’Université Claude Bernard Lyon 1 rapproche et intègre des disciplines habituellement compartimentées : évolution, environnement, géophysique, géochimie, cosmochimie. Ses activités ont pour objectif la compréhension de la formation de la Terre et de son évolution, de l’apparition de la vie et de son développement. Ce champ de recherche va de la formation du système solaire jusqu’à l’exobiologie, de l’étude de la formation des chaînes de montagne jusqu’à celle des paléoenvironnements, de la dynamique du manteau et du noyau de la Terre jusqu’à celle des autres planètes. Le terrain, l’expérimentation, l’analyse et le calcul intensif sont mis à profit, ainsi que de fortes interactions avec d’autres disciplines : la physique, la chimie, la biologie, l’astrophysique.


Un contenu proposé par

Cléo Schweyer

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