Les ptérosaures, un ordre de reptiles volants, sont l’un des plus grands mystères de l’évolution des vertébrés, puisque aucune espèce parente n’avait encore été clairement identifiée jusqu’ici. Mais, grâce à de nouvelles découvertes et analyses, le voile se lève enfin: on rattache désormais les ptérosaures à la famille des Lagerpetidae. Les résultats de la recherche, menée par une équipe internationale avec le concours de l’Université de Fribourg, viennent d’être publiés dans la revue Nature.

Les ptérosaures ont été les maîtres des cieux à l’époque des dinosaures pendant près de 150 millions d’années. Depuis la découverte des premiers fossiles dans la seconde moitié du XVIIIe siècle, leur origine et la phase initiale de leur évolution ont été un sujet d’intérêt scientifique absolument incroyable. Les plus anciens restes de ptérosaures consignés dans le registre fossile attestent déjà de l’adaptation complète de ces animaux au vol, et les modifications physiques qui y sont associées distinguent fortement les premiers ptérosaures des autres groupes de reptiles. Dans un passé récent, les ptérosaures étaient généralement considérés comme des parents proches des dinosaures au sein des archosaures (un groupe qui comprend les crocodiles, les oiseaux, ainsi que les espèces apparentées déjà éteintes), mais l’histoire de leur évolution précoce et l’émergence de leur capacité à voler sont restées une énigme et constituaient l’une des grandes questions sans réponse dans le domaine de la paléontologie au cours des 200 dernières années.

Les espèces parentes apportent de nouvelles perspectives
Nombreux sont les signes qui tendent à nous faire penser que les Lagerpetidae sont les plus proches parents des ptérosaures, bien plus connus, comme le prouve une étude qui vient d’être publiée dans la revue Nature. Jusqu’à présent, les Lagerpetidae étaient généralement considérés comme les prédécesseurs des dinosaures. Ce groupe d’animaux, encore peu connu, a vécu pendant la période géologique du Trias, entre 237 et 210 millions d’années environ avant notre ère. Les plus anciens fossiles de Lagerpetidae ont environ 18 millions d’années de plus que ceux des plus vieux ptérosaures.

Alors que les découvertes précédentes se basaient presque exclusivement sur les os des pattes arrière et du bassin, les squelettes partiels de Lagerpetidae (crâne, avant-bras, vertèbres) récemment découverts nous aident aujourd’hui à montrer les similitudes qui existent entre des squelettes de ptérosaures et de Lagerpetidae. Les innovations technologiques, telles que la micro-tomodensitométrie calculée par ordinateur, permettent de reconstituer le cerveau et les systèmes sensoriels du crâne, comme l’oreille interne. Résultat: le cerveau et l’oreille interne des ptérosaures et des Lagerpetidae présentent de grandes ressemblances. On peut en déduire que la spécialisation des capacités sensorielles des ptérosaures a commencé avant l’apparition du vol actif. «Le vol actif est un comportement fascinant qui a évolué à plusieurs reprises dans l’histoire de la Terre, explique Serjoscha Evers, coauteur de l’étude et paléontologue au Département des sciences de la Terre de l’Université de Fribourg. Les ptérosaures ont été les premiers vertébrés à développer des capacités de vol actif. Cette nouvelle hypothèse sur la relation des ptérosaures avec d’autres groupes d’animaux éteints pose un jalon d’importance majeure pour comprendre l’évolution du vol de ces reptiles.»

Des ancêtres non ailés
Les relations de parenté récemment découvertes constituent un véritable changement de paradigme dans l’étude de l’évolution des ptérosaures. Elles permettent en effet d’observer le développement de leur squelette et leur capacité à voler sous un nouvel angle. En tant que proches parents des ptérosaures, les Lagerpetidae nous aident à reconstituer l’anatomie originale des ancêtres de ces reptiles, même si certaines caractéristiques spécifiques des ptérosaures leur font défaut, notamment les ailes. Sans les Lagerpetidae comme formes intermédiaires de vie, il faudrait supposer des taux d’évolution très élevés, c’est-à-dire de fortes modifications du squelette sur une période relativement courte, pour expliquer le développement physique des ptérosaures. Des analyses récentes montrent cependant qu’en tenant compte des Lagerpetidae l’évolution des ptérosaures peut s’expliquer par des taux d’évolution qui ne sont pas plus élevés que ceux des autres reptiles. Une chose est sûre: les ptérosaures et les Lagerpetidae ne sont pas des dinosaures, mais de proches parents.

Unir nos forces
Des os de Lagerpetidae ont été trouvés en Amérique du Nord, au Brésil, en Argentine et à Madagascar au cours des quinze dernières années. Ces découvertes isolées n’ont toutefois pas permis d’établir de solides relations entre les ptérosaures et les Lagerpetidae. Il a fallu regrouper les informations recueillies par cinq groupes de chercheurs, formés par des personnes issues de six pays et de trois continents, pour approfondir la question et faire le tour du sujet. Serjoscha Evers en est convaincu: «Ce projet est un merveilleux exemple du travail mené par les paléontologues au XXIe siècle: nous avons collaboré au sein d’une grande équipe pour comprendre un sujet d’importance capitale en combinant différentes expertises et méthodes.»
 

> Vers la publication de Nature «Enigmatic dinosaur precursors bridge the gap to the origin of Pterosauria», DOI 10.1038/s41586-020-3011-4

>  Image à télécharger: Reconstitution du corps entier d'un Lagerpetidae (Ixalerpeton polesinensis) par l'artiste Rodolfo Nogueira.