Dinosaures : une histoire de 165 millions d’années jamais vraiment achevée

Qu’est-ce qu’un dinosaure, exactement ?

Le mot dinosaure sert souvent à désigner n’importe quel grand animal préhistorique, mais les scientifiques l’emploient de façon bien plus précise. Les dinosaures sont un groupe de reptiles qui appartiennent au clade des Dinosauria. Un clade est un groupe formé d’un ancêtre commun et de tous ses descendants. Cette définition a une conséquence surprenante : puisque les oiseaux descendent des dinosaures, les oiseaux sont eux aussi des dinosaures. Les paléontologues divisent donc le groupe en dinosaures aviens (les oiseaux) et dinosaures non aviens, qui comprennent tous les dinosaures qui n’étaient pas des oiseaux, de Triceratops à Tyrannosaurus.

Beaucoup de reptiles préhistoriques célèbres ne sont pas du tout des dinosaures. Les ptérosaures volants, les ichtyosaures, plésiosaures et mosasaures marins, ainsi que Dimetrodon et sa voile dorsale, appartiennent tous à d’autres groupes. Dimetrodon est même plus proche des mammifères que des dinosaures, et il a vécu des millions d’années avant l’apparition du premier dinosaure.

Les caractères qui distinguent les dinosaures

Ce qui fait d’un dinosaure un dinosaure se cache surtout dans le squelette. Le trait le plus important est la posture. Les lézards et les crocodiles tiennent leurs pattes, au moins en partie, écartées sur les côtés du corps, alors que les dinosaures avaient les pattes bien droites sous le corps, comme des piliers. Cette posture dressée rendait la marche et la course plus efficaces et a aidé certains dinosaures à atteindre des tailles énormes. Elle est liée à une cavité de la hanche inhabituelle : chez les dinosaures, elle est ouverte, percée d’un trou en son centre, au lieu de former une cupule osseuse fermée. Les spécialistes examinent aussi des détails du crâne, des bras et de la cheville pour décider si un fossile appartient aux Dinosauria.

Un nom né dans la Grande-Bretagne victorienne

Les humains ont trouvé des os de dinosaures bien avant que quiconque sache de quoi il s’agissait. Certains historiens suggèrent que des découvertes de fossiles dans l’Antiquité ont pu inspirer des légendes de dragons et de griffons, même si c’est difficile à prouver. L’histoire scientifique commence en Angleterre au début du XIXe siècle. En 1824, le géologue William Buckland décrivit Megalosaurus, le premier dinosaure non avien à recevoir un nom scientifique. Un an plus tard, Gideon Mantell nomma Iguanodon après avoir remarqué que ses dents ressemblaient à celles d’un iguane actuel, en beaucoup plus grand.

En 1842, l’anatomiste Richard Owen comprit que ces animaux partageaient des caractères qui les séparaient des reptiles actuels, et il forgea le nom Dinosauria. Il vient des mots grecs deinos, qui signifie terrible ou terriblement grand, et sauros, qui signifie lézard. Le nom s’est imposé, même si les dinosaures ne sont pas des lézards. Owen contribua plus tard à la création de sculptures de dinosaures grandeur nature pour le parc du Crystal Palace à Londres, ouvert dans les années 1850 et que l’on peut toujours visiter. Selon les critères actuels, elles paraissent étranges : Iguanodon y est représenté comme une lourde bête à quatre pattes portant une corne sur le nez. On découvrit plus tard que cette « corne » était en réalité un pouce en forme de pointe.

À la fin du XIXe siècle, les États-Unis devinrent le centre de la chasse aux dinosaures. Deux paléontologues rivaux, Edward Drinker Cope et Othniel Charles Marsh, s’affrontèrent si âprement que leur querelle est restée dans l’histoire sous le nom de guerre des os. Leurs équipes mirent au jour dans l’Ouest américain de nombreux dinosaures célèbres, dont Stegosaurus, Triceratops et Diplodocus.

Quand vivaient les dinosaures : le Mésozoïque

Les dinosaures ont vécu pendant le Mésozoïque, une ère qui a commencé il y a environ 252 millions d’années et s’est achevée il y a 66 millions d’années. Les géologues la divisent en trois périodes :

• Trias (il y a environ 252 à 201 millions d’années) : apparition des premiers dinosaures.
• Jurassique (il y a environ 201 à 145 millions d’années) : les sauropodes géants au long cou se répandent et les premiers oiseaux apparaissent.
• Crétacé (il y a environ 145 à 66 millions d’années) : les plantes à fleurs se répandent, et des dinosaures comme Tyrannosaurus et Triceratops apparaissent vers la fin.

Les dinosaures sont apparus au Trias, il y a plus de 230 millions d’années. Certains des plus anciens représentants bien connus, comme Eoraptor et Herrerasaurus, proviennent de roches d’Argentine. Ces premiers dinosaures étaient pour la plupart de taille petite ou moyenne, marchaient sur deux pattes et partageaient leur monde avec de nombreux autres reptiles, dont des parents des crocodiles, souvent plus grands et plus nombreux.

Le tournant survint il y a environ 201,3 millions d’années avec l’extinction Trias-Jurassique, l’une des plus grandes extinctions massives de l’histoire de la Terre. Beaucoup de concurrents des dinosaures disparurent, et les dinosaures devinrent les vertébrés terrestres dominants. Ils conservèrent cette place pendant tout le Jurassique et tout le Crétacé, un règne de bien plus de 100 millions d’années.

Leur monde ne cessait de changer. Au début du Mésozoïque, presque toutes les terres étaient réunies en un seul supercontinent appelé la Pangée. Au fil des millions d’années, elle se fragmenta, et les populations de dinosaures se retrouvèrent séparées sur différentes masses continentales, où elles évoluèrent dans des directions différentes. Les fossiles montrent que les dinosaures ont atteint tous les continents, y compris l’Antarctique, bien plus chaud à l’époque qu’aujourd’hui.

Un fait surprenant sur le temps

L’âge des dinosaures a été si long qu’on en mesure mal la durée. Stegosaurus vivait au Jurassique supérieur, il y a environ 150 millions d’années, tandis que Tyrannosaurus rex vivait à la toute fin du Crétacé, il y a environ 66 millions d’années. Autrement dit, plus de temps sépare Stegosaurus de T. rex que T. rex de nous.

Le grand arbre généalogique des dinosaures

En 1888, le paléontologue britannique Harry Seeley divisa les dinosaures en deux grands groupes selon la forme de leurs os du bassin. Cette division reste largement utilisée, même si certains chercheurs ont proposé de réorganiser les branches principales.

Saurischiens : les dinosaures « à bassin de lézard »

Les saurischiens comprennent deux grandes lignées :

• Théropodes : surtout des carnivores qui marchaient sur deux pattes, avec des dents et des griffes acérées. Ils vont de petits chasseurs agiles comme Velociraptor à des géants comme Tyrannosaurus, Giganotosaurus et Spinosaurus. Les oiseaux appartiennent à ce groupe.
• Sauropodomorphes : des herbivores parmi lesquels figurent les sauropodes, ces géants au long cou et à la longue queue comme Brachiosaurus, Diplodocus et Argentinosaurus.

Ornithischiens : les dinosaures « à bassin d’oiseau »

Les ornithischiens étaient presque tous herbivores, et beaucoup avaient un bec à l’avant de la bouche. On y trouve :

• Thyréophores : des dinosaures cuirassés comme Stegosaurus, avec ses plaques, et Ankylosaurus, semblable à un char d’assaut, qui portait une massue osseuse au bout de la queue.
• Ornithopodes : un groupe qui comprend Iguanodon et les hadrosaures, ou dinosaures à bec de canard, dotés de centaines de dents serrées pour broyer les plantes.
• Marginocéphales : les cératopsiens à cornes et à collerette, comme Triceratops, et les pachycéphalosaures au crâne en dôme.

Ces noms cachent un célèbre paradoxe. Les oiseaux descendent des saurischiens « à bassin de lézard », et non des ornithischiens « à bassin d’oiseau ». Le bassin d’allure aviaire des ornithischiens est apparu de façon indépendante.

Géants, chasseurs et dinosaures minuscules

Les plus grands dinosaures étaient les sauropodes, les plus grands animaux ayant jamais marché sur la terre ferme. On estime que des géants comme Argentinosaurus et Patagotitan, tous deux d’Argentine, atteignaient 30 mètres de long ou plus et pesaient bien plus de 50 tonnes. Comme leurs squelettes sont généralement incomplets, ces chiffres sont des estimations et varient d’une étude à l’autre.

Comment un animal aussi grand pouvait-il supporter son propre poids ? Une partie de la réponse tient à un caractère qu’ils partageaient avec les oiseaux : beaucoup de leurs os contenaient des cavités remplies d’air reliées à un système de sacs aériens. Cela allégeait le squelette sans beaucoup l’affaiblir, et les aidait aussi à respirer efficacement. Leur long cou leur permettait d’atteindre les plantes sur une vaste surface sans déplacer leur corps massif.

Parmi les prédateurs, Tyrannosaurus rex est le plus célèbre. Il vivait dans l’ouest de l’Amérique du Nord à la fin du Crétacé, mesurait environ 12 mètres de long et possédait l’une des morsures les plus puissantes de tous les animaux terrestres connus. Ses petits bras font l’objet de plaisanteries, mais ils étaient très musclés. Spinosaurus, d’Afrique du Nord, était encore plus long, et de nombreux paléontologues pensent qu’il passait une grande partie de son temps à pêcher dans les rivières, même si la part de sa vie passée dans l’eau reste débattue.

Tous les dinosaures n’étaient pas gigantesques. Beaucoup avaient la taille d’une poule ou d’une dinde. Contrairement à son image au cinéma, Velociraptor avait à peu près la taille d’une dinde, et les fossiles montrent sur les os de ses bras des bosses où s’attachaient des plumes. Le plus petit dinosaure vivant est le colibri d’Elena de Cuba, qui ne pèse qu’environ 2 grammes.

Plumes, nids et sang chaud : la vie des dinosaures

Des dinosaures à plumes

En 1861, des ouvriers d’une carrière de calcaire de Solnhofen, en Allemagne, découvrirent Archaeopteryx, un animal d’environ 150 millions d’années doté de plumes et d’ailes, mais aussi de dents, de doigts griffus et d’une longue queue osseuse. Dans les années 1860, le biologiste Thomas Henry Huxley souligna les fortes ressemblances entre les oiseaux et les petits dinosaures carnivores. L’idée gagna un large soutien après 1969, quand John Ostrom décrivit Deinonychus, un prédateur agile ressemblant à un oiseau. Ce fut le début de ce que l’on appelle souvent la « renaissance des dinosaures », une nouvelle vision des dinosaures comme des animaux actifs et énergiques plutôt que comme des lézards lents, froids et cantonnés aux marécages.

La preuve décisive vint de Chine. En 1996, des scientifiques décrivirent Sinosauropteryx, le premier dinosaure non avien découvert avec des traces d’un revêtement semblable à des plumes. Depuis, des plumes ou de simples filaments ont été trouvés chez de nombreux dinosaures, dont Microraptor et ses quatre ailes, ainsi que Yutyrannus, un grand parent de T. rex. Les plumes ont probablement servi d’abord à garder la chaleur et à parader, et seulement plus tard à voler. En étudiant de minuscules structures pigmentaires appelées mélanosomes, conservées dans des plumes fossiles, les chercheurs ont même pu estimer les couleurs de certains dinosaures ; Sinosauropteryx, par exemple, semble avoir eu une queue rayée brun-roux.

Œufs et soins parentaux

Tous les dinosaures connus pondaient des œufs. Dans les années 1920, les expéditions menées par Roy Chapman Andrews dans le désert de Gobi, en Mongolie, découvrirent certains des premiers nids reconnus comme des nids de dinosaures. Un squelette trouvé à proximité fut nommé Oviraptor, c’est-à-dire « voleur d’œufs », car les scientifiques pensaient qu’il était mort en dérobant des œufs. Des décennies plus tard, on découvrit des fossiles d’animaux apparentés installés sur des nids, les bras étendus au-dessus des œufs, dans la position qu’adoptent les oiseaux qui couvent. Le prétendu voleur était très probablement un parent. Dans le Montana, des sites de nidification du dinosaure à bec de canard Maiasaura, dont le nom signifie « bonne mère lézard », suggèrent que certains dinosaures s’occupaient de leurs petits après l’éclosion.

Les dinosaures avaient-ils le sang chaud ?

Longtemps, on a imaginé les dinosaures comme des animaux à sang froid, à l’image des lézards actuels. Aujourd’hui, de nombreux indices suggèrent qu’au moins beaucoup d’entre eux avaient un métabolisme élevé, plus proche de celui des oiseaux et des mammifères. Les cernes de croissance et la structure de leurs os montrent que de nombreuses espèces grandissaient vite. Des dinosaures vivaient dans des régions polaires aux longs hivers obscurs, et beaucoup étaient couverts de plumes isolantes. Les scientifiques débattent encore du degré d’endothermie des différents groupes, et la réponse pourrait varier d’un groupe à l’autre.

Le jour où le ciel est tombé : l’extinction de la fin du Crétacé

Il y a environ 66 millions d’années, l’âge des dinosaures non aviens prit brusquement fin avec l’extinction Crétacé-Paléogène. Environ les trois quarts de toutes les espèces végétales et animales de la Terre disparurent, dont tous les dinosaures non aviens, les ptérosaures et les grands reptiles marins.

En 1980, le physicien Luis Alvarez et son fils, le géologue Walter Alvarez, avec des collègues, proposèrent qu’un gros astéroïde avait percuté la Terre. Leur indice était une fine couche d’argile, présente dans le monde entier à la limite entre les roches du Crétacé et les roches plus récentes, qui contient des teneurs inhabituellement élevées en iridium, un élément rare dans la croûte terrestre mais plus courant dans les astéroïdes. Dans les années 1990, le site de l’impact fut identifié : le cratère de Chicxulub, enfoui sous la péninsule du Yucatán, au Mexique, et large de plus de 150 kilomètres. On estime que l’astéroïde mesurait environ 10 kilomètres de diamètre.

L’impact projeta dans l’atmosphère d’énormes quantités de poussières et de gaz, qui bloquèrent la lumière du Soleil, refroidirent la planète et bouleversèrent les chaînes alimentaires. À peu près à la même époque, d’immenses éruptions volcaniques en Inde, qui formèrent les trapps du Deccan, libéraient elles aussi des gaz. La plupart des scientifiques considèrent l’astéroïde comme la cause principale, tandis que le débat se poursuit sur la part des volcans dans la crise.

Les oiseaux : les dinosaures qui ont survécu

Une lignée de dinosaures a traversé la catastrophe. De petits oiseaux à plumes et à bec ont survécu, peut-être grâce à leur petite taille et à leur capacité à se nourrir de graines. Ils se sont ensuite diversifiés pour donner les plus de 10 000 espèces d’oiseaux vivant aujourd’hui, des manchots et autruches aux aigles et moineaux. La prochaine fois que vous verrez un pigeon, vous regarderez un dinosaure vivant. Parmi les animaux actuels, les plus proches parents des oiseaux sont les crocodiliens, qui partagent un ancêtre commun avec les dinosaures.

L’extinction a aussi ouvert la voie aux mammifères. Les mammifères avaient vécu aux côtés des dinosaures pendant bien plus de 100 millions d’années, mais la plupart étaient restés petits. Une fois les grands dinosaures disparus, les mammifères ont évolué vers de nombreuses formes nouvelles, dont finalement les baleines, les éléphants et les humains.

Comment le savons-nous : les fossiles et la paléontologie moderne

Tout ce que nous savons des dinosaures non aviens provient des fossiles. Ce sont surtout les os et les dents qui se conservent, généralement lorsqu’un animal a été rapidement enseveli dans de la boue ou du sable devenus plus tard de la roche. Les scientifiques étudient aussi les traces fossiles : les empreintes de pas, qui révèlent comment les dinosaures marchaient et s’ils se déplaçaient en groupe, les excréments fossilisés appelés coprolithes, qui montrent ce qu’ils mangeaient, et les gastrolithes, des pierres qu’avalaient certains herbivores.

Les outils modernes ont transformé la discipline. Les scanners permettent aux chercheurs de regarder à l’intérieur des crânes pour étudier le cerveau et l’oreille interne. Les microscopes révèlent dans les os des cernes de croissance qui indiquent l’âge d’un animal à sa mort. Des modèles informatiques permettent de tester la vitesse à laquelle les dinosaures pouvaient courir ou la force de leur morsure. Les paléontologues ont nommé plus d’un millier d’espèces de dinosaures non aviens, et de nouvelles sont décrites chaque année, beaucoup en Argentine, en Chine et aux États-Unis.

La science sait aussi se corriger. Brontosaurus a longtemps été considéré comme un simple autre nom d’Apatosaurus, mais une étude de 2015 a soutenu que les deux sont assez différents pour former des genres distincts, et le nom célèbre est revenu en usage. Chaque nouveau fossile peut changer notre vision, et c’est pourquoi l’étude des dinosaures reste l’un des domaines les plus vivants de la science.