Démarche des dinosaures : des poulets à fausse queue l’expliquent

Une tige de bois, un cône d’argile, une petite veste pour tout maintenir en place : c’est avec ce matériel que des chercheurs de l’université du Chili ont transformé de jeunes poulets en théropodes miniatures. Leur étude, parue en février 2014 dans PLOS ONE, montre que des poussins équipés d’une fausse queue adoptent la posture et la foulée de grands reptiles carnivores disparus. L’expérience prête à sourire, mais elle répond à une vraie question de paléontologie.

Un oiseau trop accroupi pour jouer les dinosaures

Les oiseaux descendent de dinosaures théropodes bipèdes, et ils en ont gardé la marche sur deux pattes, l’appui sur les doigts et le mouvement des pattes dans un plan vertical. Mais ils ont aussi gardé une particularité gênante. Les oiseaux actuels se tiennent dans une posture de membre postérieur très fléchie, avec une locomotion animée par la flexion du genou, alors que les théropodes non aviens avaient sans doute une posture plus droite, mue par le recul du fémur.

La cause tient à une question de balance. Un déplacement progressif du centre de masse vers l’avant, le long de la lignée des oiseaux, explique ces différences fonctionnelles. Un dinosaure à longue queue portait son poids plus en arrière, et un poulet n’a plus rien pour l’y reporter.

Une première tentative avait déjà échoué.

Carrano et Biewener avaient fixé des queues artificielles à des poulets pour reculer leur centre de masse. Le résultat fut inattendu : les oiseaux équipés avaient des fémurs encore plus horizontaux, et la cinématique de leur marche ne changeait pas de façon qualitative. L’équipe chilienne a repris le protocole en le corrigeant sur deux points. Elle a fixé une queue plus réaliste peu après l’éclosion et a laissé les animaux s’exercer normalement pendant leur croissance. L’idée était que le squelette se construise autour de la queue plutôt que de subir un accessoire posé sur un adulte déjà formé.

Une queue de bois et d’argile, remplacée au fil de la croissance

La fabrication tient du bricolage soigné. La queue était une tige de bois de 7 mm de diamètre, insérée dans une base d’argile à modeler. Sa longueur variait de 9 à 28 centimètres selon la croissance de l’animal. Les chercheurs la remplaçaient tous les quelques jours pour qu’elle reste à 15 % du poids de l’oiseau, une proportion qu’ils jugent proche de celle d’un théropode.

Restait à prouver que l’effet venait bien du recul du centre de masse, et non du simple fait de porter un poids. Les chercheurs ont donc comparé les poulets à queue avec des poulets libres et avec d’autres lestés d’un poids de plomb. Les porteurs de queue se tenaient debout avec un fémur environ 40 % plus vertical. Le contrepoids seul ne changeait rien à la posture.

Les mesures rapportées par la presse scientifique donnent une idée de l’ampleur du changement. Le centre de gravité des adultes avait reculé d’environ deux centimètres. Le fémur balayait 43,7 degrés au sol, contre 15,4 degrés chez les oiseaux normaux. La hanche prenait alors le relais pour propulser le corps vers l’avant, comme on l’imagine chez les théropodes. Deux centimètres de décalage, une marche transformée.

Ce que l’expérience démontre, et ce qu’elle laisse ouvert

Il serait faux d’y voir un tyrannosaure ressuscité. Le dispositif ne reproduisait ni la musculature ni les articulations d’une queue naturelle : c’était un poids passif fixé au corps. Une vraie queue de dinosaure abritait de gros muscles qui tiraient sur les os de la cuisse, un rôle que la tige de bois ne pouvait pas jouer. Les auteurs le reconnaissent eux-mêmes. Leur approche, écrivent-ils, n’était pas parfaite mais s’est montrée efficace pour déplacer le centre de masse et recréer les schémas locomoteurs attendus chez les théropodes.

Le jury des Ig Nobel a distingué l’équipe en biologie en 2015.

Derrière le prix humoristique, la conclusion scientifique est sérieuse. Les résultats appuient l’hypothèse selon laquelle des changements graduels de position du centre de masse ont conduit à des postures plus fléchies et à un passage de mouvements dirigés par la hanche à des mouvements dirigés par le genou au cours de l’évolution des théropodes. Quand la queue a raccourci, le poids est venu vers l’avant, et les genoux ont pris la main. Pour les auteurs, la méthode ouvre aussi la voie à l’étude de la mécanique et de la dépense d’énergie de la locomotion des dinosaures.

D’autres outils viennent désormais compléter ces indices. Les simulations numériques permettent d’explorer les mouvements et les contraintes mécaniques des squelettes fossiles. Les poulets à queue n’ont donc pas dit le dernier mot sur la marche des théropodes, mais ils ont fourni un point de comparaison vivant, mesurable et reproductible.

L’article original est publié sous licence CC BY 4.0, donc librement consultable. Il est accompagné d’une vidéo de poulet à queue en train de marcher. C’est le moyen le plus direct de juger sur pièces ce que quinze pour cent de poids en plus, placés au bon endroit, font à la démarche d’un oiseau.

Sources : shango.media | sciencesetcivilisations.fr