La première plume de dinosaure découverte a trouvé son propriétaire

Une plume fossilisée, trouvée il y a 159 ans en Allemagne est revenue sur le devant de la scène paléontologique, de nouvelles recherches déclarant que la plume provenait d’un Archaeopteryx, un oiseau ressemblant à un oiseau, au grand dam des scientifiques en désaccord.

Image d’entête : cette plume est la première plume fossile découverte. Image du haut, la plume telle qu’elle apparaît aujourd’hui sous une lumière blanche. Image du bas, le dessin original de 1862 par Hermann von Meyer. (Université de Hong Kong)

Lorsqu’il est découvert hors de son contexte, le fossile d’une plume représente un sérieux casse-tête pour les paléontologues. C’est le cas d’une plume vieille de 150 millions d’années, trouvée dans une carrière de calcaire allemande en 1861. Sans cadre de référence, les scientifiques ne pouvaient pas dire à quelle espèce ce fossile, la première plume de dinosaure jamais découverte, appartenait, ni même de quelle partie du corps elle provenait.

Avec la découverte d’un fossile d’Archaeopteryx quelques années plus tard, les scientifiques ont naturellement relié les deux. Ce lien n’était pas choquant, car les scientifiques modernes ont trouvé d’autres raisons de relier le dinosaure iconique, ressemblant à un oiseau, à la plume. Datant du Jurassique, l’Archaeopteryx représente une espèce extrêmement importante, car il a mis en évidence un lien évolutif important entre les dinosaures et les oiseaux.

L’année dernière, un article de recherche co-rédigé par le paléontologue Michael Pittman de l’Université de Hong Kong (lien ci-dessous) a jeté une sérieuse ombre sur cette hypothèse, concluant que la plume isolée appartient à un « dinosaure à plumes inconnu » et certainement pas à l’Archaeopteryx.

Pas si vite, déclare une équipe internationale de scientifiques dirigée par l’Université de Floride du Sud (USF/ Etats-Unis). Leur nouvelle étude, publiée cette semaine (lien plus bas), soutient que la plume appartient en fait à l’Archaeopteryx, comme on le supposait auparavant. La nouvelle étude a été motivée par les affirmations faites dans l’étude de Pittman et par d’autres documents récents écrits sur le sujet.

Ryan Carney, le premier auteur de cette nouvelle étude et biologiste à l’USF et ses collègues ont analysé neuf différents aspects de la plume fossilisée, en accordant une attention particulière à la longue tige. Ces détails ont ensuite été comparés aux caractéristiques anatomiques similaires observées chez les oiseaux modernes. L’équipe a également étudié les fossiles du squelette de l’Archaeopteryx, qui en compte 13.

Selon Carney, les chercheurs ont examiné :

Chaque plume de chaque fossile d’Archaeopteryx, chaque barbillon de la plume isolée et chaque élément pertinent de la littérature sur la plume des années 1800 à nos jours.

Un élément central de cette nouvelle étude est une caractéristique anatomique connue sous le nom de « couverture primaire » (tectrices) . Chez les oiseaux, la couverture primaire est le groupe de plumes plus courtes qui se trouvent près du bord supérieur d’une aile, recouvrant les plumes primaires plus longues utilisées pour le vol et le plané. Le fossile de plumes isolé semble être une couverture primaire, identique en taille et en forme à celles observées sur l’extrados de l’aile de l’Archaeopteryx, selon les recherches. Comme preuve supplémentaire, l’équipe note que la plume fossile a été trouvée près du même site en Allemagne qui a donné quatre squelettes d’Archaeopteryx.

Sur la base des preuves disponibles, « la conclusion la plus empirique et la plus parcimonieuse est que cette plume représente une couverture primaire de l’ancienne aile de l’Archaeoptéryx« , ont écrit les chercheurs dans leur étude.

Parmi les autres découvertes intéressantes, les chercheurs pensent que la plume provient de l’aile gauche de l’animal, et une analyse des mélanosomes préservés (« structures pigmentaires à micro-échelle ») suggère que la plume entière était noire mate, ce qui contredit les recherches précédentes qui prétendaient que les plumes d’Archaeopteryx étaient légèrement colorées.

À l’aide d’un microscope électronique, les chercheurs ont déterminé que la plume provenait de l’aile gauche. Ils ont également détecté des mélanosomes, qui sont des structures pigmentaires microscopiques. Après avoir affiné leur reconstruction de couleur, ils ont découvert que la plume était entièrement noire mate. (Ryan Carney/ Université de Floride du Sud Helmut Tischlinger)

Il est important de noter que l’équipe de Carney n’a pas réellement analysé le fossile lui-même, mais plutôt un scan numérique à haute résolution d’un dessin réalisé à partir du fossile. Le paléontologue allemand Hermann von Meyer a créé la trace grandeur nature du fossile en 1862 en utilisant un miroir à dessin. Le balayage numérique a permis « des mesures plus précises et plus exactes », ont écrit les chercheurs.

En revanche, l’équipe de Pittman, dont faisait partie Thomas Kaye de la Fondation pour le progrès scientifique de l’Arizona, a utilisé une technique appelée fluorescence stimulée par laser (LSF) pour créer un « halo » chimique de la plume, permettant à l’équipe de voir sur le fossile des caractéristiques qui seraient autrement invisibles. Une analyse comparative de tous les spécimens connus d’Archaeopteryx préservant les plumes a également été effectuée. Les scientifiques avaient précédemment identifié la plume comme étant une couverture primaire de l’Archéoptéryx, mais Pittman et son équipe ont estimé que leurs données excluaient cette possibilité.

Lorsqu’on lui a demandé de commenter la nouvelle étude, Pittman a déclaré que son équipe « n’avait même jamais envisagé d’utiliser un dessin, puisque l’image de LSF et le fossile nous montrent des données primaires », ajoutant que les écarts de données constatés dans les deux études « proviennent de l’utilisation de deux sources de données différentes ». A titre d’exemple, Pittman a indiqué une ligne parfaitement centrée sur le dessin de 1862, qui n’apparaît pas centrée sur l’image LSF.

Cela peut sembler peu, mais même la plus petite caractéristique peut influencer la façon dont les autres parties de la plume sont interprétées, a-t-il dit. Pittman estime que « la science aurait été mieux servie » si Carney et ses collègues « avaient utilisé toutes les données disponibles et créé des bandes d’erreur » pour rendre compte des positions les plus probables de certaines caractéristiques.

Carney, en revanche, estime que ce débat a enfin été réglé :

Étant donné la nature isolée de la plume, nous ne pouvons jamais avoir une certitude absolue à 100%, mais la montagne de preuves parle d’elle-même. De plus, il n’y a « aucun autre dinosaure à plumes connu à ce moment et à cet endroit qui ait quelque chose qui se rapproche du stade avancé de la plume de vol que cette plume isolée représente.

D’accord, mais les préoccupations de Pittman ne sont pas sans fondement. Il est clair que l’origine de cette plume est encore controversée, et il faut espérer que de futures recherches permettront de régler ce débat d’une manière ou d’une autre.

Il peut sembler superflu de consacrer autant de temps et d’énergie à une seule plume, mais comme l’a fait remarquer Carney, aucun dinosaure à plumes connu autre que l’Archéoptéryx ne peut actuellement expliquer ce fossile. Et si Pittman a raison, à savoir qu’elle appartient à une espèce inconnue, cela signifie qu’il existe des fossiles importants qui attendent encore d’être découverts.

L’étude publiée dans Scientific Reports : Evidence corroborates identity of isolated fossil feather as a wing covert of Archaeopteryx et présentée sur le site de l’Université de Floride du Sud : Dinosaur feather study debunked.