Le grand nez de ces dinosaures faisait office de climatiseur pour leur cerveau sous le soleil du crétacé
Avec leur armure lourde et leur queue en forme de gourdin, les ankylosaures comptaient parmi les dinosaures les plus robustes, mais il semble qu’ils disposaient aussi d’un mécanisme de survie moins évident.
Image d’entête : crânes du dinosaure Euoplocephalus du Crétacé supérieur, représenté comme un crâne solide (à gauche) et comme un crâne transparent, révélant la longue cavité nasale convolutée du museau. (Bourke et col./ Plos One)
Représentation de l’Ankylosaurus magniventris. (Ankylosaurus magniventris. (Emily Willoughby/ Wikimedia)
Selon une étude menée par une équipe de l’université d’État de l’Arkansas et de l’université de l’Ohio aux États-Unis, leurs » voies nasales incroyablement longues » ont agi comme des climatiseurs pour rafraichir leur cerveau sous le soleil du Crétacé. Et il est possible, suggèrent les chercheurs, que cet exploit d’ingénierie naturelle ait permis l’évolution de nombreux grands dinosaures.
Dans une étude publiée cette semaine (lien plus bas), ils décrivent l’utilisation de la tomodensitométrie et de la mécanique des fluides numérique pour simuler le mouvement de l’air dans les voies nasales de deux espèces d’ankylosaures, le Panoplosaurus de la taille d’un hippopotame et l’Euoplocephalus, de taille d’un gros rhinocéros.
En comparant leurs résultats aux données d’animaux vivants, ils ont découvert que le nez des dinosaures était tout aussi efficace pour réchauffer et refroidir l’air respiré. Pour vérifier si la longueur des voies nasales était la cause de cette efficacité, ils ont utilisé des modèles alternatifs avec des voies nasales plus courtes et plus simples qui allaient directement de la narine à la gorge, comme chez la plupart des autres animaux. Les résultats ont clairement montré que la longueur du nez était la clé de leur capacité de régulation thermique.
Selon Jason Bourke, auteur principal :
Lorsque nous leur avons mis un nez court et simple dans le museau, les taux de transfert de chaleur ont chuté de plus de 50 % chez les deux dinosaures. Ils étaient moins efficaces et ne fonctionnaient pas très bien.
L’analyse du débit sanguin a fourni d’autres preuves comme le souligne le coauteur de l’étude, Ruger Porter :
Lorsque nous avons reconstruit les vaisseaux sanguins à partir de sillons osseux et de canaux, nous avons trouvé une riche réserve de sang juste à côté de ces voies nasales alambiquées.
Le sang chaud du centre du corps voyageait à travers ces vaisseaux sanguins et transférait leur chaleur à l’air entrant. Simultanément, l’évaporation de l’humidité dans les longs conduits nasaux refroidissait le sang destiné au cerveau.
Un modèle de l’échange thermique dans un dinosaure ankylosaure. (WitmerLab/ Ohio University/ Marmelad)
Les chercheurs ont découvert que les espèces de dinosaures de plus grande taille ont le nez le plus élaboré, cela suggère que le stress physiologique induit par un corps de grande taille peut avoir stimulé certaines de ces « nouveautés » anatomiques.
La prochaine étape est d’examiner d’autres dinosaures pour déterminer quand a évolué cet agrandissement nasal.
Selon Bourke :
Nous savons que les grands dinosaures avaient des voies respiratoires insensées, mais à quelle taille exactement cela est-il arrivé ?
Cette élaboration a-t-elle été graduelle à mesure que la taille du corps augmentait, ou y a-t-il une taille seuil à partir de laquelle un nez ordinaire ne peut plus faire le travail ? On ne sait pas encore.
L’étude publiée dans PLOS ONE : Convoluted nasal passages function as efficient heat exchangers in ankylosaurs (Dinosauria: Ornithischia: Thyreophora) et présentée sur le site de l’université de l’Ohio : Breathing study shows huge armored dinosaurs battled overheating with nasal air-conditioning.