Tous les dinosaures végétariens ne mâchaient pas leur nourriture de la même manière
Si des études ont montré comment les différents dinosaures se nourrissaient, on sait très peu de choses sur l’évolution de leur style d’alimentation préféré. Dans une nouvelle étude, des chercheurs ont découvert un nombre surprenant de différences dans la façon dont ces animaux disparus qui dominaient la planète abordaient un régime à base de plantes, en reconstituant les muscles de la mâchoire et en mesurant la force de morsure des dinosaures.
Image d’entête : reconstruction de la chair de la tête et du cou du dinosaure herbivore Heterodontosaurus tucki des formations Upper Elliot et Clarens du Jurassique inférieur d’Afrique du Sud. (Tyler Keillor)
Un groupe de chercheurs de l’université de Bristol, au Royaume-Uni, a utilisé des scanners de crânes de dinosaures pour suivre l’évolution des premiers herbivores. Ils ont analysé cinq crânes de dinosaures du groupe des ornithischiens, dont l’Heterodontosaurus, le Lesothosaurus, le Scelidosaurus, l’Hypsilophodon et le Psittacosaurus.
Ce sont les premiers représentants de ce qui deviendra plus tard le plus grand groupe de dinosaures herbivores. Bien qu’ils soient tous végétariens, ces cinq animaux ont évolué de manière différente et se sont adaptés à la consommation de plantes. Selon les chercheurs, cette découverte pourrait permettre de mieux comprendre comment les dinosaures ont évolué pour occuper certaines niches écologiques.
Selon l’auteur principal de l’étude, David Button :
Lorsque nous avons comparé les performances fonctionnelles du crâne et des dents de ces dinosaures herbivores, nous avons constaté des différences significatives dans les tailles relatives des muscles de la mâchoire, les forces de morsure et la force de la mâchoire entre eux, ce qui montre qu’ils avaient évolué de différentes manières pour aborder leur régime alimentaire.
Après avoir réalisé des tomodensitométries sur les fossiles, les chercheurs ont reconstitué les muscles de la mâchoire à l’aide de données provenant d’espèces vivantes, telles que des oiseaux et des crocodiles, afin de déterminer où les muscles auraient été situés. Ils ont ensuite procédé à une « analyse par la méthode des éléments finis« , une méthode numérique qui divise une surface en de nombreuses parties plus petites pour prédire comment un modèle réagira aux forces dans le monde réel, et ils ont calculé la force de morsure des muscles en fonction de leur taille et de leur disposition.
Reconstitutions tomodensitométriques des crânes et des mâchoires, ainsi que diagrammes de l’emplacement des muscles de la mâchoire chez chaque dinosaure. L’arbre généalogique simplifié ci-dessous montre comment ils sont liés les uns aux autres. (David Button/ Université de Bristol)
Pendant les simulations, les crânes ont mordu un objet imaginaire afin que les chercheurs puissent voir comment les différents éléments réagissent à la force appliquée. Des cartes thermiques ont montré les zones du crâne qui sont fortement sollicitées et celles qui ne le sont pas. Les résultats ont montré que tous les dinosaures concernés par l’étude mangeaient des plantes, mais que chacun avait sa propre façon de procéder.
Certains des modèles d’éléments finis comparant les performances de morsure des cinq dinosaures ornithischiens de l’étude, les différents modèles montrant différents points de morsure. Les couleurs froides (bleu) représentent les zones de faible contrainte tandis que les couleurs chaudes (rouge et rose) indiquent les zones fortement sollicitées. (David Button/ Université de Bristol)
L’hétérodontosaure, par exemple, semble avoir de gros muscles maxillaires par rapport à la taille de son crâne, produisant une force de morsure élevée, idéale pour manger des végétaux coriaces. Le Scelidosaurus avait une force de morsure similaire, mais des muscles maxillaires plus petits. Le crâne de l’Hypsilophodon, quant à lui, n’avait pas de gros muscles, il les a donc réorientés pour mordre plus efficacement avec moins de force musculaire.
Selon l’auteur de l’étude, Stephan Lautenschlager :
Certains compensaient leurs faibles performances alimentaires par leur taille, tandis que d’autres développaient de plus gros muscles maxillaires, augmentaient l’efficacité du système maxillaire, ou combinaient ces approches. Bien que ces animaux se ressemblent beaucoup, leurs solutions individuelles aux mêmes problèmes illustrent la nature imprévisible de l’évolution.
L’étude publiée dans Current Biology : Multiple pathways to herbivory underpinned deep divergences in ornithischian evolution et présentée sur le site de l’université de Bristol : ‘Veggie’ dinosaurs differed in how they ate their food.