Oiseau Accroupi, But Évolutif Caché?

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Les scientifiques ont découvert que le crouchissement observé chez les oiseaux avait évolué avant que le vol ait pu décoller chez leurs parents de dinosaures.

Les oiseaux peuvent garder les ailes hautes à cause de la manière étrange dont ils s’accroupissent, et les scientifiques disent maintenant que les origines de cette posture repliée peuvent donner un aperçu de l’évolution de leur vol.

Les oiseaux se tiennent debout et marchent de manière inhabituellement accroupie, le fémur ou le fémur tenus presque horizontalement, contrairement aux humains, dont les pattes sont verticales. La position accroupie des oiseaux aide à maintenir leur équilibre et leur mouvement en garantissant que le centre de gravité se trouve au-dessus des pieds. La posture bipède ou à deux pattes des oiseaux reflète leur héritage de dinosaures - les dinosaures ont évolué vers une posture bipède au début de leur évolution, il y a environ 235 millions d'années.

L'accrochage observé chez les oiseaux est assez différent de la posture tentaculaire observée chez les plus proches parents vivants d'oiseaux, les crocodiliens. Les oiseaux et les crocodiliens appartiennent à une ménagerie variée de créatures appelées archosaurs, qui comprend également tous les dinosaures et les reptiles volants éteints connus sous le nom de ptérosaures. Les premiers archosaures, apparus il y a environ 250 millions d'années, ressemblaient à des crocodiles modernes. Les archosaures, comme les crocodiles modernes, étaient des animaux à quatre pattes avec une longue queue épaisse, mais ils avaient des membres plus longs que ceux des crocodiles pour faciliter leur vie et leur déplacement sur la terre ferme. [Ancêtres Aviaires: Images de Dinosaures Volants]

Les scientifiques n'étaient pas d'accord sur la façon dont les oiseaux ont évolué pour s'accroupir. Certains chercheurs soutiennent que ce changement s'est opéré progressivement dans un groupe de dinosaures appelés coelurosaures, comprenant des tyrannosaures et des rapaces. D'autres suggèrent que ce changement s'est produit plus soudainement, en commençant par les quelques ancêtres d'oiseaux des dinosaures immédiats et l'origine du vol.

Le dino accroupi

Pour aider à résoudre ce débat, les scientifiques ont exploré la famille des oiseaux en analysant des modèles informatiques en 3D de 17 archosaures couvrant une période d’environ 250 millions d’années. Ceux-ci comprenaient des oiseaux vivants, tels que les poulets; quel peut être l'un des premiers oiseaux, Archéoptéryx; le dinosaure à plumes Microraptor; prédateurs à deux pattes, tels que Velociraptor et Tyrannosaure; et les crocodiles, les êtres vivants les plus proches, bien que leurs parents soient encore éloignés.

Les scientifiques ont examiné la famille des oiseaux en analysant les modèles informatiques 3D de 17 archosaurs couvrant environ 250 millions d'années d'évolution. Ici, les squelettes de fossiles numérisés et les données de tomodensitométrie d'un dinosaure basal (a) et d'un oiseau basal (b) dans différentes vues, révélant l'évolution des proportions corporelles.

Les scientifiques ont examiné la famille des oiseaux en analysant les modèles informatiques 3D de 17 archosaurs couvrant environ 250 millions d'années d'évolution. Ici, les squelettes de fossiles numérisés et les données de tomodensitométrie d'un dinosaure basal (a) et d'un oiseau basal (b) dans différentes vues, révélant l'évolution des proportions corporelles.

Crédit: John Hutchinson, Nature.

"Nous avons en fait commencé par un simple" film thermo-rétractable "numérique de tout le squelette", a déclaré la chercheuse Vivian Allen, biomécanicien au Royal Veterinary College de Hatfield, en Angleterre. "À partir de là, nous avons élargi la" pellicule rétractable "pour l'adapter à la quantité de chair que nous pensons existait autour des différentes parties du squelette. Ceci était basé à la fois sur une reconstruction détaillée de l'anatomie musculaire de chaque animal et sur ce que nous avons mesuré à partir de tomodensitogrammes. de leurs parents vivants. "

Les paléontologues convenaient depuis des années que la position accroupie observée chez les oiseaux évoluait à mesure que leur queue se raccourcissait, déplaçant progressivement le centre de gravité de certains dinosaures au fur et à mesure que ces créatures ressemblaient davantage à des oiseaux / Cela obligeait les jambes à devenir moins verticales et plus accroupies pour rester au centre de gravité en équilibre sur les pieds. [Paléo-Art: superbes illustrations de dinosaures]

"Les dinosaures et les archosaures non aviaires en général ont tous cette très grosse queue musclée et lourde, qui représente évidemment une masse importante sur le dos de l'animal", a déclaré Allen à WordsSideKick.com. "Ainsi, à mesure que vous avancez dans la lignée évolutive des oiseaux, celle-ci se réduit progressivement en dinosaures ressemblant à des oiseaux et finit par être perdue, ou réduite à une petite souche. Il semble très intuitif de suggérer que cette perte de la queue, cette masse énorme vers l’arrière de l’animal serait la principale responsable de la multiplication du nombre de dinosaures ressemblant à des oiseaux et de la densité accrue des oiseaux eux-mêmes vers le devant de l’animal. "

Pattes antérieures de dinosaure

De manière inattendue, les chercheurs ont découvert que l'évolution de cette position accroupie était davantage liée à leur front qu'à leur dos.

"Nos résultats suggèrent que l'élargissement des membres antérieurs était plus important pour le déplacement en avant du centre de masse que la perte de la queue", a déclaré Allen.

"La queue est le changement le plus évident, si vous regardez les corps des dinosaures", a déclaré le chercheur John Hutchinson, biomécanicien de l'évolution au Royal Veterinary College de Hatfield. "Mais au fur et à mesure que nous analysions et réexaminions nos données et les examinions avec minutie, nous nous sommes rendus compte que tout le monde avait oublié de vérifier quelle influence les membres antérieurs avaient sur l'équilibre et la posture, et que cette influence était plus grande que celle de la queue ou d'autres parties du corps. "

Étant donné que les membres antérieurs des ancêtres des oiseaux sont finalement devenus des ailes d'oiseaux, ces découvertes peuvent fournir des indications sur l'origine du vol des oiseaux.

"Une des choses intéressantes qui ressort de notre travail est que les oiseaux n'auraient pas pu faire évoluer ces grandes pattes antérieures, ces ailes, sans avoir à apporter de modifications importantes à l'anatomie et à la fonction de leurs membres postérieurs", a déclaré Allen. "Ce qui est tout à fait logique, quand on y pense - tout est attaché au même corps, alors pourquoi changer une chose affecterait-il les autres? Mais c'était quand même cool de trouver ça, et d'avoir quelques chiffres et statistiques réels pour le sauvegarder. "

Pour savoir quand et à quelle vitesse le centre de gravité a changé de position chez les dinosaures, les chercheurs ont trouvé un avantage aux deux côtés de l'argument. "Il y a eu des changements graduels au début des dinosaures, mais nous avons été étonnés de constater à quel point l'augmentation de la taille des membres antérieurs a commencé à modifier le centre de gravité juste avant le début de la fuite chez les lève-tôt et leurs plus proches parents", a déclaré Allen.

Les modifications de la forme corporelle influencent l'équilibre des animaux. "La forme et l'équilibre sont tous deux importants pour le vol", a expliqué à WordsSideKick.com Hutchinson. Par exemple, si le centre de gravité est proche des ailes, "alors un vol stable, tel que la glisse, est théoriquement possible", a déclaré Hutchinson.

Certaines des personnes accroupies "semblent avoir commencé juste un peu avant que le vol ne semble avoir évolué", a déclaré Hutchinson. "Mais il n'a vraiment décollé qu'après le vol."

Les ancêtres des oiseaux dinosaures peuvent avoir développé des pattes élargies "pour des raisons autres que le vol à moteur, telles que la capture d'une proie ou la négociation d'un terrain complexe", a noté Hutchinson. [En Photos: Amazing Birds of Prey]

Allen a noté que les chercheurs n’avaient analysé que quelques parents d’oiseaux. Les chercheurs prévoient ensuite d’analyser les fossiles de plus de spécimens afin de construire des modèles informatiques de leurs squelettes et "d'essayer d'obtenir une image plus claire de ce qui se passait dans cette séquence très intéressante d'évolution anatomique", a déclaré Allen.

En outre, au lieu d'examiner un ou plusieurs aspects de chaque spécimen à un moment donné, tels que sa masse, sa posture, ses proportions squelettiques et son anatomie musculaire, les scientifiques espèrent analyser simultanément tous les aspects de chaque spécimen dans le cadre de simulations informatiques prédictives. animer leurs corps. De tels modèles aideraient à révéler comment ces animaux disparus se sont dressés et ont bougé, et comment cela a changé avec le temps.

"Développer des techniques pour examiner simultanément de nombreuses données complexes - des simulations informatiques du fonctionnement de l'animal éteint en tant que mécanisme - constitue définitivement la voie à suivre à l'avenir", a déclaré Allen.

"C'est juste difficile", continua-t-elle. "Les calculs sont difficiles et les exigences informatiques sont très élevées. Mais nous y sommes parvenus. Avec des ordinateurs très, très rapides de moins en moins coûteux et des compétences techniques de plus en plus perfectionnées pour les chercheurs, il existe certainement des possibilités très intéressantes. dans un proche avenir des études de mécanique animale éteintes ".

Allen, Hutchinson et leurs collègues, Karl Bates et Zhiheng Li, ont détaillé leurs conclusions en ligne le 24 avril dans la revue Nature.

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