Ces reptiles marins pondaient de très gros bébés… Du nouveau chez les plésiosaures !
La plupart des reptiles pondent des œufs. Mais tandis que de nombreuses espèces actuelles ont des portées de plusieurs œufs, chacun de taille modeste, certains de leurs cousins disparus produisaient un œuf unique par portée, mais un très gros ! Ce sont les plésiosaures. Fait particulier, cet œuf éclosait à l’intérieur de la mère qui donnait naissance à un petit viable, les plésiosaures étant en effet ovovivipares et n’ayant donc pas besoin comme la tortue luth de retourner pondre sur la terre ferme. Une si large taille de fœtus soulève naturellement la question de la vitesse à laquelle croissaient ces animaux, donc aussi de leur métabolisme. Des études récentes nous renseignent.
Sosies de Nessie
Sculpture du Monstre du Loch Ness en Écosse. Author provided
© WikipediaMais tout d’abord, un plésiosaure, ça ressemble à quoi ? Peut-être à la créature du Loch Ness, si l’on croit à Nessie. Disons que les plésiosaures sont des reptiles marins fossiles. Ils présentent un corps massif avec quatre palettes natatoires de taille similaire et un cou généralement long. Ils mesuraient de 1,5-2 m à 15 mètres pour les formes géantes. Prédateurs aquatiques du Mésozoïque, ils ont vécu du Trias supérieur (il y a env. 200-230 millions d’années) à la crise Crétacé-Tertiaire (il y a env. 66 millions d’années) avec une répartition mondiale et sur toutes les latitudes, de l’Arctique jusqu’en Antarctique.
Les scientifiques présentent ces reptiles comme des nageurs pélagiques de mer ouverte réalisant un type de nage qui leur est propre et qui correspond à un vol subaquatique (sous l’eau) dans lequel la propulsion est assurée par les palettes natatoires marchant par paires et de façon simultanée. Cela ressemble à la nage des otaries ou de la tortue luth, mais cette fois avec quatre palettes et non deux, et des mouvements alternés des palettes antérieures et postérieures.
Qu'est-ce qu'un plésiosaure ?
Des reptiles à « sang chaud »
Divers travaux de recherche ont suggéré une nage active chez ces organismes qui est couplée d’une distribution cosmopolite, c’est-à-dire mondiale, incluant des latitudes élevées. Ces caractéristiques sont rarement compatibles avec un métabolisme ectotherme (dont la température corporelle dépend de la température extérieure).
En 2010, des études isotopiques menées par des chercheurs français et danois sur leurs dents ont mis en évidence une température corporelle élevée chez ces organismes (estimée autour de 35+/-2 °C) et ont suggéré un métabolisme élevé. Ce dernier leur aurait permis de nager efficacement sur de longues distances.
Ces résultats sont confirmés par l’étude de leurs tissus osseux (leur nature et leurs caractéristiques renseignent sur leur vitesse de dépôt). L’os contient des fibres de collagène sur lesquelles se déposent en plaquettes les cristaux de phosphate de calcium qui font de l’os un tissu minéralisé. Ces fibres se déposent différemment selon la vitesse de dépôt. Ainsi, dans l’os lamellaire, celui qui se dépose le plus lentement, les fibres s’organisent selon une structure complexe en contreplaqué torsadé et on observe au microscope un changement d’orientation entre les lamelles. Par opposition, l’os fibreux montre des fibres disposées de façon aléatoire. C’est un tissu qui se dépose très rapidement, si bien que les fibres n’ont pas le temps de s’organiser.
Endotherme ou homéotherme ?
Des études récentes ont mis en évidence la présence de tissus fibreux chez des plésiosaures, alors que ce tissu ne s’observe généralement que chez des organismes endothermes (mammifères et oiseaux). De là à dire que les plésiosaures le sont, il n’y a qu’un pas, qu’il faut pourtant franchir avec précaution. En effet, si (presque) tous les organismes endothermes présentent du tissu fibreux, la présence de tissu fibreux n’implique pas nécessairement l’endothermie, c’est-à-dire la capacité à produire une température corporelle élevée par voie métabolique. Si l’on ne peut actuellement pas affirmer l’endothermie des plésiosaures, les différents indices montrent qu’ils étaient au moins homéothermes, c’est-à-dire capables de maintenir une température corporelle fixe élevée.
Croissance très rapide
Portion de coupe transversale d’un fémur du plésiosaure Rhaeticosaurus montrant la ligne de croissance marquée par une forte discontinuité dans le type de tissus osseux déposés (indiquée par des flèches). Author provided
© M. SanderDes chercheurs allemands, japonais et français ont récemment décrit un plésiosaure du Trias (Rhaeticosaurus) et analysé ses tissus osseux. Leurs travaux ont révélé une vitesse de croissance élevée, montrant ainsi qu’une vitesse de croissance élevée caractérise le groupe dès cette époque. De plus, cette étude histologique a mis en évidence un changement important de vitesse de croissance au niveau de la première marque de croissance. Comme les arbres avec leurs cernes, les os enregistrent en effet la rythmicité sous la forme de lignes d’arrêt de croissance, à périodicité généralement annuelle.
Ce résultat a été confirmé par l’analyse d’autres plésiosaures (Cryptoclidus, Plesiosaurus). La position de cette première marque de croissance a suggéré que ce plésiosaure basal pouvait atteindre env. 60 % de sa taille au terme de sa première année. Ceci implique donc une vitesse de croissance très élevée ! Les auteurs ont suggéré que les capacités métaboliques de ces plésiosaures auraient facilité leurs capacités à nager sur de longues distances associées à leur nage en mer ouverte.
De très gros bébés
Photo du spécimen de femelle gravide (avec fœtus entouré) exposé au Natural History Museum de Los Angeles County. Author provided
© R. CrippsUne étude parue en 2019, conduite par des chercheurs américains et allemands s’intéresse cette fois à un fossile extraordinaire : un plésiosaure gravide ! De tels fossiles sont naturellement extrêmement rares et sont porteurs d’informations précieuses pour mieux comprendre la biologie de ces organismes et notamment concernant leur reproduction, développement et croissance. Ce spécimen est un polycotylidé, famille de plésiosaures à cou relativement court et crâne allongé du Crétacé. Il a été décrit en 2011 par des chercheurs américains. La description du fœtus a suggéré que cet organisme pouvait atteindre 40 % de sa taille adulte à la naissance.
Les chercheurs ont analysé les tissus du fœtus et ceux de la mère, ainsi que ceux d’autres polycotylidés illustrant des stades de croissance différents. Prélever le tissu osseux sur des os non isolés relève parfois du challenge, comme cela a été le cas ici, où une méthode de carottage a été appliquée.
T. Wintrich (co-auteure de l’étude) pratiquant un carottage dans un des os de la femelle. Author provided
© NHMLALes auteurs ont pu confirmer les estimations de stade de croissance des différents os de l’échantillon. Ils ont pu mettre en évidence, sur un spécimen de nouveau-né, une nouvelle marque de croissance illustrant un changement important dans l’orientation des canaux vasculaires mais cette fois sans changement de la nature des tissus. Cette ligne est interprétée comme une ligne néonatale, qui marque donc la naissance. Sa position suggère que le fœtus atteindrait 40 % de sa taille à la naissance (l’équivalent chez nous d’un enfant de 6 ans !).
Illustration de la ligne de naissance observable chez un polycotylidé nouveau-né (indiquée par des flèches). Modifiée d’après O’Keefe et coll. 2019, Author provided
© O’KeefeCe résultat confirme la taille du fœtus observée sur le spécimen de femelle gravide. Ce qui aurait pu être interprété comme un cas isolé est au moins commun à deux spécimens. C’est peu mais ça fait une différence et ça laisse présager que ce schéma pourrait être généralisable au groupe. Chez les mammifères aussi, les formes marines ont un seul fœtus tandis que les formes terrestres en ont souvent plusieurs. Cela pourrait être lié aux dangers de l’environnement aquatique pour un nouveau-né.
Ces travaux ont montré une croissance très rapide du fœtus et du nouveau-né chez les plésiosaures. La présence de ces marques de croissance est très intéressante. D’autres découvertes sont nécessaires pour voir dans quelle mesure ce qui est observé chez les polycotylidés d’une part, chez les autres plésiosaures étudiés d’autre part, serait généralisable à l’ensemble des plésiosaures. À suivre donc…
Le Mésozoïque dans l'histoire de la vie
Autrice
Alexandra Houssaye, Chercheuse Paleobiologie/Morphologie fonctionnelle, Muséum national d’histoire naturelle (MNHN). Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original. Article publié le 16 avril 2019.
