Les dinosaures théropodes ont développé des mâchoires plus robustes au fil du temps, leur permettant de consommer des aliments plus coriaces, révèle une nouvelle étude.
Les chercheurs ont utilisé la modélisation numérique et la simulation informatique pour découvrir une tendance commune au renforcement de la mâchoire chez les théropodes – l’expansion de la partie de la mâchoire arrière dans tous les groupes, ainsi que l’évolution d’une mâchoire renversée chez les carnivores et d’une mâchoire renversée chez les herbivores.
Publication de leurs conclusions aujourd’hui (16 décembre 2021) dans la revue Biologie actuelle, les scientifiques ont révélé que l’analyse biomécanique a montré que ces changements de forme rendaient les mâchoires plus stables mécaniquement lors de la morsure, minimisant ainsi le risque de fracture osseuse.
L’équipe internationale, dirigée par des scientifiques du Université de Birmingham, a créé des modèles numériques de plus de 40 mâchoires inférieures de cinq groupes de dinosaures théropodes différents, y compris des carnivores typiques comme le tyrannosaure et le vélociraptor, et des herbivores moins connus comme les ornithomimosaures, les thérizinosaures et les oviraptorosaures.
Fion Waisum Ma, chercheur au doctorat à l’Université de Birmingham, qui a dirigé l’étude, a déclaré : « Bien que les dinosaures théropodes soient toujours décrits comme des prédateurs redoutables dans la culture populaire, ils sont en fait très diversifiés en termes de régimes alimentaires. Il est intéressant d’observer que les mâchoires deviennent structurellement plus fortes au fil du temps, à la fois chez les carnivores et les herbivores. Cela leur donne la capacité d’exploiter une gamme plus large de produits alimentaires.
Reconstitution de la vie de la faune de la formation Iren Dabasu du Crétacé supérieur, montrant des dinosaures théropodes de divers régimes alimentaires. Une telle partition de niche alimentaire pourrait avoir contribué à la diversification des dinosaures théropodes, ce qui a finalement conduit à l’évolution des oiseaux modernes. Espèces représentées : Gigantoraptor, Garudimimus, Neimongosaurus et Velociraptor. Crédit : Gabriel Ugueto
« Les dinosaures théropodes ont subi des changements alimentaires extrêmes au cours de leur histoire évolutive de 165 millions d’années. Ils ont commencé comme carnivores, puis ont évolué vers des carnivores, des omnivores et des herbivores plus spécialisés. Étudier comment leur mécanique alimentaire a changé est également essentiel pour comprendre les transitions alimentaires chez d’autres animaux vertébrés. »
Par exemple, chez les carnivores comme les tyrannosauroides, une forme précoce comme Guanlong avait une mâchoire relativement mince et droite. Mais des formes ultérieures telles que Tarbosaurus et Tyrannosaurus ont développé des mâchoires plus profondes avec la partie avant se pliant vers le haut, ce qui augmente la force de la mâchoire.
Avoir une mâchoire renforcée est particulièrement important pour les théropodes herbivores, car leurs mâchoires subissent un stress considérable dû à la culture répétitive des plantes. Les herbivores comme Erlikosaurus et Caudipteryx ont des mâchoires extrêmement inclinées vers le bas qui pourraient aider à dissiper un tel stress.
Le Dr Stephan Lautenschlager, maître de conférences à l’Université de Birmingham et auteur principal de l’étude, a déclaré : « Il est fascinant de voir comment les dinosaures théropodes ont développé différentes stratégies pour augmenter la stabilité de la mâchoire en fonction de leur régime alimentaire. Ceci a été réalisé grâce au remodelage osseux – un mécanisme par lequel l’os est déposé dans les régions de la mâchoire qui subissent des contraintes élevées pendant l’alimentation.
Les chercheurs ont étudié les mécanismes d’alimentation des tyrannosauridés au cours de la croissance et ont observé que les mâchoires plus profondes et plus tournées vers le haut des théropodes adultes, tels que le Tyrannosaurus et le Tarbosaurus, sont structurellement plus solides que celles de leurs formes juvéniles.
Le Dr Lautenschlager a ajouté : « La similitude entre le renforcement de la mâchoire au cours de la croissance et au fil du temps suggère que les modèles de développement chez les dinosaures juvéniles ont finalement affecté l’évolution de l’ensemble du groupe. Cela a probablement facilité l’évolution de la mâchoire des dinosaures théropodes et leur succès global pendant plus de 150 millions d’années.
Référence : « Tendances macroévolutives de la mécanique de l’alimentation des dinosaures théropodes » par Waisum Ma, Michael Pittman, Richard J. Butler et Stephan Lautenschlager, 16 décembre 2021, Biologie actuelle.
DOI : 10.1016/j.cub.2021.11.060
