Une redécouverte paléontologique remet en question l’évolution de la peau et de ses dérivés
Un petit reptile fossile, subtil et inoffensif, nommé Mirasaura grauvogeli – « le reptile merveilleux de Grauvogel » – provoque une remise en question sur l’évolution de la peau et de ses annexes comme les plumes et les poils.
Ces fossiles récemment découverts, datant du Trias moyen (il y a 247 millions d’années) sur le site du Grès à Voltzia dans le nord-est de la France, ont conservé des traces de caractéristiques de tissus mous parmi les plus remarquables jamais décrites chez les reptiles anciens. Nous sommes deux des auteurs d’un nouvel article publié dans Nature à ce sujet.
Ces fossiles révèlent que le Mirasaura, un reptile arboricole, possédait une crête impressionnante le long de son dos. Cette crête est constituée d’appendices allongés qui ne sont ni des écailles, ni des plumes, ni des poils.
Jusqu’à présent, on pensait que des excroissances cutanées complexes comme les plumes n’étaient apparues que bien plus tard – chez les oiseaux, les dinosaures et les ptérosaures, probablement issues d’une origine unique chez l’ancêtre commun de ces animaux. Chez tous les autres types de reptiles, les seules excroissances cutanées présentes sont des écailles.
Mirasaura a bouleversé ce paradigme de manière spectaculaire. Par rapport à la taille de son corps, les longues lames de sa haute crête dorsale sont énormes. Un examen plus attentif révèle que cette crête est composée d’appendices individuels qui se chevauchent, chacun avec une crête centrale étroite et un contour lobé, similaire à la tige et à la forme des plumes.
Cependant, les structures fossiles semblent manquer de l’architecture fine et ramifiée caractéristique de la plupart des plumes chez les oiseaux modernes. De plus, Mirasaura n’est pas apparenté aux oiseaux, aux dinosaures ou aux ptérosaures, mais appartient plutôt à un groupe très ancien de reptiles, les drepanosauromorphes, connus uniquement du Trias.
Les tissus mous de Mirasaura sont conservés sous la forme d’un film mince marron, riche en mélanosomes fossiles – structures cellulaires qui contiennent le pigment mélanine durant la vie. Les recherches menées par notre équipe à l’University College Cork et d’autres ont révélé une préservation étendue de mélanosomes fossilisés chez les vertébrés anciens. Ces granules de pigment peuvent effectivement être utilisés pour reconstituer les motifs de couleur basés sur la mélanine chez les animaux éteints.
Nos recherches ont également montré que les mélanosomes fossiles peuvent aider à reconstruire l’anatomie des tissus mous des animaux fossiles, car les mélanosomes de différents tissus corporels ont des formes et des tailles différentes. Notre examen complet des tissus mous fossilisés de Mirasaura, couplé à une analyse statistique rigoureuse des mélanosomes préservés, révèle que leur géométrie est cohérente avec celle des mélanosomes dans les plumes, mais pas avec ceux trouvés dans les poils et dans la peau des reptiles. Cela suggère fortement que les appendices cutanés de Mirasaura partagent des caractéristiques de développement communes avec les plumes.
Les structures de Mirasaura étaient-elles alors des plumes? La lame continue de tissus mous de chaque côté de l’axe central ne montre aucune preuve de ramification, qui est une caractéristique définissante de la plupart des plumes chez les oiseaux, les dinosaures et les ptérosaures. Cependant, la structure simple et non ramifiée de certaines plumes particulières chez les oiseaux – comme les soies de la « barbe » du dindon – complique les choses. Des filaments non ramifiés similaires sont connus chez de nombreux dinosaures et ptérosaures, et sont largement considérés comme représentant des plumes simples.
Certains fossiles de dinosaures possèdent même des plumes aplatis en bandes qui manquent de ramification mais possèdent un axe central, considéré par certains experts comme un type de plume – éteint – inhabituel. La ressemblance entre ces structures fossiles et les excroissances cutanées de Mirasaura est-elle superficielle ou indique-t-elle des liens évolutifs plus étroits? Cela reste à déterminer.
De manière intrigante, les recherches sur l’embryon de poulet en développement montrent que les plumes peuvent perdre leur structure ramifiée lorsque certains gènes sont manipulés. Nous examinons actuellement de manière plus détaillée la morphologie et la composition des structures de Mirasaura pour nous aider à interpréter leur anatomie de manière plus définitive.
Quel que soit le type d’excroissance cutanée qu’elles représentent, nos analyses de l’anatomie de Mirasaura le positionnent, ainsi que d’autres reptiles drepanosauromorphes, à la base de l’arbre des reptiles. Cela soutient les données de la biologie du développement indiquant que la base génétique pour la croissance des appendices cutanés complexes a probablement été originaire de la période Carbonifère, il y a plus de 300 millions d’années.
Mirasaura fournit donc la première preuve directe que des appendices cutanés complexes sont apparus tôt durant l’évolution des reptiles, et ne sont pas uniques aux ptérosaures, aux oiseaux et aux autres dinosaures.
Nous devons ces nouvelles perspectives à des efforts de conservation minutieux, qui rappellent l’importance cruciale des collections d’histoire naturelle dans la préservation de notre patrimoine naturel.
Les premières découvertes des restes de Mirasaura ont été mises au jour dans les années 1930 par le collecteur de fossiles Louis Grauvogel. Après des décennies dans la famille Grauvogel, ces spécimens ont été donnés au Musée d’État d’Histoire Naturelle de Stuttgart en 2019, où une préparation minutieuse a révélé leur véritable importance.
Aujourd’hui, les spécimens de Mirasaura nous obligent à accepter qu’avant même l’ère des dinosaures, les reptiles évoluaient avec des traits anatomiques frappants normalement associés à des fossiles bien plus récents. Cela ajoute une dimension intrigante aux recherches futures sur les origines des plumes, incitant les paléontologues à considérer des fossiles de groupes de reptiles plus diversifiés – et de périodes antérieures à l’apparition des dinosaures et de leurs ancêtres directs.
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Pierre Dupont est journaliste spécialisé dans l’actualité européenne. Il vous guide au cœur des événements en France et sur le continent avec rigueur et clarté.
