Regard neuf sur les écosystèmes où vivaient les dinosaures près de la mer intérieure de l’Amérique du Nord

TORONTO, le 4 mai 2020 — Une équipe internationale de scientifiques a ouvert de nouvelles perspectives sur les anciennes communautés de dinosaures. Il y a 75 millions d’années, l’Amérique du Nord était scindée en deux par une mer intérieure peu profonde séparant l’Ouest et l’Est. La région occidentale abritait une grande diversité de dinosaures. Qu’un si grand nombre de gros animaux aient pu coexister sur un si petit territoire a laissé perplexes les scientifiques. Selon une hypothèse populaire, cette exceptionnelle diversité tiendrait à une division du territoire et des ressources alimentaires. Ainsi, les cératopsiens (dinosaures à cornes) auraient privilégié les zones côtières, tandis que les hadrosaures (dinosaures à bec de canard) préféraient les régions de l’intérieur. Il était impossible de confirmer cette hypothèse puisqu’on ne pouvait pas observer directement le comportement des dinosaures dans leurs écosystèmes.

Dans le but de résoudre cette énigme, des chercheurs du Musée royal de l’Ontario (ROM) et du Field Museum ont comparé la composition des isotopes stables dans des dents fossilisées provenant de ces dinosaures. Les isotopes stables sont des variétés d’éléments chimiques naturels (comme le carbone ou l’oxygène, par exemple) qui ne se transforment pas avec le temps. Lorsqu’un animal se nourrit ou s’abreuve, les isotopes stables que renferment ces ressources (carbone, oxygène, etc.) se retrouvent dans les tissus de l’animal, y compris dans l’émail de ses dents.

« Les sources d’eau et les types de nourriture consommés, ainsi que la physiologie de l’animal et de son habitat, produiront de petites différences dans le nombre relatif d’isotopes stables d’un élément donné, par exemple, le carbone 13 par rapport au carbone 12, dans les tissus du corps de l’animal, affirme Thomas Cullen, chercheur principal du projet, qui faisait partie de son doctorat récemment obtenu à l’Université de Toronto et au Musée royal de l’Ontario. Le fait de mesurer la proportion des différents isotopes d’éléments tels que le carbone ou l’oxygène dans des tissus comme l’émail des dents ouvre une perspective unique sur le régime alimentaire et l’habitat d’un animal disparu depuis des millions d’années. »

La nouvelle étude, une des plus importantes jamais menées sur un écosystème de dinosaures, a porté sur plus de 350 mesures isotopiques de 17 espèces différentes dont les fossiles ont tous été mis au jour dans un même gisement situé dans une zone humide. Chose exceptionnelle, les auteurs ont combiné ces données avec des mesures de 16 espèces vivant dans un milieu humide côtier de la Louisiane sur lesquelles l’équipe avait prélevé des échantillons. « En général, dans les études de ce genre, la quantité de données est beaucoup plus petite et ne tient pas compte des différences entre les écosystèmes de dinosaures et les écosystèmes modernes », affirme David Evans (Ph. D.), conservateur James et Louise Temerty de paléontologie des vertébrés au ROM et professeur agrégé d’écologie et de biologie évolutive à l’Université de Toronto. M. Evans, auteur principal de l’étude et directeur de thèse de Thomas Cullen, s’intéresse aux communautés de dinosaures depuis une quinzaine d’années. Il précise que cette étude compte parmi les plus complètes qui ont été menées sur un seul écosystème de dinosaures. « La Louisiane se prêtait à merveille à la comparaison avec les communautés de dinosaures sur lesquelles portait notre étude. Les conditions environnementales étaient probablement semblables, et plusieurs animaux qui y vivent ont probablement des modes de vie similaires à ceux associés aux écosystèmes de dinosaures. Ce qui a permis d’établir une base d’analyse solide de nos données. »

L’étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue scientifique Geology, compare la composition d’isotopes stables, dont le carbone, de chacune des espèces de cet écosystème primitif. Si les résultats révèlent de nombreuses tendances écologiques, la gamme d’isotopes stables de carbone et d’oxygène chez les gros dinosaures herbivores se recoupait fortement, réfutant du coup l’hypothèse s’articulant autour de l’habitat. « Nous avons été étonnés de constater que les gros herbivores ne semblaient pas répartis dans différents habitats, de dire M. Cullen, maintenant associé de recherche au Field Museum et chercheur postdoctoral à la NC State University. Ce qui semble indiquer qu’ils évitaient peut-être de se disputer la nourriture, changeant de zone d’alimentation selon les saisons ou s’alimentant de différentes parties des mêmes plantes. Compte tenu de l’abondance de plantes, la rivalité entre les animaux était peut-être inférieure à ce qu’elle est dans les écosystèmes modernes, réduisant ainsi le besoin de compartimenter leurs ressources. » Les fossiles de ce site ont également permis aux chercheurs de faire une évaluation étonnamment précise des conditions environnementales. En adoptant une approche fondée sur la moyenne des compositions d’isotopes d’oxygène des spécimens, ils ont réussi à effectuer de nouvelles estimations sur la moyenne des températures annuelles pour la région. Il y a 75 millions d’années, la moyenne dans cette région (du sud de l’Alberta jusqu’au nord du Montana) variait entre 16 et 20 °C, contraste saisissant avec la moyenne actuelle qui varie entre 5 et 7 °C.

« Les dinosaures vivaient dans un monde étrange. Les plantes à feuilles larges et à fleurs étaient beaucoup plus rares, et il faisait suffisamment chaud dans les hautes altitudes pour les crocodiliens, le dioxyde de carbone dans l’atmosphère était plus élevé qu’aujourd’hui et il y avait peu ou pas de glace aux pôles, affirme M. Cullen. Ça ne ressemble en rien à ce que nous avons connu, mais c’est peut-être ce qui nous attend. Il est donc critique que nous comprenions le fonctionnement des écosystèmes et des environnements dans de telles conditions afin de mieux nous préparer pour l’avenir. »

Illustration : Danielle Dufault © Musée royal de l'Ontario

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Renseignements
Communications du ROM : media@rom.on.ca

LE ROM
Ouvert en 1914, le Musée royal de l'Ontario fait connaître les arts, la culture et la nature du monde entier au fil des siècles. Le ROM, l’une des 10 institutions culturelles les plus réputées d’Amérique du Nord, est aussi le musée le plus important et le plus complet au Canada. Ses collections de classe mondiale réunissent plus de treize millions d’objets d’art et de spécimens naturels dans 40 galeries et salles d’exposition. Principal centre de recherche sur le terrain au pays et chef de file mondial pour ses découvertes originales, le ROM joue un rôle essentiel dans notre appréciation des arts, de la culture et de la nature. Le Musée, qui allie l’architecture de l’édifice historique et le style contemporain du Cristal Michael Lee-Chin créé par le Studio Daniel Libeskind, constitue à la fois un site d’intérêt national et une destination culturelle dynamique en plein centre de Toronto dont tous et toutes peuvent profiter.

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Situé sur le bord du lac Michigan à Chicago, le Field Museum dans son édifice actuel a ouvert ses portes en 1921, mais son histoire a débuté bien avant. Notre collection trouve son origine dans les objets présentés lors de l’Exposition universelle de 1893 dans la « Ville blanche ». L’exposition a ravi les visiteurs avec ses 65 000 objets (merveilles naturelles et artéfacts culturels), dont un grand nombre ont trouvé un toit permanent à Chicago dans le nouveau Field Columbian Museum. Le nom du Musée rend hommage à Marshall Field qui a contribué 1 million de dollars pour que le rêve collectif d’un musée permanent devienne réalité. Depuis l’ouverture du Musée en 1894, la collection s’est considérablement enrichie et réunit aujourd’hui plus de 40 millions d’artéfacts et de spécimens. Notre mandat s’est lui aussi élargi. Nous continuons de faire de la recherche sur les objets dans nos collections, de documenter des espèces autrefois inconnues, de préserver des écosystèmes dans notre région et partout dans le monde, de former des scientifiques en herbe, d’encourager les conversations transculturelles et beaucoup plus encore. Nous voulons transmettre aux générations futures une planète prospère.