Archaeopteryx

Archéoptéryx
Archæopteryx
Classification
Règne	Animalia
Embranchement	Chordata
Sous-embr.	Vertebrata
Classe	Aves
Ordre
Famille
Archæopterygidæ Huxley, 1871
Genre
Archæopteryx von Meyer, 1861
Espèces de rang inférieur
Archæopteryx lithographica [1] Archæopteryx bavarica Archæopteryx siemensi
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Les archæoptéryx ou archéoptéryx (Archæopteryx) forment un genre d'animaux disparus, reconnus comme les oiseaux les plus anciens connus. Ces animaux tropicaux, d'une longueur inférieure à 60 cm, ont vécu à la fin du Jurassique, il y a 156 à 150 Ma^[2] dans un environnement alors insulaire, qui se situe aujourd'hui en Allemagne.

Les découvertes d'archéoptéryx ont beaucoup contribué à l'affirmation de la théorie la plus courante de l'histoire évolutive des oiseaux à savoir que les oiseaux descendent des dinosaures de l'ordre des théropodes.

Morphologie

Hormis les proportions des ailes particulièrement identiques à celles des oiseaux modernes, les squelettes d'archéoptéryx ressemblent de façon surprenante à ceux d'un petit dinosaure bipède comme le cœlurosaure Compsognathus, et la majorité des paléontologues pensent ainsi qu'ils dériveraient de ce type de dinosaure théropode, comme les Dromæosauridæ, les célèbres dinosaures à griffes. La ressemblance de leur squelette est telle que le «premier» spécimen d'Archæopteryx découvert en Allemagne, en 1861, fut confondu avec celui de Compsognathus, jusqu'à ce qu'on remarque ultérieurement l'empreinte des plumes. Les archéoptéryx possèdent à la fois des caractéristiques de dinosauriens archaïques et d'oiseaux actuels.

Ses caractères d'oiseau volant

• Ses ailes remarquablement développées, identiques à celles des oiseaux volants modernes [A].
• Son plumage : des rémiges asymétriques avec des plumules à la base. Leur forme suggère que l'animal était homéotherme.
• Le découpage asymétrique typique des plumes démontre la spécialisation et l'aptitude des archéoptéryx pour le vol tandis que celles retrouvées chez les dinosaures à plumes sont symétriques (et par conséquent certainement impropres au vol).
• La position basse de son orteil retourné [B].
• Bassin dont l'ischion et le pubis sont orientés vers l'arrière. Au cours de l'évolution des ancêtres des archéoptéryx, des vertèbres s'ajoutent à la ceinture pelvienne, et l'orientation du pubis change, le pubis pointe vers l'avant et vers le bas ; puis il recule et , chez les oiseaux, il devient parallèle à l'ischion, conférant aux archéoptéryx un caractère aviaire. Le partage de ces caractéristiques par les oiseaux et par d'autres maniraptoriens témoigne de leur origine commune [C].
• Une fourchette ou furcula robuste, en forme de boomerang, constituée par la jonction des 2 clavicules sur laquelle venaient s'insérer les muscles de vol [D].

Ses caractères d'intermédiaire structural

• Absence de bréchet véritable, mais peut-être en «ébauche», avec un simple sternum.
• L'alignement des rectrices à raison d'une paire par vertèbre (et non pas en éventail comme chez les oiseaux actuels).

Ses caractères «archaïques» de dinosaurien théropode

• Les pattes à 3 doigts opposés à l'orteil retourné (dirigé vers l'arrière) [B]. Il n'y a pas de tarsométatarsien complexe, mais les trois métatarsiens centraux sont libres les uns comparé aux autres sur presque toute leur longueur, n'étant certainement soudés qu'à leur extrémité proximale. La fusion avec les éléments du tarse était aussi imparfaite.
• Les ailes pourvues de 3 doigts griffus, chacun bien scindé des autres [F] (contrairement aux oiseaux actuels chez qui ils sont partiellement soudés).
• Les mâchoires aux petites dents pointues positionnées dans des alvéoles (remplacées chez les oiseaux par un bec corné et édenté) ^[2].

• Une longue queue osseuse : 25 vertèbres présacrées libres, 6 vertèbres dans la région du sacrum et une vingtaine non soudées dans la queue (la queue des oiseaux modernes est réduite à un «moignon», le pygostyle) [G]. La queue ne peut quasiment qu'avoir des mouvements à sa base de bas en haut du fait de la morphologie des ligaments et des tendons qui la fixent^[3]. Il n'y a aucune preuve d'un contrôle musculaire significatif des rectrices de l'animal^[3].
• Museau, comparable à ceux d'Ornithomimidæ comme le Gallimimus, comportant des narines moins allongées, et positionnées plus en avant que chez l'oiseau.
• Fosse préorbitaire du crâne plus grande et présence d'un postorbitaire et d'un postfrontal.
• Mandibule positionnée assez haut en arrière.
• On pense que les archéoptéryx possédaient de petits muscles de vol^[3]. Ces muscles, s'ils sont identiques à ceux des reptiles, sont alors puissants mais sûrement moins endurants que ceux des oiseaux.
• Présence de gastralia, des plaques osseuses dermiques ventrales.

Les fossiles trouvés ont la taille d'un pigeon.

Les plumes

Les plumes des archéoptéryx ont été particulièrement étudiées, surtout grâce au spécimen bien conservé de Berlin. Cependant, comme nous ne savons pas formellement si l'ensemble des fossiles trouvés sont de la même espèce, il importe que chaque étude précise sur quel spécimen elle porte. Les plumes du corps du spécimen de Berlin sont moins bien conservées que les plumes des ailes. L'archeopteryx de Berlin possède de longues plumes qui recouvrent ses pattes comme un pantalon. Certaines de ses plumes semblent avoir une structure habituelle, mais sont en partie décomposées (i. e. en barbicelles comme les ratites^[4]), le restant étant ferme et par conséquent donnant la possibilité le vol^[5].

Le vol

Comme il manque à l'archéoptéryx une articulation spéciale dans les ailes, qui aurait permis une rotation humérale indispensable au mouvement ascendant, on sait qu'il ne pouvait pas décoller comme les oiseaux modernes. Qui plus est , les chercheurs ont remarqué l'absence de dispositif d'emboitement pour exécuter un battement d'aile rapide durant l'atterrissage. La surface alaire est aussi controversée^{[6], [7]}. Cependant, s'il ne pouvait pas mettre en œuvre l'effet de sol des oiseaux, cela n'implique pas obligatoirement qu'il ne puisse décoller^[8] à la manière des albatros.

Cette question fait toujours débat, certains scientifiques pensant que l'archéoptéryx pouvait voler, d'autres qu'il pouvait planer. Des découvertes récentes suggèrent par exemple qu'e l'effet de sol n'est pas obligatoirement exclu^[9]. S'il pouvait voler et qu'il était poïkilotherme, il devait être capable de voler vigoureusement, mais certainement sur une distance courte (on estime alors son endurance de vol à un peu plus de 1 km). S'il était homéotherme, il devait manquer de puissance musculaire et avoir besoin de décoller depuis un promontoire.

Chronologie

Éthologie

On ne connaît pas bien le mode de vie de l'archéoptéryx. Sa puissance musculaire était nettement plus faible que celle des oiseaux actuels. Il vivait certainement dans les arbres, se nourrissant des insectes qu'il y trouvait, se déplaçant d'arbre en arbre à la fois en battant des ailes et en planant. Les paléontologues sont divisés sur la question de son envol : était-il capable de s'envoler à partir du sol en courant ou devait-il au préalable grimper sur un arbre ? On pencherait aujourd'hui plutôt vers la seconde solution, car ses muscles thoraciques étaient insuffisamment développés (faute d'un bréchet développé), et ses griffes ressortant des ailes devaient l'aider à s'agripper lors de son escalade. En 2004, on a par contre établi que son cerveau était plus volumineux que celui de la majorité des dinosaures ; ceci est reconnu par de nombreux scientifiques comme indispensable pour voler correctement^[10] quoique cette obligation ait été remise en question^[11]. On suppose par conséquent qu'il se nourrissait d'insectes, de carcasses de poissons ou de vers. Il devait être capable de saisir ses plus grosses proies avec ses pattes. L'environnement indique qu'il devait être semi-arboricole, se déplaçant à la fois sur terre et dans les arbres. Sa taille suggère qu'il aurait pu être la proie des prédateurs efficaces que sont les ptérosaures, selon certains auteurs ; cela peut expliquer pourquoi il ne volait pas haut. En effet, il serait devenu une proie facile pour les ptérosaures^[3].

Répartition

L'archéoptéryx vivait dans un archipel d'îles des mers tropicales, proches de l'équateur. Ces îles se tiennent sur la partie de croûte terrestre qui allait donner naissance au continent européen actuel, suite aux phénomènes tectoniques. Les spécimens complets ont été découverts dans le sud de l'Allemagne^[2].

Les calcaires riches et diversifiés de Solnhofen, dans lesquels l'ensemble des spécimens d'archéoptéryx ont été trouvés, datent du Jurassique. Le climat semble avoir été plus ou moins aride car les plantes trouvées présentent des adaptations à ce genre de milieu, surtout énormément d'arbustes d'une taille inférieure à trois mètres (au contraire de l'imagerie populaire^[12]). Il n'a pas non plus été trouvé d'animaux dulçaquicoles. On suppose aussi que la saison sèche devait être longue^[13]. On y trouve des Cycadophytes et des conifères avec la plupart d'insectes, de petits lézards, des Ptérosaures tels que Rhamphorhynchus et des Compsognathus^[14]. Les fossiles de Rhamphorhynchus sont suffisamment nombreux pour considérer que ces animaux vivaient sur ce site et n'étaient pas simplement de passage^[12] et que cette zone était assez proche de la mer et assez plate. La fréquence des fossiles d'Archæopteryx indique que ceux-ci étaient nettement moins nombreux que les Rhamphorhynchus. La conservation excellente des fossiles d'archéoptéryx et de ceux d'autres espèces semble indiquer que ces animaux sont morts quasiment à l'endroit même ou ils ont été enfouis et fossilisés.

Systématique

Spécimens

Les dix fossiles et la plume fossile trouvés sont reconnus comme appartenant à une même espèce par certains auteurs ; ce fait est discuté par d'autres.

1. La plume a été découverte en 1860, puis décrite l'année suivante par Hermann von Meyer. Elle est aujourd'hui exposée au Museum für Naturkunde der Humboldt-Universität zu Berlin. Certains éléments laissent penser que cette plume n'est pas issue de la même espèce que les autres fossiles^[15].
2. Peu de temps plus tard, le premier squelette, connu comme le spécimen de Londres (BMNH 37001) a été découvert en 1861 près de Langenaltheim en Allemagne. Il a été offert à Karl Häberlein, un médecin local, en échange de services médicaux. Ce dernier l'a vendu au Muséum d'histoire naturelle de Londres^[14]. Le fossile n'est pas complet, il manque une partie de la tête. Richard Owen le décrit en 1863 et rapproche la plume de l'animal. Dans une édition de L'Origine des espèces (type. 10, pp. 335.336), Charles Darwin, à la vue du travail d'Owen, déclare que l'espèce est une forme transitoire entre les reptiles des oiseaux.
3. Le spécimen de Berlin (HMN 1880) a été découvert en 1876 ou 1877 sur le site de Blumenberg près de Eichstätt en Allemagne par Jakob Niemeyer, qui l'échange à Johann Dörr contre une vache. En 1881, ce dernier met en concurrence le Museum für Naturkunde der Humboldt-Universität et le Muséum d'histoire naturelle Peabody de Othniel Charles Marsh. Le musée de Berlin fait l'acquisition grâce à Werner von Siemens^[16]. Décrit en 1884 par Wilhelm Dames, c'est le spécimen le plus complet. Il le classe dans une nouvelle espèce, Archæopteryx asiemensii.
4. Composé d'un torse, sans queue ni tête, le spécimen de Maxberg (S5) a été découvert entre 1956 et 1958 vers Langenaltheim et a été décrit en 1959 par F. von Heller. Il appartenait à Eduard Opitsch qui l'avait prêté au Musée de Maxberg à Solnhofen. On s'est aperçu de sa disparition quand le musée a dû rendre le spécimen à la mort de son propriétaire en 1991. Ce spécimen a pu être volé.
5. Le spécimen de Haarlem ou spécimen de Teyler (TM 6428) a été découvert en 1855 aux alentours de Riedenburg en Allemagne et a été décrit comme un Pterodactylus crassipes en 1875 par von Meyer. Il a été reclassé en 1970 par John Ostrom et est aujourd'hui situé au Teylers Museum à Haarlem. C'était le plus ancien spécimen, en dépit d'erreur de classification. C'est aussi un des spécimens les moins complets, il ne comporte que des os des membres, des vertèbres cervicales isolées et des côtes.
6. Le spécimen de Eichstätt (JM 2257) a été découvert en 1951 ou 1955 sur le site de Workerszell près de Eichstätt et a été décrit par Peter Wellnhofer en 1974. Il est aujourd'hui situé au Jura Museum de Eichstätt. C'est le plus petit spécimen mais c'est celui qui a la tête la mieux conservée. Sa morphologie suggère que c'est peut-être une espèce d'un autre genre, aussi le nom de Jurapteryx recurva a été proposé. Mais en l'absence de certitude, les écarts constatés reflétant peut-être une certaine variabilité de l'espèce, certains auteurs le nomment Archæopteryx recurva.
7. Le spécimen de Solnhofen (BSP 1999) a été découvert dans les années 1960 à Eichstätt en Allemagne et a été décrit en 1988 par Peter Wellnhofer. Aujourd'hui situé au Bürgermeister-Müller-Museum de Solnhofen, il a été classé originairement comme Compsognathus par un collectionneur amateur. C'est le plus grand spécimen connu et peut appartenir à un autre genre ; son nom serait alors Wellnhoferia grandis. Il manque uniquement une portion du cou, de la queue, de la colonne vertébrale et de la tête.
8. Le spécimen de Munich jadis connu sous le nom de spécimen de Solnhofen-Aktien-Verein (S6), a été découvert dans les environs de Langenaltheim et a été décrit en 1993 par Peter Wellnhofer. Il est situé aujourd'hui au Paläontologisches Museum München. Ce qu'on avait pris originellement pour un sternum osseux s'avère être une partie du coracoïde^[17] mais un sternum cartilagineux a pu être présent. Uniquement l'avant de sa face manque. On a suggéré comme nom Archæopteryx bavarica.
9. Un huitième spécimen fragmentaire, le spécimen de Bürgermeister-Müller a été découvert en 1997 et il est conservé aujourd'hui au Musée Bürgermeister-Müller. Outre les restes découverts, un fossile fragmentaire supplémentaire a été trouvé en 2004.
10. Détenu dans une collection privée, le spécimen de Thermopolis (WDC CSG 100) a été découvert en Allemagne et a été décrit en 2005 par Gerald Mayr et Burkhard Pohl. Donné au Wyoming Dinosaur Center à Thermopolis dans le Wyoming, il a la tête et les pattes bien préservées. L'essentiel du cou et la mâchoire inférieure n'ont pas été conservées. Le spécimen "Thermopolis" a été dépeint dans le numéro du 2 décembre 2005 de Science comme «un spécimen d'archéoptéryx bien conservé pour ses traits de théropodes». Cet archéoptéryx dispose d'un doigt de patte renversé, caractère qui chez les oiseaux est une limitation pour se percher et implique une vie terrestre. Cela a été interprété comme la preuve d'une ascendance tétrapode. Le second orteil hyper-extensible de ce spécimen rappelle aussi les Deinonychosauria^[18]. Ce dixième spécimen, le plus récent, a été appelé Archæopteryx siemensii en 2007^[19]. Le spécimen, aujourd'hui au Muséum Senckenberg de Francfort, est reconnu comme le plus complet et le mieux conservé des archéoptéryx^[19].

Phylogénie et origine

Archæopteryx pourrait former une branche des théropodes voisine de celle des oiseaux contemporains. Le cladogramme suivant suit la proposition de Norell et al. 2006, les noms des clades reprenant les propositions de Sereno, 2005^{[20], [21]}.

L'histoire de la naissance des oiseaux n'est pas totalement établie. Cependant, il faut préciser que les Archæopterygidea sont (actuellement) reconnus comme les "premiers" oiseaux. On ne peut affirmer que ces quelques spécimens de cette (ou ces) espèce (s), particulièrement située (s), soient les ancêtres directs des oiseaux. Ils sont plutôt un reste de l'évolution de lignées de théropodes à plumes vers ce qui a conduit aux oiseaux modernes.

Taxonomie

Archæopteryx dérive du grec ancien ἀρχαῖος [archaios], «vieux»; πτερυξ [pteryx], «plume» ou «aile». Plusieurs douzaines de noms ont été publiées pour les spécimens évoqués ci-dessus. Habituellement le type appelé Archæopteryx lithographica est décrit par von Meyer à partir de la plume isolée. En 1960, W. E. Swinton a proposé que le nom de A. lithographica soit transféré officiellement de la plume au spécimen de Londres^[22]. L'ICZN a supprimé la pléthore de noms alternatifs proposés originellement pour les premiers spécimens réduits^[23] qui avait résulté de la controverse et des railleries de Johann Andreas Wagner qui nommait le fossile Griphosaurus problematicus c'est-à-dire la «Charade-lézard problématique»^[24]. Qui plus est , les noms de fossiles donnés quand on pensait que ces fossiles étaient ceux de ptérosaures ont été aussi supprimés.

Comme l'appartenance ou non à la même espèce n'est pas particulièrement claire^[25], plusieurs noms sont conservés. C'est le cas pour les spécimens de Thermopolis, Munich, Eichstätt et Solnhofen qui changent de ceux de Berlin, Londres, Haarlem. Les spécimens n'ont pas la même taille et changent par les proportions des doigts mais aussi par la finesse de la tête, la présence d'un sternum et la denture. Cependant ces différences pourraient s'expliquer par une simple différence d'âge au moment de la mort.

Enfin, la plume isolée est le spécimen le plus discordant. Sa proportion et sa forme laissent penser qu'elle appartenait à un théropode garni de plumes non toujours découvert. Comme cette plume a servi à décrire le genre, cela explique en partie la confusion nomenclaturale.

L'archéoptéryx et la Science

Rôle dans l'histoire de l'ornithologie

Le premier fossile découvert en 1855 n'a pas été identifié comme un oiseau par von Meyer mais comme un ptérosaure. En 1860 est découverte la plume fossilisée confirmant que des oiseaux devaient vivre au Crétacé. Mais ce n'est qu'en 1861, avec la découverte du spécimen de Londres que naît la controverse sur l'histoire évolutive d'oiseaux. Charles Darwin qui avait publié deux ans plus tôt L'Origine des espèces, déclare que le fossile doit être une forme transitoire. Johann Andreas Wagner, un opposant à la théorie de Darwin, directeur du Musée de Paléontologie de Munich, identifie en 1862 le fossile comme étant celui d'un reptile, le Griphosaurus et ironise sur les théories évolutionnistes. En 1863, Richard Owen, spécialiste des dinosaures du British Museum y voit un oiseau alors que le naturaliste britannique Thomas Huxley est le premier à affirmer que c'est bien une forme transitoire. Il se demande aussi si les dinosaures n'auraient pas été des animaux à sang chaud (comme les oiseaux) plutôt qu'à sang froid (comme les reptiles) dans son ouvrage On the Animals which are Most Nearly Intermediate between Birds and Reptiles (littéralement : Sur les animaux qui sont les plus proches intermédiaires entre les oiseaux et les reptiles) publié auprès de la Société géologique de Londres. En comparant l'anatomie de l'archéoptéryx et celle d'un autre fossile bavarois, le petit Compsognathus, il recense quatorze caractéristiques communes et voit entre eux un lien de parenté. Son hypothèse tomba dans l'oubli, la théorie de Owen étant dominante.

En 1876, le spécimen de Berlin est découvert, puis sept autres fossiles au cours du XX^e siècle. Le spécimen de Haarlem n'est identifié comme étant un archéoptéryx qu'en 1970. À la fin des années 1960, un siècle après la communication controversée de Huxley, John Ostrom, de l'Université Yale, décrit le squelette du théropode du groupe des maniraptoriens Deinonychus, prédateur aux griffes en faucille et grand comme un adolescent humain, qui rôdait dans le Montana il y a 115 Ma. Ostrom identifie un ensemble de caractères communs aux oiseaux, dont Archæopteryx, ainsi qu'à d'autres théropodes, comme Oviraptor ou Deinonychus, mais que ne possèdent pas les autres Sauropsida. Il en déduit que les oiseaux descendent directement des théropodes. Max Fürbringer forme une sous-classe à part (Saururæ ) pour l'Archæopteryx.

Tous les fossiles d'archéoptéryx proviennent du sud de l'Allemagne, en Bavière, et se sont conservés dans le calcaire de Solnhofen. L'archéoptéryx est , par conséquent, une des espèces fossiles les plus célèbres de par sa position de «chaînon manquant» entre les reptiles et les oiseaux. Il a été fréquemment utilisé comme un argument probant en faveur de l'évolution des espèces si bien que par ses caractères intermédiaires évidents, l'archéoptéryx a été une cible privilégiée pour les détracteurs de la théorie de l'évolution. Cependant, archéoptéryx n'est peut-être pas un ancêtre direct des oiseaux modernes (cf. ci-dessus).

Des propositions controversées

En 1985, les astronomes britanniques Fred Hoyle et N. C. Wickramasinghe ont suggéré que l'évolution des oiseaux et des mammifères, mais aussi la disparition des dinosaures, étaient dues à une pluie virale venant de l'espace à la fin du Crétacé. L'archéoptéryx, datant de plus de 80 millions d'années avant le Crétacé supérieur, permet d'écarter cette théorie. Hoyle et Wickramasinghe ont alors prétendu que les spécimens d'archéoptéryx étaient des faux. On a cependant aisément prouvé qu'ils étaient bien authentiques. La revue Science a réagi vivement à l'époque par un article démontrant l'authenticité d'Archæopteryx.

En 1991, Sankar Chatterjee annonce qu'il a identifié un fossile d'oiseau plus ancien qu'Archæopteryx. Cet animal appelé Protoavis et trouvé en 1984, vivait entre 210 et 235 Ma. Mais le fossile est trop mal conservé pour qu'on puisse évaluer sa capacité à voler. Il n'est pas reconnu par tous comme étant un oiseau, l'archéoptéryx reste le plus ancien des oiseaux.

Archéoptéryx dans la culture

L'archéoptéryx, comme premier des oiseaux et chaînon manquant est bien connu du public. Un astéroïde important de la Ceinture principale, découvert en 1991, a été appelé (9860) Archæopteryx en l'honneur du genre^{[26], [27]}.

La pièce d'Alfred Jarry de 1897, «Ubu cocu» est aussi appelée l'«Archéoptéryx»^[28]. Dans un style précurseur du surréalisme, l'âme du père Ubu se constate cocu, père d'un vampire-archéoptéryx…

Dans son recueil de nouvelles, Le Temps Zéro, Italo Calvino a rédigé une nouvelle centrée sur la naissance de l'archéoptéryx, intitulée De l'origine des oiseaux. Dans ce recueil, comme dans Cosmicomics, Calvino part toujours d'un fait scientifiquement avéré et brode de façon créative sur ce dernier.

Voir aussi

Sources

• (fr) Archæopteryx, volatile controversé, Association FABULA
• (en) Per Christensen, Niels Bonde, «Body plumage in Archæopteryx : a review, and new evidence from the Berlin specimen», dans Comptes Rendus Palevol, vol.  3, 2004, p.  99–118 [texte intégral] 
• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu d'une traduction de l'article de Wikipédia en anglais intitulé «Archæopteryx» (voir la page de discussion) .

Références taxonomiques

• Référence The Paleobiology database : Archæopteryx von Meyer 1861 (en)

Liens externes

• (fr) Gigadino, le site sur la paléontologie et les fossiles. avec des dossiers et documentation
• (fr) Évolution, dinosaures et Oiseaux
• (fr) Dinosaures et oiseaux
• (en) Archæopteryx lithographica

Notes

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