Les dinosaures à long cou, appelés sauropodes, étaient les plus grands animaux à avoir jamais marché sur la Terre. Mais aujourd’hui, un squelette étonnamment complet découvert dans le nord du Zimbabwe nous rappelle que ces géants, dont certains atteignaient une masse de plus de 60 tonnes, ont connu des débuts un peu plus modestes.
Le nouveau fossile, publié aujourd’hui dans la revue Nature, est le plus ancien dinosaure découvert en Afrique, daté d’environ 230 millions d’années au cours de la période triasique. Cet animal est également l’un des plus anciens ancêtres connus des sauropodes, le groupe qui comprend les géants au long cou emblématiques tels que le Brachiosaurus et le Brontosaurus. Bien que l’animal ait été proche de la maturité lorsqu’il est mort, les experts estiment qu’il mesurait moins de 60 centimètres à la hanche.*
Avec une petite tête, une série de dents en forme de feuille et un cou de longueur modeste, « il ressemble presque à un dinosaure générique, si on demandait à un enfant de dessiner un dinosaure non carnivore », explique Chris Griffin, paléontologue de l’université de Yale, qui a mené les recherches alors qu’il était doctorant à Virginia Tech.
Son nom scientifique, Mbiresaurus raathi, rend hommage à Mbire, un empire historique du peuple Shona du Zimbabwe qui comprenait le site où le fossile a été mis au jour. Le dinosaure porte également le nom du paléontologue sud-africain Michael Raath, dont les travaux dans la région dans les années 1990 ont contribué à sa découverte.
En raison de son âge, le Mbiresaurus et d’autres fossiles trouvés à ses côtés nous éclairent sur la façon dont les dinosaures sont apparus et se sont répandus sur la Terre antique au cours du Trias, qui s’est étendu de 252 millions à 205 millions d’années. Le Trias, marqué par deux extinctions massives et par des changements climatiques majeurs, a été une période de transition critique pour la vie sur Terre. À cette époque, les lignées ancestrales de plusieurs groupes de reptiles importants ont commencé à se séparer les unes des autres, donnant naissance aux dinosaures, ainsi qu’aux crocodiles et aux reptiles volants appelés ptérosaures.
« C’est à ce moment-là que la magie opère », explique la paléontologue Kimi Chapelle, chercheuse postdoctorale à l’université de Witwatersrand en Afrique du Sud, qui n’a pas participé à la nouvelle étude.
Un nouveau site pour les anciens dinosaures
Des décennies de découvertes de fossiles suggèrent que les dinosaures sont apparus il y a environ 245 millions d’années dans les régions les plus méridionales de l’ancien supercontinent connu sous le nom de Pangée. Les masses terrestres qui subsistent dans le sud de la Pangée, aujourd’hui divisée entre l’Afrique, l’Amérique du Sud et l’Inde, contiennent des fossiles qui révèlent que les premiers dinosaures étaient loin d’être aussi grands et diversifiés qu’ils le deviendront plus tard. Petits, peu nombreux et insaisissables, ils ont vécu pendant une grande partie du Trias dans l’ombre d’un groupe d’anciens cousins crocodiliens connus sous le nom de pseudosuchiens.
Bien que la Pangée ait été une masse terrestre unique, son climat était très variable. Les étendues polaires du supercontinent étaient luxuriantes et hospitalières, mais les ceintures tropicales au nord et au sud de l’équateur étaient rudes : chaudes, arides et sujettes aux incendies.
« Dans la Pangée, on peut marcher du pôle nord au pôle sud. Il n’y a pas de barrières physiques géantes que nous pouvons voir, comme des chaînes de montagnes géantes », explique Sterling Nesbitt, coauteur de l’étude, paléontologue à Virginia Tech et ancien conseiller de thèse de Griffin. « Mais il y a des sortes de barrières climatiques ».
Grâce notamment à une subvention de la National Geographic Society, Griffin y est retourné fin juillet 2017 et a suivi les traces de Raath avec une équipe de paléontologues locaux. Il se souvient de la brise fraîche d’un matin d’hiver zimbabwéen qui faisait bruisser le feuillage le long des lits de rivière asséchés et des abeilles de la taille d’un moustique, appelées mouches mopane, qui bourdonnaient autour de leurs têtes alors que les chercheurs se mettaient au travail.
Presque immédiatement, ils ont trouvé la clé. « Le premier jour où nous nous sommes rendus dans cette zone, la quantité de fossiles tombant de la roche était écrasante », explique Griffin.
Le premier jour sur le terrain, la paléontologue zimbabwéenne et co-auteur de l’étude, Hazel Turavinga, a trouvé un fragment d’os de jambe qui a permis à l’équipe de savoir qu’elle était sur la bonne voie. Le lendemain, avant le déjeuner, Griffin a regardé par terre et a vu un fémur fossilisé sortir du sol. En déterrant d’autres os de la boue soyeuse, il s’est rendu compte que le fossile était un dinosaure et que la hanche du dinosaure se trouvait juste à côté de l’os de la jambe, ce qui laissait supposer que l’animal était bien plus gros en dessous.
« À ce moment-là, j’ai dû m’asseoir et respirer un peu », dit Griffin.
D’origine modeste
Des fouilles minutieuses ont révélé ce qui est maintenant Mbiresaurus dans un état remarquable. Entre le premier squelette et les restes partiels d’un deuxième individu, il ne manque aux chercheurs que quelques vertèbres, des os de la main, un os de la cheville et des parties du crâne. Certaines parties du squelette, comme l’un des pieds, étaient même articulées comme elles l’auraient été dans la vie. Le potentiel fossilifère du site étant désormais bien établi, Griffin et ses collègues y sont retournés en 2019 pour trois autres semaines de fouilles, toujours financées par la National Geographic Society.
Le Mbiresaurus se distingue par sa capacité à révéler l’anatomie des premiers sauropodomorphes, explique M. Chapelle, spécialiste de ce groupe de dinosaures. Par exemple, les hanches semblent à Chapelle particulièrement primitives par rapport à celles des dinosaures ultérieurs.
Les hanches sont très importantes pour les dinosaures. Depuis les années 1880, la principale bifurcation de l’arbre généalogique des dinosaures a été définie par la forme de la hanche, et l’une des principales caractéristiques du squelette qui définit les dinosaures se trouve dans la cavité de la hanche. L’os de la hanche du Mbiresaurus présente suffisamment de caractéristiques anciennes pour placer l’animal à la base de l’arbre généalogique des dinosaures. « C’est un spécimen incroyable, » dit Chapelle.
Le site a également permis aux paléontologues d’en savoir plus sur l’écosystème dans lequel vivait le Mbiresaurus : un système fluvial tressé qui s’écoulait assez rapidement pour faire tomber les roches et former les galets de la formation Pebbly Arkose, les couches rocheuses spécifiques dans lesquelles le Mbiresaurus a été trouvé.
Les plantes luxuriantes de la région ont nourri un groupe diversifié d’herbivores et d’omnivores écailleux, dont des rhinosaures à crâne triangulaire, des cousins blindés des alligators appelés aetosaures et de lointains cousins reptiliens des mammifères appelés cynodontes. L’équipe a même trouvé des os d’un dinosaure prédateur appelé herrerasaurid qui aurait mesuré près de deux mètres à la hanche.
Les animaux de la formation Pebbly Arkose ressemblent beaucoup aux fossiles d’âge similaire trouvés en Argentine et au Brésil. Cette coïncidence suggère fortement que les régions méridionales de la Pangée situées à des latitudes similaires possédaient les mêmes groupes d’animaux, mais pas les mêmes espèces. « C’est étrange de déterrer un tas d’ossements en Afrique et, deux ans plus tard, de voir tout ce que vous venez de déterrer exposé dans un musée brésilien », plaisante Griffin.
À l’aide du Mbiresaurus et d’autres fossiles du Trias, l’équipe de Griffin a analysé comment les dinosaures ont pu se répandre sur la Terre ancienne. Leurs conclusions confirment l’idée que les dinosaures sont apparus à l’extrémité sud de la Pangée, et les chercheurs estiment que les animaux ont probablement commencé à s’étendre vers le nord il y a plus de 230 millions d’années.
Les premiers à se répandre ont été les théropodes, le groupe de dinosaures qui a ensuite donné naissance aux prédateurs à deux pattes, comme les tyrannosaures, et aux oiseaux modernes. Il y a environ 220 millions d’années, les cousins sauropodomorphes du Mbiresaurus ont suivi.
Cette chronologie est cohérente avec ce que l’on sait du climat du Trias. Il y a 235 à 230 millions d’années, la Terre a connu pendant quelques millions d’années une augmentation des précipitations et de l’humidité, une période appelée l’événement pluvial de Ram. Pendant cette période, les déserts tropicaux de la Pangée ont rétréci et sont devenus plus hospitaliers, ce qui a peut-être donné aux dinosaures l’occasion de migrer vers de nouvelles régions.
« Il semble très clair que les premiers dinosaures ne commencent pas à envahir la planète. Ils sont limités, ils ne sont présents que dans une zone et un environnement particuliers et ce n’est que plus tard dans leur évolution qu’ils se sont répandus dans le monde entier », explique M. Griffin.
Construire un nouvel héritage
Le travail sur les fossiles de la Formation d’Arkose caillouteuse vient juste de commencer. Jusqu’à présent, les chercheurs n’ont décrit en détail que les os du Mbiresaurus, et soupçonnent que certains des autres reptiles trouvés à ses côtés représentent également des espèces nouvellement découvertes.
Les chercheurs sont enthousiasmés par les découvertes à venir, surtout maintenant qu’ils ont montré que l’Afrique contient des fossiles datant des premiers temps des dinosaures.
« L’Afrique est un endroit où nous sommes retournés pour trouver les plus anciennes lignées d’humains, d’hominidés, etc., mais les dinosaures n’ont pas été pris en compte parce que cette période n’était pas représentée », explique M. Nesbitt. « Cela fait vraiment entrer l’Afrique dans le tableau des origines des dinosaures. »
L’équipe prend des mesures pour s’assurer que les fossiles trouvés dans la formation Pebbly Arkose restent au Zimbabwe. Beaucoup d’entre eux sont actuellement prêtés à Virginia Tech pour être préparés et scannés, mais une fois que chaque fossile sera prêt, il sera renvoyé au Musée d’histoire naturelle du Zimbabwe, où il restera à perpétuité.
« C’est notre héritage, c’est l’essentiel », dit Munyikwa. « Elle doit être, oui, accessible à tous, mais elle doit être déposée dans notre institution ».
