Une nouvelle étude, s'appuyant sur le fossile d'un lointain parent, révèle comment les ptérosaures ont conquis le ciel. Contrairement aux oiseaux, dont les aptitudes sont héritées de leurs lointains ancêtres, ils ont développé les structures neurologiques du vol de manière indépendante et avec un cerveau modeste, remettant en cause l'idée qu'un grand cerveau est un prérequis pour voler.
Le vol motorisé n'est apparu que trois fois chez les vertébrés : chez les chauves-souris, les oiseaux et, bien avant eux, les ptérosaures. Ces reptiles volants ont dominé les cieux il y a plus de 220 millions d'années.
Si la trajectoire évolutive menant au vol des oiseaux est de mieux en mieux comprise, celle des ptérosaures, pionniers de la conquête de l'air, restait une énigme.
La pièce manquante du puzzle trouvée au Brésil
La clé du mystère provient d'un fossile vieux de 233 millions d'années découvert au Brésil. Il s'agit d'un petit archosaure, Ixalerpeton, appartenant au groupe des lagerpétidés.
Cet animal n'était pas un ptérosaure et ne volait pas, mais il est leur plus proche parent connu à ce jour, offrant un aperçu sans précédent des étapes préliminaires à l'acquisition du vol.
Pour percer ses secrets, une équipe internationale de chercheurs a utilisé des techniques d'imagerie 3D à haute résolution, comme la microtomodensitométrie.
Cette approche a permis de reconstruire virtuellement les endocastes crâniens, c'est-à-dire le moule interne du crâne, de dizaines d'espèces pour en comparer la forme et la taille.
Deux stratégies évolutives pour un même objectif
Les analyses révèlent une divergence fondamentale avec la lignée aviaire. Les oiseaux ont hérité d'une structure cérébrale déjà pré-adaptée de leurs ancêtres, les dinosaures théropodes.
Les ptérosaures, en revanche, semblent avoir construit leurs propres "ordinateurs de vol" à partir de zéro, de manière totalement indépendante.
Evolution de la forme du cerveau chez différentes dinosaures non volants et volants de la même lignée (credit : étude parue dans Current Biology)
Leurs plus proches parents, les lagerpétidés, montraient déjà certaines prédispositions. Leurs cerveaux possédaient notamment des lobes optiques élargis, suggérant une excellente vision.
Cette acuité visuelle, probablement utile pour une vie arboricole, a sans doute constitué une base avantageuse pour leurs descendants volants.
Le mythe du "gros cerveau" pour voler est-il caduc ?
Cependant, Ixalerpeton ne possédait pas le trait neurologique le plus distinctif des ptérosaures : un flocculus très développé. Cette structure du cervelet est essentielle pour traiter les informations sensorielles provenant des ailes membraneuses et stabiliser le regard en vol. Elle s'est donc développée spécifiquement avec l'apparition de cette aptitude.
Plus surprenant encore, l'étude confirme que les ptérosaures avaient des cerveaux de taille modeste, bien plus petits que ceux des oiseaux modernes. Cette découverte contredit l'idée reçue qu'un grand cerveau est indispensable pour maîtriser une locomotion aussi complexe que le vol.
La forme globale de leur cerveau se rapprochait d'ailleurs plus de celle de petits dinosaures non-volants comme les troodontidés. L'acquisition des capacités neurologiques pour voler s'est donc faite en parallèle du développement des ailes chez les ptérosaures.
L'augmentation ultérieure de la taille du cerveau, observée aussi bien chez les oiseaux que chez certains ptérosaures, serait davantage liée à l'amélioration des capacités cognitives plutôt qu'à la mécanique même du vol. Cette recherche laisse entrevoir les prochaines questions : quelles autres adaptations ont permis à ces reptiles de devenir les premiers maîtres du ciel ?
