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29 novembre 2013 5 29 /11 /novembre /2013 15:59

 

 

  Supersaurus.jpg

 

 

 

 

      Tous les enfants ayant fréquenté une plage à marée basse se sont sans doute un jour amusés à créer un réseau compliqué de petits canaux dans lesquels l’eau de mer, transpirée par le sable mouillé, s’écoule vers l’océan qui s’éloigne. Au milieu de son architecture temporaire, l’enfant aura beaumaree-basse.jpg faire, il ne pourra jamais empêcher l’eau, abandonnant ici un chenal, là une flaque, de chercher et de trouver chaque fois un chemin qu’elle empruntera au plus court. Si, par une éphémère construction sableuse, l’enfant s’avisait de l’en empêcher, l’eau trouverait inévitablement quand même une autre route et rejoindrait forcément quelque chemin d’aval. Je vois assez l’Évolution comme cette eau difficile à canaliser : au fil des âges, chaque fois qu’une niche écologique se libère, qu’une opportunité se présente, l’Évolution permet à une espèce de se transformer pour s’adapter à la modification de son environnement. Et si, d’aventure, cette transformation était trop radicale, il est à parier que des espèces entières seraient condamnées au bénéfice d’autres qui profiteraient de l’aubaine afin que la grande aventure de la Vie puisse se poursuivre.

 

      La course vers la survie par l’adaptation la plus ingénieuse est une condition indispensable pour qu’une espèce d’êtres vivants progresse : céder à l’immobilisme, pour une espèce donnée, c’est presque toujours déjà accepter sa disparition. Au sein d’une nature aveugle, c’est à chacun de trouver sans même le savoir le canal qui permettra d’avancer vers l’océan, ici l’avenir. Certains sont conduits à faire le choix du nombre comme les fourmis ou les bactéries, d’autres comme le léopard celui de la rapidité à saisir ou comme les gazelles la vitesse de fuite. Ou bien la survie dans un milieu extrême à la manière des micro-organismes des sources brûlantes des fonds sous-marins. D’autres encore ont recours à l’agilité comme araignee-tissant-sa-toile.jpgcertains singes, à la ruse comme l’araignée ou au mimétisme à la façon de ces serpents inoffensifs qui imitent la robe de leurs congénères mortels. Même l’Homme n’échappe pas à cette règle puisqu’il a su s’imposer par son intelligence. Chaque fois, il s’agit pour l’individu d’échapper à son prédateur qui, s’il ne veut pas disparaître à son tour, devra lui aussi inventer le moyen d’égaliser à nouveau les chances dans une course sans fin à une adaptation maximale.

 

      Il y a des millions d’années, afin de mieux survivre, des animaux ont été poussés dans une direction plutôt originale, celle du gigantisme. Voyons comment cela a été rendu possible.

 

 

Les sauropodes, des dinosaures géants

 

      Des milliers d’espèces différentes de dinosaures ont peuplé la Terre durant un temps très très long - des millions et des millions d’années - ce qui permit leur diversification. Il est compliqué pour le cerveau humain d’appréhender ce que signifient ces durées de temps, surtout rapportées à une vie humaine, si courte. Essayons d’utiliser une image pour nous faire une idée et réduisons l’existence de la Terre, depuis ses débuts jusqu’à aujourd’hui, à une année : à cette échelle de temps, les dinosaures auraientsauropodes.jpg alors dominé la planète depuis (à peu près) la mi-novembre jusqu’au 20 décembre. Par comparaison, la présence de l’Homme ne se situerait que dans les toutes dernières minutes précédant le 1er janvier… On comprend que l’Évolution a eu largement le temps de sélectionner des milliers et des milliers d’espèces de ces « terribles reptiles ».

 

      Il existait deux grandes familles de dinosaures, les théropodes carnivores et leurs proies potentielles, les sauropodes herbivores. C’est parmi ces derniers que l’on trouvait les géants que nous évoquons aujourd’hui. Des géants si imposants que les plus gros et les plus agressifs des théropodes – comme, par exemple, le Tyrannosaure Rex si réputé – ne pouvait rien contre eux. En effet, les plus grands des sauropodes comme le supersaurus (qui était une sorte de grand diplodocus), pesaient jusqu’à 60 tonnes, voire plus, et il avait la taille d’un immeuble de 10 étages (environ 40 m) pour une longueur de trois à quatre autobus mis à la queue leu leu ! Inutile de préciser que le tyrannosaure, avec ses 10 à 12 m de long et ses 6 à 7 tonnes ne jouait pas dans la même catégorie… Le carnivore n’avait donc theropode-acausaurus.jpgqu’une seule option lorsqu’il rencontrait un troupeau de ces géants : passer son chemin ou risquer de se faire écraser ! Du coup, ces sauropodes géants n’avaient aucun prédateur direct contre eux et leurs seuls ennemis devaient être les phénomènes naturels de disette… et probablement quelques virus. Comment ces animaux ont-ils pu en arriver là lorsqu’on se rend compte de la difficulté qu’il devait y avoir à développer et entretenir des masses vivantes aussi gigantesques ?

 

 

Un succès évolutif tenant en cinq points

 

      Les sauropodes géants étaient certainement des bêtes très calmes n’aspirant qu’à une seule chose : se nourrir et pour cela, on peut imaginer leurs troupeaux se déplaçant lentement au gré des bouquets d’arbres afin de trouver l’énorme quantité de nourriture nécessaire à leur survie. Toutefois, contrairement à certaines idées préconçues, ces dinosaures étaient relativement mobiles, voire dynamiques, n’hésitant pas – comme le prouvent leurs traces fossiles – à s’aventurer dans différents milieux comme des plages ou des tourbières. Certains scientifiques pensent même que, dans leur environnement semi-aride, ils effectuaient de véritables migrations les entraînant à la recherche de nourriture sur des centaines de km. Chez certaines espèces, ils se déplaçaient en troupeaux d’individus d’âges différents de façon à protéger les plus jeunes tandis que chez d’autres, les troupeaux étaient séparés par âge, probablement parce que les habitudes alimentaires différaient entre jeunes et adultes. Certaines traces fossiles montrent également qu’ils étaient suivis par des théropodes carnivores, peut-être à l’affût d’un jeune isolé. Quoi qu’il en soit, on leur devine des corps gigantesques avec de longs cous équilibrés par de non moins longues queues servant de balanciers (et peut-être même de fouet) tandis que leurs quatre pattes devaient ressembler aux colonnes d’un temple (les premiers dinosaures étaient tous bipèdes et seuls les théropodes agressifs le sont par la suite restés : on comprend, en effet, que quatre appuis étaient absolument nécessaires à nos herbivores géants). Cinq mécanismes adaptatifs expliquent le succès de leur course au gigantisme.

 

*  leur rapidité de croissance : les sauropodes étaient – comme tous les sauriens – ovipares et, d’après les restes fossilisés de leurs œufs, ceux-ci devaient peser environ 5 kg pour une taille d’une vingtaine de cm. Le bébé sauropode devait donc mesurer dans les 90 cm et il était alors dinosaures-oeufs.JPGparticulièrement vulnérable. Cette vulnérabilité était toutefois réduite au minimum puisqu’on évalue la prise de poids annuelle de l’animal à environ 2 tonnes (ce qui ne s’est jamais revu par la suite). Durant 20 ans, le jeune devait se nourrir le plus possible tout en évitant les prédateurs : on peut aisément deviner que tous n’atteignaient pas l’âge adulte ! Ensuite, les scientifiques estiment qu’il continuait à grossir plus lentement durant encore 10 ans pour atteindre enfin son poids « de croisière » et vivre les 30 dernières années de sa vie (l’histologie osseuse permettant d’estimer leur vie à une soixantaine d’années) sans être plus jamais menacé par un prédateur…

 

*  un cou d’une longueur jamais égalée depuis : lorsqu’on pense à ces animaux, on imagine d’abord ce long cou terminé par une toute petite tête (par rapport à l’ensemble). Ce n’est pas un hasard : il s’agit là d’un facteur adaptatif majeur. En effet, ce cou si long (jusqu’à 19 vertèbres « allongées » contre 7 chez les mammifères) permettait d’abord à l’ensemble du corps de bénéficier d’un système de refroidissement efficace. Mais l’essentiel n’est pas là : en fait ce cou si long était un moyen très astucieux de capter la grande quantité de nourriture indispensable, d’abord en atteignant sans trop d’effort des branches hautes situées hors de portée des autres herbivores (en gardant le cou à l’horizontale pour des problèmes de pression artérielle) mais surtout, par un mouvement de balancier, « d’explorer » une large zone sans avoir à déplacer le corps massif. Les scientifiques ont ainsi calculé que, pour couvrir une zone d’un hectare, un cheval doit se déplacer 5000 fois, une girafe (le plus long cou actuel) 1250 fois et un sauropode… seulement une centaine de fois. Une économie de moyens certaine.

 

*  un squelette à la fois robuste et léger : le gigantisme impose des contraintes physiques implacables. Pour supporter des dizaines de tonnes, l’armature osseuse doit être solide et résistante ; d’un autre côté, on sait que le squelette pèse souvent beaucoup et il était donc nécessaire pour ces animaux de le voir s’alléger au maximum. Chez les sauropodes, les os des membres sont denses et épais et on trouve dans leur trame de nombreux canaux et vaisseaux sanguins permettant la croissance rapidediplodocus-vertebre.jpg déjà évoquée (et donc celle de la masse totale). En revanche, les os qui ne supportaient pas directement le poids lié à la gravité étaient bien différents : ainsi, les vertèbres étaient en partie évidées, emplies de poches d’air à la façon de certains oiseaux actuels ce qui permettait un allégement conséquent. On estime que ces aménagements osseux permettaient à l’animal « d’économiser » jusqu’à 10 à 15 % de son poids.

 

*  un système respiratoire performant : bien entendu, comme tous tissus mous, aucun poumon de dinosaure n’a jamais été retrouvé. C’est donc par analogie avec les reptiles actuels (et certains oiseaux) qu’on a imaginé ce que pouvait être le système respiratoire de ces animaux. Chez l’Homme, la respiration se fait en deux temps : inspiration et expiration et c’est seulement durant la première moitié du phénomène que les alvéoles pulmonaires se remplissent d’air. Les sauropodes, eux, recevaient probablement de l’air en continu : d’abord par l’inspiration (comme chez l’Homme) puis encore lors de l’expiration par de nombreux sacs, alvéoles, poches diverses situés tout au long du corps et qui s’étaient eux-mêmes emplis d’air lors de l’inspiration : un système en somme deux fois plus performants que le nôtre ! De plus, l’atmosphère durant le mésozoïque (ère secondaire) était souvent plus riche en oxygène qu’aujourd’hui. Au bout du compte, les dinosaures géants étaient loin d’être désavantagés car qui dit plus d’oxygène, dit plus d’énergie…

 

*  un appareil digestif compétitif : trouver chaque jour environ une tonne  de végétaux n’est certainement pas une sinécure mais, plus encore, assimiler cette nourriture demande un appareil digestif spécialement adapté ! C’était en effet bien le cas : contrairement aux herbivores de notre temps, les sauropodes ne passaient pas la plus grande part de leur temps à mâcher ; ils se contentaient d’avaler d’énormes quantités de végétaux grâce à leur dentition renouvelable dite spatulée (en forme de cuiller), végétaux qui pouvaient séjourner jusqu’à deux semaines dans leurs estomac et intestins et avoir largement le temps de fermenter : là encore, il s’agit d’un avantage lié au gigantisme. Moins performant certainement que celui des ruminants actuels, le système digestif de ces grands sauriens dinosaures-gastrolithe.jpgs’améliorait par l’ingestion de gastrolithes, c'est-à-dire de pierres que l’animal avalait pour favoriser sa digestion par broyage, à la façon des pierres de gésier des oiseaux contemporains.

 

      Les cinq « trouvailles » adaptatives des sauropodes géants expliquent le succès de ces animaux qui, se rendant presque invulnérables à la prédation, ont pu se maintenir sous de multiples espèces différentes durant plus de 130 millions d’années

 

 

Une disparition sans rapport avec leur taille

 

      Contrairement à ce que l’on aurait pu penser, ce n’est pas leur taille qui explique leur disparition au crétacé mais l’extinction de masse dont on pense qu’elle fut provoquée par la météorite géante du Yucatan, même si d’autres facteurs ont pu également influencer. On comprend que leur taille, bien qu’elle ait sensiblement diminué depuis le Jurassique, les prédisposa immédiatement à périr sous le déluge de feu qui eut alors lieu mais, de toute façon, ils n’auraient pas pu survivre à la disparition des plantes dont la photosynthèse ne se faisait plus en raison du nuage de cendres entourant la Terre.

 

      Cousins des théropodes dont descendent les oiseaux, les sauropodes sont en définitive plus proches des mammifères que des reptiles. Leur course au gigantisme peut être vue comme un excellent moyen d’adaptation à un monde où les prédateurs étaient particulièrement virulents ; eux-aussi, d’ailleurs, cherchèrent à grandir mais jusqu’à un certain point seulement : comment imaginer en effet la course d’un tyrannosaure de 40 tonnes ? Les sauropodes, les plus grands animaux que la Terre ait jamais portés, furent une réponse adaptative à une situation donnée et une réponse qui résista au temps : des dizaines de millions d’années de présence sur Terre. A titre de comparaison, rappelons que l’Homme moderne n’a que quelques dizaines de milliers d’années d’histoire. Quant à notre civilisation proprement dite…

 

 

Sources

 

1. science-et-vie.com

2. lesdinos.free.fr

3. Wikipedia.org

4. baladesnaturalistes.hautetfort.com

5. futura-sciences.com

 

 

Images

 

1. supersaurus, géant parmi les géants

(sources : anthrosaurs.com/Supersaurus.html)

2. marée basse (sources : regardsolitaires.free.fr)

3. araignée tissant sa toile (sources : leplus.nouvelobs.com/)

4. sauropodes (sources : lebloug.fr)

5. aucasaurus (sources : dkimages.com)

6. oeufs fossilisés de sauropodes (sources : jpmontfort83.over-blog.org)

7. vertèbre de diplodocus (sources : swissinfo.ch)

8. gastrolithes (sources : dinosoria.com)

 (pour lire les légendes des illustrations, passer le pointeur de la souris dessus)

 

 

Mots-clés : sélection naturelle - avantage adaptatif - théropode - sauropode - bipédie initiale - oviparité - gastrolithes - météorite du Yucatan

  (les mots en blanc renvoient à des sites d'information complémentaires)

 

 

Sujets apparentés sur le blog

 

1. les extinctions de masse

2. les mécanismes de l'Évolution

3. la disparition des dinosaures

4. distance et durée des âges géologiques

5. l'empire des dinosaures

 

 

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Published by cepheides - dans paléontologie
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commentaires

gerard 22/12/2014 14:07

TRES BEAU NOEL ET TRES BONNES FETES DE FIN D'ANNEE

AMICALEMENT GERARD

cepheides 29/12/2014 17:45



Merci pour vos voeux. Je vous souhaite également les miens pour 2015 en espérant que ce blog continuera à vous intéresser ! A bientôt !



tiot 01/01/2014 10:28

Bonjour
Recevez mes meilleurs voeux pour la nouvelle année

cepheides 01/01/2014 15:14



Merci ! A mon tour, je vous présente mes meilleurs voeux pour 2014 !



tiot 30/12/2013 16:54

salut
Si l'homme continue à proliférer il arrivera un jour où on ne pourra plus ce nourrir
Bon réveillon du nouvel an

Miscolo 24/12/2013 15:46

Cepheides, je vous remercie sincèrement de votre longue réponse très intéressante. Je suis d'accord avec vous pour l'essentiel de ce que vous dîtes et, comme vous, je n'attends pas de soutien d'une
éventuelle entité qui nous dominerait. Comme vous, je crois à un monde mécanique dominé par le hasard et entends profiter au maximum des années qui sont encore à vivre pour moi. Je vous souhaite
une bonne continuation dans l'élaboration de votre blog : je ne manquerai pas de venir vous lire de temps à autre. Très cordialement. Miscolo

cepheides 25/12/2013 19:04



Merci, Miscolo. Vous serez toujours le bienvenu sur ce blog !



Miscolo 18/12/2013 13:46

Merci, cepheides, pour votre réponse rapide ! Je comprends bien votre position mais je me permets d'insister pour la raison suivante : votre blog aborde de très nombreux sujets scientifiques dont
la juxtaposition finit par donner une sorte "d'impression globale" et, si vous ne souhaitez pas exprimer votre conviction personnelle (ce que je respecte tout à fait), au moins pourriez-vous me
dire si la rédaction de tous ces sujets qui, mis bout à bout, sont tout de même "éclairants", a changé votre façon de concevoir notre place dans l'Univers ? C'est en tout cas vrai pour moi... ce
qui explique mon intérêt pour la réaction d'autres personnes !

cepheides 19/12/2013 16:18



Je vous remercie, Miscolo, de votre fidélité et de l'intérêt que vous portez aux publications de ce blog. En fait, j'ai longtemps hésité à vous répondre de manière
formelle ne voulant pas ouvrir d'éventuelles polémiques sur un blog qui se veut essentiellement scientifique et informatif. Puis je me suis dit que nous conversions dans l'espace réservé aux
commentaires qui est bien différent et que nous pouvions à cet endroit très particulier quitter la sphère purement informative...
Donc, votre question est en somme de savoir si l'écriture (et forcément la lecture préliminaire de nombreux textes) a changé mon opinion sur la place de l'Homme dans
l'Univers. Eh bien ce n'est pas le cas : d'avoir abordé tant de sujets différents qui tous renvoient peu ou prou à la cosmologie et donc au problème fondamental de l'existence d'un destin
universel m'a simplement conforté dans l'opinion que j'avais au préalable...
Je veux tout d'abord bien insister sur le fait que ce j'écris ici est tout à fait personnel et n'engage que moi !
Comme vous avez certainement dû le deviner, je suis à présent totalement convaincu du premier scénario sur l'Évolution abordé dans votre courriel précédent. C'est la
Sélection Naturelle (prise au sens large, tant dans le vivant que dans l'inanimé) qui encadre l'avancée des événements ou, dit autrement, l'Évolution (comme vous le souligniiez) se fait en
fonction des opportunités offertes : par exemple, on peut dire que les transformations successives de notre planète au cours des âges ont permis l'apparition de la Vie telle que nous la
connaissons mais qu'une quelconque différence de structure ou d'organisation aurait entrainé l'apparition (ou non) d'une autre forme de vie; ailleurs, on évoquera la météorite du crétacé qui en
détruisant les dinosaures a permis le développement des mammifères, donc de l'Homme. On pourrait multiplier les exemples de ces enchaînements que S J Gould appelait la contingence. Par ailleurs,
l'astronomie, en montrant, l'insignifiance de notre présence à l'échelle d'un Univers dont l'immensité n'est pas appréciable par l'esprit humain, n'arrive certainement pas à nous convaincre que
l'Humanité jouirait d'un statut spécial dans cet ensemble. Bien au contraire : il y a, dit-on, presque autant d'étoiles dans le ciel que de grains de sable à la surface de la Terre et on voit mal
l'importance que pourrait avoir notre "grain de sable". On a plutôt l'impression, une fois encore, que c'est toujours le hasard qui est à l'oeuvre. Dans d'autres circonstances, sur notre planète,
la Vie aurait été différente et, d'ailleurs, il n'est pas dit que cela ne soit pas le cas quelque part dans le cosmos : c'est même statistiquement fort probable...
Et toutes les disciplines scientifiques vont dans cette même direction d'une absence de plan prédestiné, le contraire en fait du Dessein intelligent prôné par les
créationnistes. Tenez, l'éthologie aussi va dans ce sens d'une complexification mécanique sans but préalable : relisez entre autres le sujet sur la "danse des abeilles" ou sur l'indifférence de
la Nature.
Lorsque j'étais enfant, déjà, j'avais du mal à croire en des éléments qui échapperaient à la matière mais, à cette époque lointaine, je ne savais rien de la
mécanique quantique ou des différents constituants intrinsèques de la matière : j'avais donc du mal à me convaincre complètement du bien-fondé de ma position. Ce n'est plus le cas aujourd'hui ou
les avancées scientifiques ont été fulgurantes ces dernières années, jusqu'à même la découverte du boson de Higgs...
Je ne crois certainement pas à l'existence d'une "volonté supérieure" qui assisterait - voire testerait - l'humain. A quoi bon ? Tout cela est illusoire et relève de
cette angoisse de mort qui est inhérente à notre espèce. La vie est un hasard, disait Nietzsche ou mieux encore, j'apprécie la définition de notre monde donnée par Richard Dawkins : "L'univers
que nous observons a très exactement les caractéristiques attendues dans l'hypothèse où aucune idée n'aurait présidé à sa conception, aucun objectif, aucun mal et aucun bien, rien d'autre qu'une
indifférence excluant toute compassion".
Pour moi donc, pas d'au-delà, pas d'âme et rien après la mort, celle d'une fourmi ou celle d'un homme...
Voilà les quelques réflexions que je souhaitais vous exposer pour répondre à votre question : elles n'engagent que moi, certes, mais elles m'ont fait comprendre que
notre vie était ici et maintenant, qu'elle ne nous était donnée qu'une seule fois et qu'il fallait en profiter du mieux possible avant que, inéluctablement, elle ne s'achève !


Encore une fois, je ne cherche à convaincre personne et notamment pas vous si, d'aventure, vous étiez d'un avis opposé. A chacun sa vérité !



Miscolo 16/12/2013 15:26

Donc, Cepheides, si je comprends bien votre analyse, la sélection naturelle est le "bras armé" de l'évolution et elle procède au hasard en fonction des évènements et des possibilités offertes :
dans cette optique, il n'y a aucune direction particulière, ni volonté consciente. Le matérialisme pur et dur en quelque sorte, n'est-ce pas ?

cepheides 17/12/2013 14:54



Avec votre question, nous atteignons les limites de ce que l'on peut appeler de la vulgarisation scientifique puisqu'on aborde un problème quasi-philosophique :
l'Évolution avance-t-elle en fonction du hasard simple dicté par les contingences matérielles ou y a-t-il quand même "quelque part" une volonté organisée de "progresser", que celle-ci soit
consciente ou non. La réponse à cette interrogation ne peut être que personnelle et elle dépend, je le crois, beaucoup de nos croyances individuelles. Vous comprenez donc que je ne peux pas
rebondir sur votre interrogation sans avancer ma propre conviction, forcément partiale : à chacun sa vérité !



tiot 29/11/2013 23:08

salut
j'en ai appris beaucoup sur les dinosaures avec ton texte
bonne journée

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