Actualité de l'ENS de Lyon

Des dents étudiées en imagerie synchrotron révèlent la biologie des derniers oiseaux à dents

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Résumé

Publication IGFL

Description

Hesperornis, l’un des deux oiseaux à dents objet de cette étude.
Une équipe de recherche internationale* pilotée par deux chercheurs de l’ENS de Lyon, Antoine Louchart et Laurent Viriot (IGFL), montre que les dents des derniers oiseaux à dents ont des caractéristiques proches de celles des dinosaures théropodes. Un argument de plus qui confirme la parenté étroite entre oiseaux et dinosaures.
Les dents sont une véritable boîte noire qui enregistre au quotidien de nombreux traits de vie de l’animal qui les porte. Ainsi les dents de tous les vertébrés (homme compris) renferment des informations-clés sur le mode de vie, le régime alimentaire, ou encore les rythmes de croissance. C’est pour cette raison que les dents fossiles sont très prisées des paléontologues et l’étude des dents qui appartenaient à des animaux qui ont disparu sans laisser de descendance permet de lever le voile sur des pans encore méconnus de l’histoire de la vie.
dent-et-stries-de-croissance-web_1473868867164-jpgLes oiseaux actuels sont dépourvus de dents, mais leurs plus proches parents qui se sont éteints il y a environ 66 millions d’années avaient des dents pointues et acérées qu’ils utilisaient pour saisir leurs proies, principalement des poissons (image du haut). Ces oiseaux, qui se nomment Hesperornis et Ichthyornis, vivaient en Amérique du Nord au Crétacé supérieur aux côtés des derniers dinosaures. Les restes fossiles de ces oiseaux à dents sont extrêmement rares et c’est une opportunité exceptionnelle qui s’est présentée il y a deux ans à une jeune chercheuse lyonnaise, Maïtena Dumont, actuellement postdoctorante en Suède, d’étudier des dents isolées en utilisant une technique d’imagerie 3D de qualité exceptionnelle produite par l’ESRF de Grenoble.
La microtomographie à rayons-X Synchrotron permet de générer des volumes virtuels dont la forme et la structure interne sont fidèles dans les moindres détails à celles des dents fossiles. On peut ainsi se déplacer au sein de la dent virtuelle avec une résolution de l’ordre du micron (photo ci-contre), et ceci sans abimer le fossile d’origine. Une coupe réalisée de façon non-intrusive par technologie synchrotron dans une dent d’Hesperornis, montrant des lignes de croissance journalières (flèches blanches). Trait d’échelle : 0,2 millimètres.
Les résultats obtenus montrent que le remplacement des dents au cours de la vie et leur mode d’attachement et d’implantation dans les mâchoires sont semblables à ce qu’on connaît chez les dinosaures théropodes, parmi lesquels se situent les ancêtres des oiseaux. La croissance des dents de ces oiseaux était rapide, plus rapide que chez certains reptiles ou certains mammifères actuels, peut être en lien avec des contraintes liées au mode de prédation et d’alimentation. Enfin, les dents des deux oiseaux étudiés montrent une couche d’émail simplifiée et amincie, une tendance évolutive qui a probablement précédé la perte totale des dents.
Dans une étude précédente, Antoine Louchart et Laurent Viriot avaient souligné que la perte des dents chez les oiseaux actuels était un phénomène irréversible et que la fonction exercée par les dents autrefois est aujourd’hui remplie par leur bec corné. Seule la paléontologie est capable grâce aux fossiles de retracer les relations évolutives entre des animaux aujourd’hui disparus.
*5 lyonnais : 3 paléontologues , 1 dentiste, 1 doctorant ; un paléontologue responsable ESRF Grenoble ; et 4 paléontologues des USA, Canada, et Pays-Bas.
Références : Synchrotron imaging of dentition provides insights into the biology of Hesperornis and Ichthyornis, the “last” toothed birds  Maïtena Dumont, Paul Tafforeau, Thomas Bertin, Bhart-Anjan Bhullar, Daniel Field, Anne Schulp, Brandon Strilisky, Béatrice Thivichon-Prince, Laurent Viriot and Antoine Louchart. BMC Evolutionary Biology - DOI: 10.1186/s12862-016-0753-6

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