Des airbags pour soutenir les dinosaures

Vertèbre cervicale d'un diplodocus avec ses cavités destinées à abriter des sacs à air. (Photo: Musée d'histoire naturelle de Bâle) Naturhistorisches Museum Basel

Pour maintenir et bouger son énorme cou – jusqu'à sept mètres de long, le diplodocus disposait de sacs à air dans et autour des vertèbres cervicales.

C’est une équipe de chercheurs regroupés autour de l’Allemande Daniela Schwarz, du Musée d’histoire naturelle de Bâle, qui annonce cette étonnante découverte.

Avec ses 12 tonnes, ses 4 mètres de haut et ses 30 de long, le diplodocus fait partie des plus grands dinosaures jamais vus sur Terre.

Pour que ce puissant sauropode (famille de dinosaures géants et végétariens) puisse couvrir ses besoins quotidiens en prêle, en fougères et en feuilles, il fallait que son long cou soit à la fois fort et léger, stable et mobile.

Comme celui des autres animaux, son cou était mu par des muscles et des ligaments. Mais les diplodocus étaient, en plus, munis de sacs d’air, sorte d’extension des poumons, qui pouvaient amener de l’air très haut dans le cou et en alléger jusqu’à 20% du poids.

Comme les oiseaux

Un tel système se retrouve chez les oiseaux, descendants des dinosaures. Ils sont les seuls animaux actuels dont les poumons sont directement reliés à la colonne vertébrale. Et comme leurs ancêtres, ils peuvent aussi diminuer leur poids grâce à des sacs d’air.

«Seulement, ces sacs d’air sont devenus plus petits et ne remplissent plus autant de fonctions que chez les sauropodes», précise Daniela Schwarz.

Attachée au Musée d’histoire naturelle de Bâle, cette scientifique allemande s’est penchée sur les vertèbres cervicales fossiles des diplodocus dans le cadre de ses recherches, soutenues par le Fonds national de la recherche scientifique.

Le fait que les sauropodes disposaient d’«airbags» est connu depuis longtemps. «On a cependant toujours pensé qu’il servait uniquement à alléger le poids», déclare Daniela Schwarz.

Mais la répartition de ces sacs n’avait jamais été exactement reconstituée. Daniela Schwarz et son équipe ont donc voulu déterminer si d’autres explications ne pouvaient pas être avancées pour justifier la présence de ce système.

Le Musée des sauriens d’Aathal, dans le canton de Zurich, a mis quelques cervicales à la disposition des chercheurs. Ces fossiles ont été examinés par Daniela Schwarz à l’Institut Paul Scherrer et dans deux hôpitaux.

Une grue pneumatique

«Nous avons examiné la répartition interne des structures des cavités situées dans les cervicales ainsi que dans les autres vertèbres», explique-t-elle.

Les chercheurs ont ainsi pu représenter très précisément le système de cavités entourant les os. A partir de là, ils ont reconstitué en trois dimensions la répartition des sacs à air et des tissus mous présents dans le cou.

«Nous avons déterminé que divers sauropodes possédaient un système de sacs à air en trois parties autour de leurs cervicales, explique la scientifique. Associé aux muscles et aux ligaments, un tel système contribuait vraisemblablement aussi à stabiliser la colonne vertébrale.»

Le sauropode pouvait ainsi assurer la stabilité de son long cou. On peut par conséquent se représenter le cou comme une sorte de grue pneumatique plus légère – comme on le savait déjà – mais également plus puissante.

Grâce à la fonction protectrice de ces sacs à air, il fallait moins de force, et donc moins de masse musculaire, pour bouger le cou, qui était en réalité plus fin que ce que l’on pensait jusqu’ici.

Retour à la vie

Pour pouvoir observer l’intérieur des fossiles sans les détruire, Daniela Schwarz a utilisé deux méthodes: la tomographie par neutrons et par ordinateur.

La scientifique a pu faire des tomographies par ordinateur à l’Hôpital cantonal de Bâle et à la Clinique et Polyclinique pour petits animaux domestiques de Berlin. «Ces établissements se sont réjouis de pouvoir faire quelque chose qui sorte de leur ordinaire», raconte-t-elle.

D’autres renseignements ont également été récoltés à l’Institut Paul Scherrer grâce à la tomographie par neutrons.

La tomographie par ordinateur permet de noter les différences de densité à l’intérieur d’un objet, alors que la tomographie par neutrons convient mieux pour relever des différences dans la concentration de certains matériaux. «Nous avons recouru à ces deux méthodes, afin de rassembler un maximum d’informations», explique Daniela Schwarz.

Les secrets ainsi révélés fascinent la scientifique. «Grâce à ces reconstitutions, on peut faire revivre tout l’animal», s’enthousiasme-t-elle. Il a ainsi été possible de déterminer comment un sauropode pouvait vivre et se nourrir avec un cou surdimensionné».

swissinfo, Christian Raaflaub
(Traduction de l’allemand: Olivier Pauchard)

Faits

Le diplodocus pouvait peser jusqu’à 12 tonnes et mesurer jusqu’à 4 mètres de haut et 30 de long.
Son cou avait une longueur de 7 mètres.
Il a vécu au Jurassique tardif, il y a entre 156 et 144 millions d’années.
On a retrouvé ses restes aux Etats-Unis.
Les dinosaures se sont éteints il y a 65 millions d’années.