La pneumatisation est apparue plusieurs fois chez les dinosaures

L’une des caractéristiques majeures permettant le vol battu des oiseaux est un système de sacs aériens associés à la pneumatisation du squelette. Cette pneumatisation du squelette s’observe chez les ptérosaures, les sauropodes et les théropodes. Il existe un débat opposant deux théories : la première stipule que la pneumatisation est un caractère commun aux Ornithodira et la seconde prône une apparition de ce caractère trois fois au cours de l’évolution, de manière indépendante. Aureliano et ses collègues proposent ainsi de résoudre ce débat en étudiant la pneumatisation de saurischiens basaux.

Les saurischiens basaux analysés par Aureliano et ses collègues sont l’herrerasauridé Gnathovorax et les sauropodomorphes Buriolestes et Pampadromaeus, provenant tous du Carnien de la formation géologique de Santa Maria (Rio Grande do Sul, Brésil). Les spécimens étudiés sont les holotypes de ces trois genres, avec pour Buriolestes le spécimen CAPPA/UFSM 0035, un squelette articulé presque complet, pour Gnathovorax le spécimen CAPPA/UFSM-0009, un squelette articulé presque complet et pour Pampadromaeus, le spécimen ULBRA-PV016, un squelette désarticulé presque complet. Aucune coupe ostéohistologique n’a été réalisée sur ces spécimens mais Aureliano et ses collègues attestent qu’il s’agit de juvéniles.

Les spécimens étudiés par Aureliano et ses collègues ont été passés au scanner CT pour connaître leur structure interne et donc déterminer leur degré de pneumatisation. Les vertèbres de Gnathovorax, Buriolestes et Pampadromaeus présentent plusieurs foramens mais ceux-ci sont vasculaires et non pneumatiques. Les vertèbres de Gnathovorax et de Buriolestes ont une structure interne assez chaotique, sans traces de pneumatisation. En revanche, les vertèbres de Pampadromaeus présentent une structure dite « pseudo-polycamérée », un stade très primitif de structure vertébrale polycamérée, typique des dinosaures aux vertèbres pneumatiques.

Aureliano et ses collègues constatent que contrairement aux théropodes et aux sauropodes, aucune pneumatisation n’est présente sur leurs vertèbres. La présence d’une structure montrant les prémices d’une pneumatisation chez Pampadromaeus nous montre comment celle-ci s’est développée chez les sauropodomorphes. Cette absence de pneumatisation chez les premiers saurischiens permet de confirmer l’hypothèse des trois apparitions indépendantes. Cela exclut une origine commune des sacs aériens parcourant la structure interne des os. En revanche, Aureliano et ses collègues n’excluent pas le fait que les sacs aériens situés hors des os soient des structures communes aux Ornithodira.

Référence : Aureliano, T.; Ghilardi, A.M.; Müller, R.T.; Kerber, L.; Pretto, F.A.; Fernandes, M.A.; Ricardi-Branco, F.; Wedel, M.J., 2022, The absence of an invasive air sac system in the earliest dinosaurs suggests multiple origins of vertebral pneumaticity. Scientific Reports. 12: 20844.

Toutes les images proviennent d’Aureliano et al., 2022 à l’exception de la seconde qui a été réalisée à partir de deux oeuvres de Maurissauro