La ceinture pectorale d’Hamipterus ; Nouveau matériel d’Hamipterus

Hamipterus est un ptérosaure hamipteridé de l’Aptien de la formation géologique de Shengjinkou (Xinjiang, Chine). Il a été décrit en 2014 par Wang et ses collègues, avec H. tianshanensis pour espèce type. Hamipterus est connu de plusieurs centaines d’individus, provenant tous du même site, dont l’association correspond à un site de nidification. Le genre est représenté par de magnifiques squelettes, mais n’a pas encore été étudié en détail au niveau de son squelette postcrânien. Wu et ses collègues décrivent ainsi trois nouveaux spécimens d’Hamipterus, permettant d’étudier sa ceinture pectorale.

Reconstitution du vivant d’un couple d’Hamipterus, par Chuang Zhao

Wu et ses collègues utilisent ainsi neuf spécimens d’Hamipterus pour effectuer leur analyse. Trois d’entre eux (IVPP V 31301, IVPP V 31724. 1, et IVPP V 31724. 2) sont nouvellement rapportés, et ont été découverts en 2019 dans la localité type. Les autres spécimens (IVPP V 18931.4, IVPP V 18931.5, IVPP V 18945.1, IVPP V 18945.2, IVPP V 18945.3, et IVPP V 18945.4) ont déjà été mentionnés en 2014 par Wang et ses collègues. Wu et ses collègues ont réalisé plusieurs scans CT de ces spécimens, afin de mieux visualiser leur morphologie. Ils décrivent ainsi en détail la ceinture scapulaire d’Hamipterus, tout en effectuant une analyse ostéohistologique du spécimen IVPP V 31301.

Photographies des ceintures scapulaires d’Hamipterus tianshanensis étudiées par Wu et ses collègues (a-b : IVPP V 31724. 2 ; c-d : IVPP V 18945.4 ; e-h : IVPP V 31724. 1 ; i-j : IVPP V 18945.1 ; k-l : IVPP V 18945.3 ; m-n : IVPP V 31301 ; o-p : IVPP V 18945.2)

L’analyse ostéohistologique de IVPP V 31301 révèle la présence de tissu osseux caractéristique d’une croissance lente. Cela contraste avec les analyses ostéohistologiques précédentes, qui trouvaient une croissance rapide pour Hamipterus. Cette anomalie est probablement due au fait que l’os étudié provient de la ceinture scapulaire et non des membres. La croissance de ces deux régions du corps n’est pas la même, et Hamipterus devait bien avoir une croissance rapide. De plus, Wu et ses collègues notent le fait que la paroi osseuse d’Hamipterus est exceptionnellement fine, un trait partagé avec les autres ptérosaures. Ils suggèrent que cela pourrait être un trait biomécanique caractéristique des ptérosaures.

Coupes ostéohistologiques sur le scapulocoracoïde du spécimen IVPP V 31301 d’Hamipterus tianshanensis ; on note la paroi osseuse très fine (bien visible sur e et f)

D’un point de vue extérieur, la scapula et le coracoïde d’Hamipterus semblent fusionnés en un scapulocoracoïde. L’analyse ostéohistologique de IVPP V 31301 a confirmé cette fusion, qui forme une synostose, une liaison osseuse entre deux os. Les embryons d’Hamipterus possédant une scapula bien distincte du coracoïde, Wu et ses collègues en concluent que cette fusion se déroule pendant le développement post-embryonnaire. Une synostose au niveau du scapulocoracoïde est également observée chez l’autruche actuelle et chez l’oiseau fossile Confuciusornis. Cette fusion de la scapula et du coracoïde est commune à tous les ptérosaures, et constitue très probablement un trait ancestral.

Comparaison entre le scapulocoracoïde d’Hamipterus et la scapula et le coracoïde d’un pigeon actuel

Au niveau de la fosse glénoïde de IVPP V 31301, Wu et ses collègues ont noté la présence d’un tissu jaune-brunâtre. Selon eux, il s’agit de cartilage calcifié, résidu du cartilage articulaire de la scapula de cet individu d’Hamipterus. Ils ont également remarqué la présence d’un tissu brunâtre sur la coupe ostéohistologique de IVPP V 31301. Wu et ses collègues l’ont analysé par spectroscopie et par microscopie, mais n’ont pas pu déterminer si il s’agit de matière organique provenant de l’os ou bien de la résine employée pour effectuer la coupe ostéohistologique.

Vues au microscope (a-b) du cartilage préservé sur la fosse glénoïde du spécimen IVPP V 31301 d’Hamipterus tianshanensis ; la zone analysée a ensuite été étudiée par spectroscopie (c-i) pour identifier le cartilage, les flèches rouges indiquant la localisation du cartilage ossifié

Wu et ses collègues signalent plusieurs différence au niveau de l’articulation glénoïde des ptérosaures et celle des oiseaux. En effet, la morphologie de cette articulation est très similaire entre les deux groupes, mais la morphologie de la tête de l’humérus diverge. Ils prennent l’articulation d’Hamipterus pour exemple, et montrent que l’amplitude de l’épaule des ptérosaures était ainsi plus réduite que celle des oiseaux. Wu et ses collègues mettent l’accent sur plusieurs autres différences entre les deux groupes, comme la contraction des muscles pouvant modifier la position des plumes et ainsi la forme de l’aile chez les oiseaux. Ils en concluent que malgré de récentes études biomécaniques sur le vol des ptérosaures, il faut rester prudent quand au fait de se baser sur les oiseaux lors de la construction des modèles.

Références : Wu, Q.; Chen, H.; Li, Z.; Jiang, S.; Wang, X.; Zhou, Z., 2023, The morphology and histology of the pectoral girdle of Hamipterus (Pterosauria), from the Early Cretaceous of Northwest China. The Anatomical Record. 1–12.

Wang, X.; Kellner, A.W.A.; Jiang, S.; Wang, Q.; Ma, Y.; Paidoula, Y.; Cheng, X.; Rodrigues, T.; Meng, X.; Zhang, J.; Li, N.; Zhou, Z., 2014, Sexually dimorphic tridimensionally preserved pterosaurs and their eggs from China. Current Biology. 24: 1323–1330.

Toutes les images proviennent de Wu et al., 2023 à l’exception de la première qui est une œuvre de Chuang Zhao

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