Evolution du cerveau des théropodes

Publié partratayeniaPublié dansAlvarezsauroidea, Avialae, Dinosauria, Dromaeosauridae, Oviraptorosauria, Paleoneurologie, Theropoda, Troodontidae

Les oiseaux sont un groupe de théropodes chez lequel l’une des caractéristiques majeures est le vol battu. Le vol des oiseaux s’est développé grâce à une série d’adaptations qui ont vu le jour tout au long de l’évolution des théropodes. Il s’agit d’une combinaison de caractéristiques musculosquelettiques, cérébrales, comportementales ou encore tégumentaires. Pour comprendre l’apparition des caractéristiques cérébrales, il est nécessaire de bien connaître les zones du cerveau des oiseaux qui sont mobilisées lors du vol. Balanoff et ses collègues analysent ainsi le cerveau des oiseaux en vol et l’évolution du cerveau des théropodes vers l’acquisition des caractéristiques adaptées au vol.

Graphiques montrant le rapport entre la taille du cervelet (en ordonnées) et la taille de l’endocrâne (en abscisses) pour plusieurs théropodes fossiles (b) et plusieurs oiseaux actuels (c) ; on note qu’Alioramus présente un très petit cervelet, mais que tous les autres théropodes fossiles étudiés ont un cervelet bien développé

Les expérimentations de Balanoff et ses collègues révèlent que le cervelet est la zone du cerveau qui est la plus stimulée en vol. Les zones olfactives et optiques sont ensuite les zones les plus actives. Pour analyser l’évolution du cervelet chez les théropodes, Balanoff et ses collègues ont analysé les endocastes de plusieurs théropodes fossiles : le tyrannosauridé Alioramus, l’alvarezsauridé Shuvuuia, les oviraptoridés Khaan, Citipati et Conchoraptor, le dromaeosauridé Tsaagan, les troodontidés Zanabazar et le spécimen IGM 100/1126 ainsi que l’oiseau basal Archaeopteryx.

Modélisation 3D de l’endocaste de l’oviraptoridé Citipati, qui présente un cervelet bien développé (encadré avec les flèches)

Le cervelet est une zone du cerveau qui permet le traitement de nombreuses données en lien avec la conscience de la position des parties du corps ainsi que les stimulations visuelles. Il est donc essentiel pour l’équilibre et l’agilité pour les animaux terrestres, et devient primordial pour le vol. Balanoff et ses collègues constatent que l’apparition d’un cervelet bien développé s’est faite au sein de Maniraptora. Elle ne coïncide pas avec l’apparition du vol, et montre que le cerveau des théropodes présentait déjà des caractéristiques adaptées pour voler avant que le vol ne soit développé.

Arbre phylogénétique des théropodes coelurosaures, montrant que l’apparition d’un cervelet bien développé s’est faite au sein de Maniraptora

Référence : Balanoff, A.; Ferrer, E.; Saleh, L.; Gignac, P.M.; Gold, M.E.L., Marugán-Lobón, J.; Norell, M.; Ouellette, D.; Salerno, M.; Watanabe, A.; Wei, W.; Bever, G.; Vaska, P., 2024, Quantitative functional imaging of the pigeon brain: implications for the evolution of avian powered flight. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 291: 20232172.

Toutes les images proviennent de Balanoff et al., 2024

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