Comparaison de l’ostéohistologie des sauropsides de la formation géologique d’Ischigualasto

La formation géologique d’Ischigualasto (San Juan, Argentine) date du Carnien et correspond à un environnement aride à semi-aride pouvant être saisonnièrement très humide. La faune de sauropsides qui y a été découverte est très diversifiée et documentée, avec une bonne datation des spécimens. Elle comprend notamment certains des plus vieux dinosaures connus. Curry Rogers et ses collègues décrivent ainsi l’ostéohistologie de différents sauropsides de la formation géologique d’Ischigualasto, afin de comparer les stratégies de croissance selon les taxons dans un même environnement.

Reconstitution de l’environnement de la formation géologique d’Ischigualasto lors de la saison humide, par Davide Bonadonna

Curry Rogers et ses collègues ont analysé les coupes ostéohistologiques des fémurs du rhynchosaure Hyperodapedon sanjuanensis (PVSJ 574), du shuvosauridé Sillosuchus longicervix (holotype PVSJ 85), des proterochampsiens Proterochampsa barrionuevoi (PVSJ 606) et Pseudochampsa ischigualastensis (holotype PVSJ 567), du Loricata Saurosuchus galilei (PVSJ 47), du crocodylomorphe basal Trialestes romeri (PVSJ 368), des herrerasauriens Herrerasaurus ischigualastensis (PVSJ 614) et Sanjuansaurus gordilloi (PVSJ 605 holotype), des sauropodomorphes Chromogisaurus novasi (holotype PVSJ 845) et Eoraptor lunensis (PVSJ 559) et du théropode Eodromaeus murphi (PVSJ 561).

Arbre phylogénétique montrant les relations de parenté entre les différents taxons étudiés par Curry Rogers et ses collègues

Le fémur du spécimen PVSJ 574 d’Hyperodapedon sanjuanensis présente les signes d’une croissance assez rapide mais ponctuée de périodes de ralentissement de croissance. De plus, Curry Rogers et ses collègues constatent que la croissance de PVSJ 574 était en train de significativement ralentir. Cela suggère que cet individu était un subadulte proche du stade adulte. La stratégie de croissance observée pour H. sanjuanensis est la même que celle rapportée pour d’autres spécimens d’Hyperodapedon d’Inde et du Brésil.

Coupe ostéohistologique du fémur du spécimen PVSJ 574 d’Hyperodapedon sanjuanensis ; on note la présence de lignes d’arrêt de croissance (E, flèche rouge) montrant des périodes de ralentissement de croissance ainsi que la présence d’une baisse de vascularisation (visible sur B) et de remodelage osseux (C, cavité d’érosion encadrée), témoignant d’un ralentissement de la croissance au moment de sa mort

Le fémur du spécimen PVSJ 606 de Proterochampsa barrionuevoi montre une croissance rapide et continue, particulièrement rapide au début de l’ontogenèse. Curry Rogers et ses collègues notent que la croissance rapide de PVSJ 606 ne ralentit que vers la fin de son ontogenèse. L’ostéohistologie de PVSJ 606 révèle la présence d’un système fondamental externe (EFS en anglais), un tissu osseux caractéristique des individus ayant atteint la maturité squelettique. Le spécimen PVSJ 606 de P. barrionuevoi était donc un individu adulte.

Coupe ostéohistologique du fémur du spécimen PVSJ 606 de Proterochampsa barrionuevoi ; on note la présence de remodelage osseux (C, cavité d’érosion et D, ostéons secondaires encadrés) ainsi que d’un système fondamental externe (EFS), caractéristique d’un individu adulte (F)

Le fémur du spécimen PVSJ 567 de Pseudochampsa ischigualastensis présente une stratégie de croissance très distincte des autres taxons analysés par Curry Rogers et ses collègues. En effet, la croissance de PVSJ 567 était particulièrement lente, avec des périodes d’arrêt de croissance. Curry Rogers et ses collègues notent que la croissance de PVSJ 567 n’était pas terminée à sa mort, indiquant qu’il s’agissait d’un individu subadulte.

Coupe ostéohistologique du fémur du spécimen PVSJ 567 de Pseudochampsa ischigualastensis ; on note la présence de remodelage osseux (C et F, ostéons primaires encadrés) ainsi que de lignes d’arrêt de croissance (bien visibles sur B et E, flèche rouge) montrant des périodes de ralentissement de croissance

Le fémur du spécimen PVSJ 85 de Sillosuchus longicervix présente une microstructure typique d’une croissance rapide et continue pendant une grande partie de son ontogenèse. En effet, Curry Rogers et ses collègues notent qu’aucune ligne d’interruption de croissance n’est présente. L’absence de remodelage osseux avancé et d’EFS indique que la croissance de PVSJ 85 n’était pas terminée. Le spécimen PVSJ 85 de Sillosuchus longicervix était donc un individu subadulte.

Coupe ostéohistologique du fémur du spécimen PVSJ 85 de Sillosuchus longicervix ; on note la présence de remodelage osseux (D, E et F, ostéons distincts par leur couleur plus claire ; C, cavité d’érosion)

Le fémur du spécimen PVSJ 47 de Saurosuchus galilei montre une croissance rapide mais interrompue par des périodes de ralentissement de croissance. De plus, Curry Rogers et ses collègues constatent que la croissance de PVSJ 47 était en train de significativement ralentir. Cela suggère que PVSJ 47 était un Saurosuchus galilei subadulte proche du stade adulte.

Coupe ostéohistologique du fémur du spécimen PVSJ 47 de Saurosuchus galilei ; on note la présence de remodelage osseux (D et F, ostéons distincts sous forme de tâches noires) ainsi que de lignes d’arrêt de croissance (E, flèches rouges) montrant des périodes de ralentissement de croissance

Le fémur du spécimen PVSJ 368 de Trialestes romeri présente les signes d’une croissance rapide et ininterrompue. Curry Rogers et ses collègues notent que la croissance de PVSJ 368 était en train de ralentir, mais qu’elle n’était pas non plus sur le point de s’achever. Par conséquent, PVSJ 368 représente un individu subadulte de Trialestes romeri.

Coupe ostéohistologique du fémur du spécimen PVSJ 368 de Trialestes romeri ; on note son tissu osseux très vascularisé (B) et la présence de remodelage osseux (C, D et F, ostéons primaires sous forme de tâches blanches)

Le fémur du spécimen PVSJ 605 de Sanjuansaurus gordilloi présente une microstructure typique d’une croissance rapide et continue pendant une grande partie de son ontogenèse. Sa croissance était toutefois en train d’être considérablement ralentie, ce qui indique qu’il était proche d’atteindre la maturité squelettique. Curry Rogers et ses collègues supposent donc que PVSJ 605 était un individu subadulte presque adulte de Sanjuansaurus gordilloi.

Coupe ostéohistologique du fémur du spécimen PVSJ 605 de Sanjuansaurus gordilloi ; on note son tissu osseux très vascularisé (B) et la présence de remodelage osseux (D, ostéons primaires sous forme de tâches noires)

Le fémur du spécimen PVSJ 614 d’Herrerasaurus ischigualastensis montre les signes d’une croissance rapide et continue pendant une grande partie de son ontogenèse. Curry Rogers notent que sa croissance était en train de ralentir, mais qu’elle n’était pas non plus sur le point de s’achever. Par conséquent, PVSJ 614 représente un individu subadulte d’Herrerasaurus ischigualastensis.

Coupe ostéohistologique du fémur du spécimen PVSJ 614 d’Herrerasaurus ischigualastensis ; on note son tissu osseux très vascularisé (B), la présence de remodelage osseux (C-E, ostéons primaires sous forme de tâches blanches sur C et D et noires sur E) et un début de ralentissement de croissance (F, flèche jaune)

Le fémur du spécimen PVSJ 561 d’Eodromaeus murphi possède les caractéristiques ostéohistologiques d’une croissance rapide et continue pendant une grande partie de son ontogenèse. En effet, Curry Rogers et ses collègues notent qu’aucune ligne d’interruption de croissance n’est présente. L’absence de remodelage osseux avancé et d’EFS indique que la croissance de PVSJ 561 n’était pas terminée. Le spécimen PVSJ 561 était donc un individu subadulte d’Eodromaeus murphi.

Coupe ostéohistologique du fémur du spécimen PVSJ 561 d’Eodromaeus murphi ; on note son tissu osseux très vascularisé (B) et la présence de remodelage osseux (C et D, ostéons primaires sous forme de tâches noires)

Le fémur du spécimen PVSJ 559 d’Eoraptor lunensis possède lui aussi les caractéristiques ostéohistologiques d’une croissance rapide et continue pendant une grande partie de son ontogenèse. Curry Rogers et ses collègues notent là encore qu’aucune ligne d’interruption de croissance n’est présente. Un début de remodelage osseux est visible, ce qui indique que la croissance de PVSJ 559 commençait à être ralentie. Il s’agissait donc d’un individu subadulte assez âgé d’Eoraptor lunensis.

Coupe ostéohistologique du fémur du spécimen PVSJ 559 d’Eoraptor lunensis ; on note son tissu osseux très vascularisé (B) et la présence de remodelage osseux (C, ostéons primaires sous forme de tâches noires ; D, flèches blanches montrant des cavités d’érosion)

Le fémur du spécimen PVSJ 845 de Chromogisaurus novasi montre les signes d’une croissance rapide et continue pendant une grande partie de son ontogenèse. Curry Rogers et ses collègues remarquent la présence d’os médullaire chez PVSJ 845, un tissu osseux qui est caractéristique des femelles en train de pondre, mais parfois aussi pathologique. Curry Rogers et ses collègues n’ont pas préféré l’une des deux hypothèses. L’absence de remodelage osseux avancé et d’EFS indique que la croissance de PVSJ 845 n’était pas terminée. Il s’agissait donc d’un individu subadulte de Chromogisaurus novasi.

Coupe ostéohistologique du fémur du spécimen PVSJ 845 de Chromogisaurus novasi ; on note la présence de remodelage osseux (B et D, cavités d’érosion bien visibles en blanc ; D, ostéons secondaires visibles sous forme de tâches blanches) et d’os médullaire (B, tissu osseux numéro 4)

Parmi les taxons analysés, Curry Rogers ont identifié trois groupes possédant des stratégies de croissance distincts (les “Growth Strategy Groups”). Pseudochampsa est le seul membre du premier groupe (GSG I), de par sa croissance lente et ponctuellement interrompue. Cette stratégie se retrouve chez son proche parent Chanaresuchus et semble liée à l’écologie semi-aquatique de ces deux proterochampsiens. Le second groupe (GSG II) comprend Saurosuchus et Hyperodapedon, qui présentent une croissance rapide mais ponctuellement interrompue.

Schématisation des caractéristiques ostéohistologiques des GSC I (croissance lente et ponctuellement interrompue) et GSC II (croissance rapide et ponctuellement interrompue)

Enfin, le troisième groupe (GSG III) comprend Sillosuchus, Trialestes, Proterochampsa et les dinosaures Herrerasaurus, Sanjuansaurus, Chromogisaurus, Eoraptor et Eodromaeus. Le GSG III se caractérise par une croissance rapide ininterrompue. Curry Rogers et ses collègues montrent que ce mode de croissance, caractéristique des dinosaures, n’est pas unique à ce groupe mais se retrouve déjà chez ses premiers membres. La stratégie de croissance de Trialestes est similaire à celles d’autres crocodylomorphes basaux comme Terrestrisuchus, tandis que celle de Sillosuchus et Pseudochampsa est rare dans leurs groupes respctifs.

Schématisation des caractéristiques ostéohistologiques du GSC III (croissance rapide et ininterrompue)

Hormis le spécimen PVSJ 606 de Proterochampsa barrionuevoi, tous les autres spécimens étudiés sont des subadultes. Curry Rogers et ses collègues notent que la prédominance d’individus subadultes étudiés est explicable par le climat dans la formation géologique d’Ischigualasto. En effet, l’aridité saisonnière qui y régnait causait une raréfaction des ressources en eau et en nourriture, ce qui était particulièrement contraignant pour les animaux en cours de croissance. La mortalité des individus immatures y était accrue, comme c’est constatable dans l’échantillon de Curry Rogers et ses collègues.

Référence : Curry Rogers, K.; Martínez, R.N.; Colombi, C.; Rogers, R.R.; Alcober, O., 2024, Osteohistological insight into the growth dynamics of early dinosaurs and their contemporaries. PLoS ONE. 19(4): e0298242.

Toutes les images proviennent de Curry Rogers et al., 2024, à l’exception de la première qui est une oeuvre de Davide Bonadonna

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