Anatomie interne des vertèbres de tanysauriens

Les tanysauriens sont un groupe d’archosauromorphes connus du trias d’Asie, d’Europe et d’Amérique, caractérisés par leur cou allongé. Deux familles composent ce clade : les tanystropheidés et les dinocephalosauridés. Chez les tanystropheidés, l’allongement du cou est principalement lié à l’allongement des vertèbres cervicales alors que chez les dinocephalosauridés, celui-ci est lié à l’augmentation du nombre de vertèbres cervicales (voir cet article). Rytel et ses collègues analysent ainsi plusieurs vertèbres cervicales de tanysauriens pour comprendre leur anatomie interne.

Scan des vertèbres MGUWr 3895s de Protanystropheus antiquus (A) et ZPAL V. 36/181 de Tanystropheus sp. de Pologne (B) ; on constate la présence commune d’une grande cavité interne (ic, en rouge)

Rytel et ses collègues ont étudié les scans CT et les coupes transversales de 7 vertèbres cervicales de Protanystropheus antiquus, 1 vertèbre cervicale de Tanystropheus hydroides, 6 vertèbres cervicales de Tanystropheus conspicuus et 25 vertèbres cervicales de Tanystropheus sp. de Suisse et de Pologne. L’analyse de ces spécimens indique que le tissu osseux en périphérie des vertèbres cervicales était compact. Cette compacité est probablement une adaptation biomécanique pour augmenter la résistance du cou suite à son allongement et au mode de vie supposé semi-aquatique des tanysauriens.

Scan CT des vertèbres GIUS-7-3674 (à gauche) et MGUWr 3889s (à droite) de Protanystropheus antiquus ; on remarque l’épaisseur du tissu osseux en périphérie ainsi que la présence d’une grande cavité interne (ic) divisée par des trabécules (st), avec un plancher osseux (la) pour le canal neural (nc)
Scan CT des vertèbres ZPAL V. 36/101 (A, B, D à gauche), ZPAL V. 36/102 (C, E, F à gauche), ZPAL V. 36/1099 (D à droite) et ZPAL V. 36/166 (E à droite) de Tanystropheus sp. de Pologne ; on remarque l’épaisseur du tissu osseux en périphérie ainsi que la présence d’une grande cavité interne (ic) sans trabécules ni plancher osseux pour le canal neural (nc)

L’analyse de la structure interne des vertèbres cervicales de Tanystropheus et Protanystropheus a pu y confirmer la présence de grandes cavités internes. Protanystropheus présente plusieurs grandes cavités internes séparées par des trabécules (de fins éléments osseux). Chez Tanystropheus, il existe une unique grande cavité interne, sans trabécules ni plancher osseux pour le canal neural. Rytel et ses collègues supposent donc que le canal neural reposait ventralement sur des tissus mous et non de l’os comme chez la plupart des autres sauropsides, y compris Protanystropheus.

Schématisation d’une coupe transversale de vertèbre cervicale de Protanystropheus (A) et de Tanystropheus (B) ; on remarque la présence de grandes cavités internes (internal cavity) chez ces deux taxons, mais la présence de trabécules séparant les cavités (slanted trabeculae) et de plancher osseux pour le canal neural (neural canal) uniquement chez Protanystropheus

Les cavités internes des vertèbres des tanysauriens ne sont pas les signes d’une pneumatisation et étaient très probablement remplies de moelle osseuse. Rytel et ses collègues supposent que cette la présence de moelle osseuse dans ces cavités soit la condition ancestrale des archosauromorphes. Par la suite, des sacs aériens ont pu envahir ces grandes cavités chez les avemetatarsaliens, faisant alors de ces cavités une exaptation. Rytel et ses collègues remarquent la présence d’artères intersegmentaires chez les vertèbres cervicales des tanysauriens, afin de vasculariser la moelle osseuse de leur long cou. Ces artères se retrouvent également chez les plésiosaures, des sauropsides marins au cou également allongé.

Reconstitution de l’anatomie d’une vertèbre cervicale de Tanystropheus, montrant l’absence de plancher osseux pour le canal neural (ou passaient les artères et la moelle épinière ‘spinal cord’), la grande cavité remplie de moelle osseuse (‘bone marrow’) et les artères intersegmentaires (intersegmental arteries’)

La présence d’une grande cavité interne au sein des vertèbres cervicales est aussi présente chez Augustaburiania, Macrocnemus, Ozimek, Tanytrachelos, Czatkowiella et Microcnemus mais absentes chez Dinocephalosaurus. Rytel et ses collègues supposent que ces cavités sont une synapomorphie possible des Tanystropheidae. Il est impossible de savoir si c’était une caractéristique ancestrale des tanysauriens à cause du manque de données pour les dinocephalosauridés. Ces grandes cavités remplies de moelle osseuse et bien vascularisées étaient une adaptation de la morphologie ancestrale des archosauromorphes permettant d’assurer la solidité tout en limitant le poids des vertèbres.

Référence : Rytel, A.; Surmik, D.; Szczygielski, T.; Spiekman, S.N.F.; van de Kamp, T.; Zuber, M.; Scheyer, T.M., 2024, Unique internal anatomy of vertebrae as a key factor for neck elongation in Triassic archosauromorphs. Zoological Journal of the Linnean Society. 202(3): zlae126.

Toutes les images proviennent de Rytel et al., 2024

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