Une représentation d’artiste d’anciens albatros harcelant un pélagornithidé – avec son redoutable bec denté – alors que des manchots s’ébattent dans les océans autour de l’Antarctique il y a 50 millions d’années. (Image reproduite avec l’aimable autorisation de Brian Choo)
Les fossiles retrouvés en Antarctique dans les années 1980 représentent les plus anciens membres géants d’un groupe éteint d’oiseaux qui patrouillaient dans les océans du sud avec une envergure de 21 pieds qui éclipserait l’envergure de 11½ pieds du plus grand oiseau actuel, l’albatros errant.
Appelés pelagornithidés, ces oiseaux remplissaient une niche très semblable à celle des albatros d’aujourd’hui et ont beaucoup voyagé sur les océans de la Terre pendant au moins 60 millions d’années. Bien qu’un fossile de pélagornithidés beaucoup plus petit date de 62 millions d’années, l’un des fossiles nouvellement décrits – une partie d’une patte d’oiseau vieille de 50 millions d’années – montre que les grands pélagornithidés sont apparus juste après que la vie a rebondi après l’extinction de masse survenue il y a 65 millions d’années, lorsque les dinosaures, parents des oiseaux, se sont éteints. Un deuxième fossile de pelagornithidés, une partie d’un os de mâchoire, date d’il y a environ 40 millions d’années.
« Notre découverte de fossiles, avec son estimation d’une envergure de 5 à 6 mètres – près de 20 pieds – montre que les oiseaux ont évolué vers une taille vraiment gigantesque relativement rapidement après l’extinction des dinosaures et ont régné sur les océans pendant des millions d’années », a déclaré Peter Kloess, un étudiant diplômé de l’Université de Californie, Berkeley.
Le dernier pélagornithidé connu date d’il y a 2,5 millions d’années, une époque où le climat changeait alors que la Terre se refroidissait et que les périodes glaciaires commençaient.
Kloess est l’auteur principal d’un article décrivant le fossile qui paraît cette semaine dans la revue en accès libre Scientific Reports. Ses co-auteurs sont Ashley Poust du Musée d’histoire naturelle de San Diego et Thomas Stidham de l’Institut de paléontologie des vertébrés et de paléoanthropologie de l’Académie chinoise des sciences à Pékin. Poust et Stidham ont tous deux obtenu leur doctorat à l’UC Berkeley.
Des oiseaux avec des pseudo-dents
Les pélagornithidés sont connus sous le nom d’oiseaux « à dents osseuses » en raison des saillies osseuses, ou entretoises, sur leurs mâchoires qui ressemblent à des dents pointues, bien qu’il ne s’agisse pas de véritables dents, comme celles des humains et d’autres mammifères. Les saillies osseuses étaient recouvertes d’une matière cornée, la kératine, qui ressemble à nos ongles. Appelées pseudo-dents, les saillies aidaient les oiseaux à accrocher les calmars et les poissons de la mer alors qu’ils planaient pendant peut-être des semaines au-dessus d’une grande partie des océans de la Terre.
Ce segment de cinq pouces de mâchoire fossilisée, découvert en Antarctique dans les années 1980, date de 40 millions d’années. Le crâne de l’oiseau aurait mesuré environ deux pieds de long, tandis que les pseudo-dents, qui étaient à l’origine recouvertes de kératine cornée, auraient mesuré jusqu’à un pouce de long. À cette échelle, l’envergure des ailes de l’oiseau aurait été de 5 à 6 mètres, soit environ 20 pieds. (Image UC Berkeley avec l’aimable autorisation de Peter Kloess)
De grands animaux volants sont périodiquement apparus sur Terre, à commencer par les ptérosaures qui battaient leurs ailes coriaces à l’époque des dinosaures et atteignaient une envergure de 33 pieds. Les pélagornithes sont venus revendiquer le record d’envergure au Cénozoïque, après l’extinction massive, et ont vécu jusqu’à il y a environ 2,5 millions d’années. A peu près à la même époque, les teratorns, aujourd’hui disparus, régnaient sur le ciel.
Les oiseaux, apparentés aux vautours, « ont évolué vers une envergure d’ailes proche de ce que nous voyons chez ces oiseaux à dents osseuses (pélagornithidés) », a déclaré Poust. « Cependant, en termes de temps, les teratorns arrivent en deuxième position avec leur taille géante, ayant évolué 40 millions d’années après que ces pélagornithidés aient vécu. La taille extrême et géante de ces oiseaux disparus est inégalée dans les habitats océaniques. » »
Les fossiles décrits par les paléontologues font partie des nombreux fossiles collectés au milieu des années 1980 sur l’île Seymour, au large de la pointe la plus septentrionale de la péninsule antarctique, par des équipes dirigées par des paléontologues de l’UC Riverside. Ces découvertes ont ensuite été déplacées au musée de paléontologie de l’UC à Berkeley.
Kloess est tombé sur les spécimens en fouillant dans les collections en tant qu’étudiant diplômé nouvellement arrivé en 2015. Il avait obtenu sa maîtrise à Cal State-Fullerton avec une thèse sur les oiseaux marins côtiers de l’ère Miocène, entre 17 millions et 5 millions d’années, qui était basée sur des spécimens qu’il a trouvés dans les collections de musées, y compris celles de l’UCMP.
« J’adore aller dans les collections et simplement y trouver des trésors », a-t-il déclaré. « Quelqu’un m’a appelé un rat de musée, et je prends cela comme un badge d’honneur. J’adore fouiller partout, trouver des choses que les gens négligent. »
En revoyant les notes originales de Judd Case, ancien étudiant de l’UC Riverside, aujourd’hui professeur à l’Eastern Washington University près de Spokane, Kloess a réalisé que l’os du pied fossile – un tarsométatarse – provenait d’une formation géologique plus ancienne qu’on ne le pensait à l’origine. Cela signifie que le fossile avait environ 50 millions d’années au lieu de 40 millions d’années. C’est le plus grand spécimen connu pour l’ensemble du groupe éteint des pélagornithidés.
L’autre fossile redécouvert, la partie médiane de la mâchoire inférieure, a des parties de ses pseudo-dents préservées ; elles auraient mesuré jusqu’à 3 cm (1 pouce) lorsque l’oiseau était vivant. La partie conservée de la mâchoire, d’une longueur d’environ 12 cm, provient d’un très grand crâne qui devait mesurer jusqu’à 60 cm de long. En utilisant des mesures de la taille et de l’espacement de ces dents et des comparaisons analytiques avec d’autres fossiles de pélagornithidés, les auteurs sont en mesure de montrer que ce fragment provenait d’un oiseau individuel aussi grand, sinon plus grand, que les plus grands squelettes connus du groupe des oiseaux à dents osseuses.
Un Antarctique chaud était un terrain de jeu pour les oiseaux
Il y a cinquante millions d’années, l’Antarctique avait un climat beaucoup plus chaud pendant la période connue sous le nom d’Éocène et n’était pas le continent interdit et glacé que nous connaissons aujourd’hui, a noté Stidham. Aux côtés de mammifères terrestres disparus, comme les marsupiaux et les parents éloignés des paresseux et des fourmiliers, une diversité d’oiseaux antarctiques occupait la terre, la mer et l’air.
L’île Seymour, près du point le plus septentrional de la péninsule antarctique, a donné une richesse de fossiles, y compris des parties d’oiseaux géants comme les pélagornithidés et les ancêtres plus petits de l’albatros d’aujourd’hui, sans oublier des quantités de pingouins. Les fossiles de l’UCMP décrits dans la nouvelle étude proviennent des points 1 et 6. (Graphic courtesy of Scientific Reports)
Les océans du sud étaient le terrain de jeu des premières espèces de manchots, ainsi que des parents éteints de canards, autruches, pétrels et autres groupes d’oiseaux vivants, dont beaucoup vivaient sur les îles de la péninsule antarctique. La nouvelle recherche documente que ces oiseaux prédateurs éteints, aux dents osseuses de grande taille et de taille géante, ont fait partie de l’écosystème antarctique pendant plus de 10 millions d’années, volant côte à côte au-dessus des têtes des manchots nageurs.
« Dans un mode de vie probablement similaire à celui des albatros vivants, les pélagornithidés géants disparus, avec leurs ailes à très longues pointes, auraient largement survolé les anciennes mers ouvertes, qui n’avaient pas encore été dominées par les baleines et les phoques, à la recherche de calmars, de poissons et d’autres fruits de mer à attraper avec leur bec garni de pseudo-dents acérées », a déclaré Stidham. « Les plus gros font presque deux fois la taille des albatros, et ces oiseaux aux dents osseuses auraient été de redoutables prédateurs qui ont évolué pour être au sommet de leur écosystème. »
Les collections de musées comme celles de l’UCMP, et les personnes comme Kloess, Poust et Stidham pour les exploiter, sont essentielles pour reconstituer ces anciens habitats.
« Les collections sont extrêmement importantes, donc faire des découvertes comme ce pélagornithide n’aurait pas eu lieu si nous n’avions pas ces spécimens dans la confiance du public, que ce soit à l’UC Riverside ou maintenant à Berkeley », a déclaré Kloess. « Le fait qu’ils existent pour que les chercheurs puissent les regarder et les étudier a une valeur incroyable. »