Comment les oiseaux préhistoriques remplaçaient leurs dents

À l’heure actuelle, les oiseaux n’ont évidemment pas de dents. Mais à l’ère préhistorique, nombre d’entre eux en avaient. Depuis la découverte d’Archaeopteryx, sorte de dinosaure à plumes, au XIXème siècle, on sait que des oiseaux vivaient à l’ère Mésozoïque (-251 millions d’années à -65 millions d’années). Depuis cette trouvaille, on sait également que les dents de ces oiseaux préhistoriques pouvaient se régénérer à l’image de celles de certains reptiles. Toutefois, jusqu’ici, on ignorait encore comment. Aujourd’hui, des chercheurs ont utilisé l’imagerie µCT pour obtenir le premier regard détaillé sur le modèle de remplacement des dents de trois oiseaux du Crétacé récemment découverts au Brésil. Les résultats de leur étude sont parus le 30 septembre dans la revue Scientific Reports.

Dans le passé, des études ont exploré le remplacement des dents chez les oiseaux préhistoriques mais elles se limitaient à ce qui était visible de l’extérieur. Ici, Becky Wu, étudiante diplômée en résidence au Musée d’histoire naturelle du comté de Los Angeles (États-Unis), et ses collègues, ont appliqué la tomographie par microcompensation aux fossiles pour regarder à l’intérieur de la mâchoire. À la façon des tomodensitogrammes réalisés dans les hôpitaux ou dans les cabinets dentaires, cette technologie a permis de visualiser les nouvelles dents d’oiseaux en train de se former dans les mâchoires fossilisées.

Une similitude avec les crocodiliens

“Nous pensions qu’ils avaient probablement des dents de remplacement, et nous étions très heureux de les trouver. C’est la première fois que nous avons pu reconstituer le remplacement des dents dans une rangée de dents d’oiseaux, y compris les dents qui sont encore à leurs débuts, se félicite Becky Wu. La grande préservation du fossile et le scanner à haute résolution ont rendu cela possible (…) Nous avons des archives sur le remplacement des dents à différents stades de développement ; ces nouvelles données nous donnent un aperçu du cycle de leurs dents (…) Et comme les spécimens avaient conservé des dents voisines consécutives fonctionnelles et de remplacement, nous pouvons maintenant visualiser leur schéma de remplacement des dents.”

Le schéma alternatif de remplacement des dents est similaire à celui observé chez d’autres dinosaures et crocodiliens, aujourd’hui seuls spécimens dentés vivants proches des oiseaux. “Les crocodiliens et les oiseaux se trouvent aux deux extrémités d’un arbre généalogique diversifié et connecté, mais la similitude de leurs remplacements de dents suggère que les mécanismes génétiques à l’origine de ce processus pourraient avoir une origine plus profonde dans cet arbre. Nous avons encore besoin de plus de données pour combler nos lacunes en matière de connaissances, notamment des données sur les ancêtres et les parents des crocodiliens et des dinosaures et des données sur les lignées plus proches des oiseaux », expliquent les chercheurs.

Mais pourquoi les oiseaux n’ont-ils plus de dents ?  

De nombreuses hypothèses scientifiques s’affrontent afin d’expliquer pourquoi les oiseaux n’ont aujourd’hui plus de dents. La thèse la plus répandue est celle d’un changement de régime alimentaire. Le bec des oiseaux leur aurait permis de saisir plus facilement leurs graines. Ce qui aurait facilité leur survie lors de la grande extinction des espèces il y a quelque 65 millions d’années. Mais d’autres théories ont émergé. Des chercheurs ont notamment avancé une hypothèse liée à la stratégie de reproduction des dinosaures aviaires et à la durée d’incubation des œufs. À l’origine, cette dernière durait sans doute plusieurs mois, comme celle des reptiles primitifs.

Les oiseaux modernes, eux, ne couvent que pendant quelques semaines, voire une dizaine de jours. D’après les chercheurs, cette durée pourrait s’expliquer car le développement des dents chez les dinosaures prenait 60 % du temps de l’incubation. L’embryon devait attendre que la fabrication des dents soit terminée avant de venir au monde. Or, les œufs étaient les proies favorites des prédateurs. Ainsi, une éclosion plus rapide aurait permis à l’espèce de survivre et d’évoluer. “Nous suggérons que la sélection naturelle en faveur d’une disparition des dents est un effet secondaire de la sélection en faveur d’une croissance plus rapide de l’embryon et donc d’une durée d’incubation plus courte”, écrivaient donc les chercheurs. Cette théorie permettrait aussi d’expliquer la perte de dents et la présence d’un bec chez certains dinosaures non aviaires.