Microraptor
Ailes et vol
Microraptor avait quatre ailes, une sur chacune de ses membres antérieurs et postérieurs, ressemblant un peu à un arrangement possible du quatuor de surfaces de vol sur un avion à ailes en tandem d’aujourd’hui. Il avait de longues plumes pennées sur les bras et les mains de 10 à 20 cm de long (3,9 à 7,9 po) avec des jambes et des pieds de 11 à 15 cm de long (4,3 à 5,9 po). Les longues plumes sur les pattes de Microraptor étaient de véritables plumes de vol comme on le voit chez les oiseaux modernes, avec des aubes asymétriques sur les plumes des bras, des pattes et de la queue. Comme dans les ailes d’oiseaux modernes, les Microrapteurs avaient des plumes de vol primaires (ancrées à la main) et secondaires (ancrées au bras). Ce motif d’aile standard se reflétait sur les pattes postérieures, avec des plumes de vol ancrées aux os supérieurs du pied ainsi qu’au haut et au bas de la jambe. Bien qu’elles ne soient pas apparentes dans la plupart des fossiles à la lumière naturelle, en raison de l’obstruction des tissus mous pourris, les bases des plumes se sont étendues près ou en contact avec les os, comme chez les oiseaux modernes, fournissant de solides points d’ancrage.
On pensait à l’origine que Microraptor était un planeur et vivait probablement principalement dans les arbres, car les ailes postérieures ancrées aux pieds de Microraptor auraient entravé leur capacité à courir au sol. Certains paléontologues ont suggéré que les dinosaures à plumes utilisaient leurs ailes pour sauter en parachute des arbres, peut-être pour attaquer ou tendre une embuscade à des proies au sol, comme précurseur du vol plané ou du véritable vol. Dans leur étude de 2007, Chatterjee et Templin ont également testé cette hypothèse et ont constaté que la surface alaire combinée de Microraptor était trop étroite pour réussir un parachute au sol sans blessure à une hauteur significative. Cependant, les auteurs ont laissé ouverte la possibilité que Microraptor ait pu sauter en parachute sur de courtes distances, comme entre des branches d’arbres étroitement espacées. Des expériences en soufflerie ont démontré que le maintien d’un coefficient de portance élevé au détriment d’une traînée élevée était probablement la stratégie la plus efficace pour Microraptor lors du vol à voile entre de faibles altitudes. Microraptor n’avait pas besoin d’une morphologie d’aile sophistiquée et « moderne » pour être un planeur efficace. Cependant, l’idée que Microraptor était un planeur arboricole repose sur le fait qu’il a régulièrement grimpé ou même vécu dans les arbres, lorsque l’étude de son anatomie a montré que ses proportions de membres sont conformes aux oiseaux terrestres modernes plutôt qu’aux grimpeurs, et son squelette ne montre aucune des adaptations attendues chez des animaux spécialisés pour grimper aux arbres.
Décrivant des spécimens référencés à l’origine comme une espèce distinctive (Cryptovolans pauli), le paléontologue Stephen Czerkas a soutenu que Microraptor était peut-être un dépliant propulsé, et en fait peut-être un meilleur dépliant que Archaeopteryx. Il a noté que le sternum fusionné du Microrapteur, les plumes asymétriques et les caractéristiques de la ceinture scapulaire indiquaient qu’il pouvait voler de ses propres forces, plutôt que de simplement planer. Aujourd’hui, la plupart des scientifiques s’accordent à dire que Microraptor avait les caractéristiques anatomiques attendues d’un animal volant, bien qu’il aurait été une forme de vol moins avancée que les oiseaux. Par exemple, certaines études suggèrent que l’articulation de l’épaule était trop primitive pour permettre une course de vol à battement complet. Dans l’anatomie ancestrale des dinosaures théropodes, la douille de l’épaule était orientée vers le bas et légèrement vers l’arrière, ce qui rendait impossible pour les animaux de lever les bras verticalement, une condition préalable au vol battement chez les oiseaux. Des études de l’anatomie du maniraptore ont suggéré que la cavité de l’épaule ne s’est pas déplacée dans la position d’oiseau d’une orientation haute et vers le haut près de la colonne vertébrale jusqu’à ce que des avialans relativement avancés comme les énantiornithes apparaissent. Cependant, d’autres scientifiques ont fait valoir que la ceinture scapulaire de certains théropodes paraves, y compris Microraptor, est incurvée de telle sorte que l’articulation de l’épaule n’aurait pu être positionnée que haut sur le dos, ce qui permet une course ascendante presque verticale de l’aile. Cette anatomie de l’épaule peut-être avancée, combinée à la présence d’un propatagium reliant le poignet à l’épaule (qui remplit l’espace devant l’aile fléchie et peut soutenir l’aile contre la traînée chez les oiseaux modernes) et d’une alula, un peu comme une forme de fente de bord d’attaque en forme de pouce, peut indiquer que Microraptor était capable d’un véritable vol propulsé.
D’autres études ont démontré que les ailes de Microraptor étaient suffisamment grandes pour générer la portance nécessaire au lancement propulsé en vol, même sans course de vol entièrement verticale. Une étude de 2016 sur la capacité de vol naissante chez les paraves a démontré que Microraptor était capable de courir en pente assistée par les ailes, ainsi que de sauter assisté par les ailes et même de lancer au sol.
Stephen Czerkas, Gregory S. Paul et d’autres ont soutenu que le fait que Microraptor pouvait voler et qu’il était pourtant très clairement un dromaeosauridé suggère que les Dromaeosauridae, y compris les espèces plus tardives et plus grandes telles que Deinonychus, étaient secondairement sans vol. Les travaux de Xu et de ses collègues ont également suggéré que les ancêtres des dromaeosauridés étaient probablement petits, arboricoles et capables de planer, bien que des découvertes ultérieures de dromaeosauridés plus primitifs avec des membres antérieurs courts impropres au vol à voile aient jeté un doute sur cette vue. Les travaux effectués sur la question de la capacité de vol chez d’autres paraves ont cependant montré que la plupart d’entre eux n’auraient probablement pas été en mesure d’atteindre une portance suffisante pour un vol motorisé, étant donné leurs coups de vol limités et leurs ailes relativement plus petites. Ces études ont conclu que Microraptor a probablement évolué en vol et ses caractéristiques associées (sternum fusionné, alula, etc.) indépendamment des ancêtres des oiseaux.
Posturemodifier
Sankar Chatterjee a suggéré en 2005 que, pour que Microraptor puisse planer ou voler, les ailes antérieures et postérieures devaient être à des niveaux différents (comme sur un biplan) et non superposées (comme sur une libellule), et que cette dernière posture aurait été anatomiquement impossible. À l’aide de ce modèle de biplan, Chatterjee a pu calculer les méthodes possibles de vol à voile et a déterminé que Microraptor utilisait probablement un style de vol à voile phugoïde: se lançant d’un perchoir, l’animal aurait plongé vers le bas dans une courbe profonde en forme de U, puis s’est soulevé à nouveau pour atterrir sur un autre arbre. Les plumes non directement utilisées dans la structure de l’aile du biplan, comme celles du tibia et de la queue, auraient pu être utilisées pour contrôler la traînée et modifier la trajectoire de vol, la trajectoire, etc. L’orientation des ailes postérieures aurait également aidé l’animal à contrôler son vol plané. Chatterjee a également utilisé des algorithmes informatiques qui testent la capacité de vol des animaux pour tester si Microraptor était capable ou non d’un vol vrai et motorisé, par opposition ou en plus du vol à voile passif. Les données résultantes ont montré que Microraptor avait les exigences nécessaires pour maintenir un vol propulsé de niveau, il est donc théoriquement possible que l’animal vole, par opposition au vol plané.
Certains paléontologues ont douté de l’hypothèse du biplan et ont proposé d’autres configurations. Une étude réalisée en 2010 par Alexander et al. décrit la construction d’un modèle physique tridimensionnel léger utilisé pour effectuer des tests de glisse. En utilisant plusieurs configurations de pattes arrière pour le modèle, ils ont constaté que le modèle biplan, bien qu’il ne soit pas déraisonnable, était structurellement déficient et nécessitait une répartition du poids à tête lourde pour un vol à voile stable, ce qu’ils jugeaient peu probable. L’étude a indiqué qu’une structure d’aile postérieure enlevée latéralement représentait la configuration la plus cohérente biologiquement et aérodynamiquement pour Microraptor. Cependant, une analyse plus poussée de Brougham et Brusatte a conclu que la reconstruction du modèle d’Alexander n’était pas compatible avec toutes les données disponibles sur Microraptor et a soutenu que l’étude était insuffisante pour déterminer un schéma de vol probable pour Microraptor. Brougham et Brusatte ont critiqué l’anatomie du modèle utilisé par Alexander et son équipe, notant que l’anatomie de la hanche n’était pas cohérente avec d’autres dromaeosaures. Chez la plupart des dromaeosauridés, les caractéristiques de l’os de la hanche empêchent les jambes de s’écarter horizontalement; au lieu de cela, elles sont verrouillées en position verticale sous le corps. L’équipe d’Alexander a utilisé un spécimen de Microraptor qui a été écrasé à plat pour fabriquer son modèle, ce qui, selon Brougham et Brusatte, ne reflétait pas son anatomie réelle. Plus tard en 2010, l’équipe d’Alexander a répondu à ces critiques, notant que le dromaeosaure apparenté Hesperonychus, qui est connu à partir d’os complets de la hanche conservés en trois dimensions, montre également des orbites de la hanche dirigées partiellement vers le haut, permettant peut-être aux jambes de s’évaser plus que chez les autres dromaeosaures.
Mouvement du Solmodifier
En raison de l’étendue des ailes postérieures sur la majeure partie du pied de l’animal, de nombreux scientifiques ont suggéré que Microraptor aurait été gênant pendant les mouvements normaux du sol ou la course. Les plumes de l’aile avant auraient également gêné le Microrapteur au sol, en raison de l’amplitude de mouvement limitée du poignet et de la longueur extrême des plumes de l’aile. Une étude réalisée en 2010 par Corwin Sullivan et ses collègues a montré que, même avec l’aile repliée le plus loin possible, les plumes auraient toujours traîné sur le sol si les bras étaient maintenus dans une position neutre, ou étendus vers l’avant comme lors d’une frappe prédatrice. Ce n’est qu’en gardant les ailes surélevées, ou le bras étendu complètement vers l’arrière, que Microraptor aurait pu éviter d’endommager les plumes des ailes. Par conséquent, il était peut-être anatomiquement impossible pour Microraptor d’avoir utilisé ses membres antérieurs griffus pour capturer des proies ou manipuler des objets.
Implicationsmodifier
La disposition unique des ailes trouvée chez Microraptor a soulevé la question de savoir si l’évolution du vol chez les oiseaux modernes passait par un stade à quatre ailes, ou si les planeurs à quatre ailes comme Microraptor étaient une branche latérale évolutive qui n’a laissé aucune descendance. Dès 1915, le naturaliste William Beebe avait soutenu que l’évolution du vol des oiseaux pouvait avoir traversé un stade à quatre ailes (ou tétrapteryx). Chatterjee et Templin n’ont pas pris une position ferme sur cette possibilité, notant qu’une interprétation conventionnelle et un stade tétraptéryx sont également possibles. Cependant, sur la base de la présence de plumes de pattes inhabituellement longues chez divers dinosaures à plumes, Archaeopteryx et certains oiseaux modernes tels que les rapaces, ainsi que de la découverte d’autres dinosaures avec de longues plumes primaires sur leurs pieds (comme la Pedopenna), les auteurs ont fait valoir que l’ensemble des preuves actuelles, à la fois de la morphologie et de la phylogénie, suggère que le vol des oiseaux est passé à un moment donné de la dominance partagée des membres à la dominance des membres antérieurs, et que tous les oiseaux modernes peuvent avoir évolué à partir d’ancêtres à quatre ailes, ou du moins des ancêtres avec des plumes de pattes inhabituellement longues par rapport au moderne configuration.
Alimentationmodifier
En 2010, des chercheurs ont annoncé que la préparation ultérieure du fossile type de M. zhaoianus avait révélé des contenus intestinaux probables préservés. Ceux-ci se composaient d’os de mammifères, y compris d’éventuels fragments de crâne, de membre et de vertèbre, ainsi que d’un pied entier. Le squelette du pied est similaire à ceux d’Eomaia et de Sinodelphys. Il correspond à un animal avec une longueur estimée de museau à évent de 80 mm (3,1 po) et une masse de 20 à 25 g (0,71 à 0,88 oz). Les onglons du pied sont moins incurvés que chez Eomaia ou Sinodelphys, ce qui indique que le mammifère pourrait grimper mais moins efficacement que dans les deux derniers genres.
Dans le numéro du 6 décembre 2011 de Proceedings of the National Academy of Sciences, Jingmai O’Connor et ses coauteurs ont décrit un spécimen de Microrapteur contenant des os d’oiseaux dans son abdomen, en particulier une aile partielle et des pattes. Leur position indique que le dinosaure a avalé un oiseau perché en entier.
En 2013, des chercheurs ont annoncé avoir trouvé des écailles de poisson dans la cavité abdominale d’un spécimen de microrapteur. Cette nouvelle découverte corrige la position précédente selon laquelle Microraptor chassait uniquement dans un environnement arboricole. Ils ont également soutenu que le spécimen présentait une adaptation probable à un régime alimentaire piscicole: la bonne conservation de la mandibule montre que les trois premières dents étaient inclinées antérodorsalement, caractère souvent associé à la piscivorie. Microraptor était un mangeur opportuniste, chassant les proies les plus courantes dans les habitats arboricoles et aquatiques.
En 2019, un nouveau genre de lézard scléroglosse (Indrasaurus) a été décrit à partir d’un spécimen trouvé dans l’estomac d’un Microrapteur. Le Microrapteur a apparemment avalé sa proie la tête la première, un comportement typique des oiseaux carnivores et des lézards modernes. Les os d’Indrasaurus manquaient de piqûres et de cicatrices marquées, ce qui indique que le Microrapteur est mort peu de temps après avoir mangé le lézard et avant qu’une digestion importante ne se soit produite.
Contrairement à son homologue parave Anchiornis, Microraptor n’a jamais été trouvé avec des pastilles gastriques, malgré l’existence de quatre spécimens de Microraptor qui préservent le contenu de l’estomac. Cela suggère que Microraptor a laissé passer de la fourrure, des plumes et des morceaux d’os indigestes dans ses excréments au lieu de produire des pellets.
Sur la base de la taille de l’anneau scléral de l’œil, il a été suggéré que les microrapteurs chassaient la nuit. Cependant, la découverte d’un plumage irisé chez Microraptor a jeté un doute sur cette conclusion, car aucun oiseau moderne au plumage irisé n’est connu pour être nocturne.