De nouvelles recherches révèlent que les ptérosaures, les premiers vertébrés à voler propulsé, ont développé les structures cérébrales nécessaires à la locomotion aérienne sans l’hypertrophie cérébrale spectaculaire observée chez les oiseaux. Une équipe internationale a utilisé l’imagerie 3D avancée pour reconstruire le cerveau de plus de trois douzaines d’espèces, dont des ptérosaures, leurs plus proches parents, les premiers dinosaures, des crocodiles et des oiseaux. L’étude suggère que ces reptiles volants ont réussi à voler rapidement, avec une structure cérébrale plus proche des dinosaures non volants que des oiseaux modernes.
Evolution rapide du vol chez les ptérosaures
Les ptérosaures sont apparus il y a environ 220 millions d’années, déjà capables de voler propulsé – une capacité qui a évolué séparément chez les dinosaures aviaires. Cette nouvelle étude remet en question l’hypothèse de longue date selon laquelle des cerveaux plus gros étaient essentiels au vol précoce.
La principale découverte est que les ptérosaures ont évolué vers le vol au début de leur histoire évolutive, et l’ont fait avec des cerveaux relativement petits par rapport à la taille de leur corps. Les chercheurs de la faculté de médecine de l’Université Johns Hopkins n’ont trouvé aucune preuve que l’hypertrophie du cerveau était le moteur initial de leur capacité de vol.
“Notre étude montre que les ptérosaures ont développé le vol dès le début de leur existence et qu’ils l’ont fait avec un cerveau plus petit, semblable à celui des vrais dinosaures non volants”, a déclaré le Dr Matteo Fabbri.
Le rôle de la vision et les adaptations précoces
L’équipe s’est concentrée sur le lobe optique, la région du cerveau responsable de la vision, comme clé potentielle du vol. Ils ont examiné le cerveau d’Ixalerpeton, un lagerpetid de l’ère Trias – un parent arboricole incapable de voler des ptérosaures – et ont découvert qu’il possédait déjà des caractéristiques liées à une vision améliorée, notamment un lobe optique élargi.
Cela suggère qu’une vision améliorée pourrait avoir été un tremplin vers le vol pour les ptérosaures. Cependant, la forme et la taille globales du cerveau entre Ixalerpeton et les ptérosaures présentaient très peu de similitudes, ce qui implique que les ptérosaures ont acquis le vol en un éclair, transformant rapidement leur cerveau pour répondre aux exigences de la locomotion aérienne.
Contraste avec l’évolution des oiseaux
L’étude contraste fortement avec le cheminement évolutif des oiseaux. Alors que les ptérosaures semblent avoir « acquis le vol dès le début », les oiseaux modernes semblent avoir développé le vol selon un processus plus progressif, étape par étape.
Les oiseaux ont hérité de leurs ancêtres préhistoriques des caractéristiques telles que des cervelets élargis et des lobes optiques, puis les ont adaptés au fil du temps pour voler. Une étude de 2024 a même souligné l’expansion du cervelet comme élément clé du vol des oiseaux.
“Essentiellement, les cerveaux des ptérosaures se sont rapidement transformés en acquérant tout ce dont ils avaient besoin pour prendre leur envol dès le début”, a expliqué le Dr Fabbri.
Implications plus larges pour comprendre le vol
Les chercheurs ont également analysé les cavités cérébrales des fossiles de crocodiliens et d’oiseaux disparus, confirmant que les cerveaux des ptérosaures étaient modérément agrandis mais toujours de taille similaire à ceux d’autres dinosaures.
Le paléontologue Dr Rodrigo Temp Müller a souligné que les découvertes dans le sud du Brésil continuent d’affiner notre compréhension de l’évolution précoce des dinosaures et des ptérosaures.
Cette recherche souligne qu’il n’existe pas une seule façon de faire évoluer le vol. Les ptérosaures démontrent que des adaptations complexes peuvent survenir rapidement, même sans hypertrophie cérébrale significative, tandis que les oiseaux ont suivi un chemin plus progressif et progressif.
Les futures études se concentreront sur les détails les plus fins de la structure cérébrale des ptérosaures, dans le but de découvrir les principes biologiques fondamentaux derrière le vol. Les résultats paraissent dans la revue Current Biology.
