Nouvelle étude sur les dents de dinosaure révèle régime alimentaire

Une récente examen des dents de dinosaure, y compris celles du Tyrannosaurus rex, révèle des informations sur le régime alimentaire des dinosaures.

Les dents de dinosaure qui ont été rayées peuvent révéler la viande, les plantes et les autres aliments qu’ils consommaient régulièrement. Pour la première fois, les chercheurs ont utilisé l’analyse de texture de l’usure dentaire à micro-ondes (DMTA) pour inférer les régimes des theropodes de grande taille tels que Allosaurus et T. rex. Les scientifiques peuvent dire quels dinosaures ont mangé des os durs et lesquels préféraient des aliments plus tendres et des proies en capturant des images 3D de dents individuelles et en examinant le motif des rayures.

Cette approche fournit aux paléontologues une nouvelle voie d’investigation, renforçant ainsi notre connaissance non seulement des dinosaures mais aussi des environnements dans lesquels ils vivaient.

Le T. rex a été dépeint comme un prédateur terrifiant dans des œuvres allant de Fantasia à Jurassic Park. Combien de os, s’il y en a, ce dinosaure bien connu a-t-il réellement mangé ? Et que dire des autres dinosaures qui ont vécu avant lui qui étaient également des prédateurs ?

L’analyse de texture de l’usure dentaire à micro-ondes (DMTA) est une technique de numérisation utilisée pour examiner les usures et les détériorations dentaires en détail microscopique. Elle a été utilisée par des chercheurs de l’Université de Tokyo, en collaboration avec des équipes des universités de Mainz et Hamburg en Allemagne, pour examiner des dents de dinosaure individuelles datant de plus de 100 millions d’années.

La boursière postdoctorale de la Graduate School of Frontier Sciences, Daniela Winkler, a expliqué qu’ils voulaient voir s’ils pouvaient utiliser la DMTA pour trouver des preuves de comportements alimentaires différents chez les tyrannosauridés (de la période crétacée, 145 millions à 66 millions d’années auparavant) comparés aux plus vieux Allosaurus (de la période jurassique, 201 millions à 145 millions d’années auparavant). « Nous savions déjà que les tyrannosauridés pouvaient craquer et se nourrir d’os, d’après d’autres recherches (à partir d’études de leurs excréments et des marques de morsure sur l’os). Cependant, les allosaures sont considérablement plus anciens, et par conséquent, nous en savons beaucoup moins à leur sujet.

C’est la première fois que la DMTA est utilisée pour examiner les dents d’un dinosaure théropode. Récemment, la même équipe de l’Université de Tokyo a mené la première étude de la DMTA chez les dinosaures sauropodes japonais, qui sont connus pour leur corps allongé, leur cou mince et leur queue. La surface de la dent a été capturée en 3D à haute résolution à une échelle de 100 micromètres par 100 micromètres (un dixième de millimètre par un dixième de millimètre).

L’image a ensuite été analysée avec jusqu’à cinquante paramètres de texture de surface différents tels que la rugosité, la profondeur et la complexité des marques d’usure. La consommation d’objets durs, comme les os, était liée à un plus grand degré de complexité, définie comme la présence de marques de tailles variées superposées les unes aux autres. Cependant, si la complexité était faible, c’est-à-dire si les marques étaient plus organisées, de tailles similaires et non chevauchées, cela était associé à la consommation d’objets mous, comme la viande.

Les chercheurs ont examiné un total de 48 dents, dont 34 de dinosaures théropodes et 14 de crocodiliens (crocodiles modernes et alligators) pour comparaison. Grâce à des prêts de musées d’histoire naturelle au Canada, aux États-Unis, en Argentine et en Europe, l’équipe a pu étudier les dents fossilisées originales et prendre des moules en silicone haute résolution.

Selon le professeur Mugino Kubo de l’École supérieure des sciences frontalières, « nous avons en réalité commencé la recherche sur l’usure dentaire des dinosaures en 2010. Mon mari, le bon Dr Tai Kubo, et moi avons commencé à rassembler des empreintes dentaires de dinosaures et de reptiles contemporains du monde entier, y compris les Amériques, l’Europe et l’Asie. Depuis que Daniela travaille dans mon laboratoire, nous avons pu utiliser ces empreintes pour évaluer une plus grande gamme de dinosaures carnassiers.

Comme nous dépendons de la possibilité de recueillir des échantillons d’institutions internationales, Winkler explique : « il était particulièrement difficile de mener à bien cette recherche pendant la pandémie ». Cette fois, la taille de l’échantillon peut ne pas être particulièrement grande, mais au moins c’est quelque chose.

Bien que les tyrannosauridés aient consommé des os, Winkler affirme qu’ils ont été étonnés de constater peu de preuves de comportement de broyage d’os chez Allosaurus ou les tyrannosauridés. Plusieurs facteurs pourraient avoir contribué à ce résultat. Tyrannosaurus a pu être capable de digérer les os, mais il a peut-être fait moins souvent que ce qui était précédemment cru. Il est possible que les animaux dont les dents étaient trop endommagées pour être utilisées dans l’étude aient été ainsi parce qu’ils se sont principalement nourris d’os plutôt que de viande.

L’équipe a remarqué une différence significative entre les dinosaures juvéniles et les adultes et les crocodiliens. Nous avons analysé les régimes alimentaires et les comportements de deux jeunes dinosaures (un Allosaurus et un tyrannosaurid) et constaté qu’ils différaient considérablement de ceux de leurs homologues adultes. Nous avons constaté plus d’usure sur les dents des jeunes, ce qui pourrait être le résultat de leur consommation plus fréquente de restes de charogne », a déclaré Winkler. Nous avons également observé des habitudes alimentaires contrastées chez les jeunes crocodiles, mais cette fois c’était l’inverse. Les dents des crocodiles adultes montraient plus d’usure car ils mangeaient des aliments plus durs comme des vertébrés plus gros, tandis que les dents des jeunes montraient moins d’usure car ils mangeaient des aliments plus mous comme des insectes.

Selon Winkler, la prochaine étape avec les dinosaures sera probablement d’examiner les sauropodes à long cou, que l’équipe a également étudiés. Mais pour le moment, elle expérimente quelque chose de beaucoup, beaucoup plus petit : les grillons. Les chercheurs espèrent trouver des preuves d’usure buccale malgré la petite taille et l’absence de dents dans les bouches des insectes.

Selon Winkler, « à partir de ce que nous apprenons à l’aide de DMTA, nous pouvons peut-être reconstituer les régimes alimentaires des animaux éteints et à partir de cela faire des inférences sur les écosystèmes disparus, la paléoécologie et le paléoclimat et comment ils diffèrent d’aujourd’hui. » Cependant, la curiosité est une autre motivation pour cette étude. Notre objectif est de mieux comprendre la nature et le mode de vie des dinosaures qui ont existé il y a des millions d’années.

Citation : Daniela E. Winkler, Tai Kubo, Mugino O. Kubo, Thomas M. Kaiser et Thomas Tütken, « Première application de l’analyse de la texture de l’usure dentaire pour inférer l’écologie alimentaire des théropodes », Paléontologie, 9 décembre 2022.

Le Conseil européen de la recherche (ERC) et la Société japonaise pour la promotion de la science ont fourni des financements pour l’enquête.