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Gastornis, un oiseau géant typique d'une famille présentée comme les successeurs des dinosaures. Nous sommes vers - 50 millions d'années quelque part entre la fin du Paléocène et le début de l'Éocène. Les dinosaures, comme tant d'autres espèces, ont disparu depuis plusieurs millions d'années déjà, à la fin du Crétacé. Les plus gros animaux terrestres, dans ce qui est aujourd'hui l'Europe et l'Amérique du Nord, sont des oiseaux comme celui-ci, incapables de voler et dotés d'un bec puissant. Pour tuer et déchiqueter leurs proies ou bien pour briser des noix ou arracher le feuillage ? © Camille Renversade
Quelques millions d'années après l'extinction des grands dinosaures, et avant la domination des mammifères, les plus grands animaux terrestres vivant en Europe étaient des oiseaux. Le régime alimentaire de ces colosses nommés Gastornis fait débat depuis plus de 20 ans. Une nouvelle étude combinant des analyses morphologiques et géochimiques a permis de trancher : Gastornis était herbivore. Ce résultat, issu de la collaboration entre plusieurs équipes françaises (UCBL, CNRS, ENS, MNHNMNHN) coordonnées par Delphine Angst du LGLTPE (laboratoire de Géologie de Lyon, terre, planète, environnement), vient d'être publié dans le journal Naturwissenschaften.
À la fin du Crétacé, il y a environ 66 millions d'années, les plus grands animaux qui dominaient les écosystèmesécosystèmes terrestres étaient des dinosaures. Lors de la crise Crétacé-Tertiaire, tous ces dinosaures se sont éteints, laissant un grand nombre de niches écologiques vacantes, en particulier la place laissée par les grands herbivores (sauropodessauropodes et hadrosaures) et les carnivorescarnivores géants (tyrannosauridés et abélisauridés). Les paléontologuespaléontologues ont observé qu'au début du Tertiaire, les seuls animaux terrestres de grande taille qui vivaient en Europe étaient des oiseaux appelés Gastornis. Avec ses deux mètres de haut, sa stature massive et son énorme becbec puissant, l'écologieécologie de Gastornis et en particulier son régime alimentaire constituaient une énigme jusqu'à aujourd'hui. Était-il herbivore, comme le suggèrent l'anatomieanatomie de son crânecrâne ou la forme de ses empreintes de pas ? Ou était-il un féroce prédateur au sommet de la chaîne alimentairechaîne alimentaire, comme le suggère l'imposante taille de son bec ?
Delphine Angst prélève un fragment d'os (tarsométatarse) de Gastornis provenant du gisement de Mont-de-Berru (Marne) pour analyse géochimique. © Delphine Angst
Comment retrouver le régime alimentaire d'un oiseau fossile ?
Les chercheurs ont analysé la composition isotopique du carbonecarbone, c'est-à-dire la proportion relative entre les deux isotopesisotopes stables 13C et 12C, contenus dans les os fossilisés de Gastornis provenant de plusieurs gisementsgisements français. « Nous avons auparavant calibré la méthode sur deux oiseaux actuels, l'un carnivore et l'autre herbivore », explique Delphine Angst à Futura-Sciences. C'est ainsi que les chercheurs sont allés étudier les vautours du parc aux oiseaux des Dombes et les autruches de la ferme de l'Autruche drômoise. Delphine Angst et ses collaborateurs ont déterminé une nette différence de fractionnement isotopique entre le carbone de leurs os et de leurs aliments. En extrapolant ces données isotopiques aux restes fossilesfossiles de Gastornis, l'équipe a conclu qu'il était herbivore. Selon la jeune chercheuse, la méthode est utilisable pour d'autres espècesespèces fossiles, et on peut donc s'attendre à des précisions sur le régime alimentaire d'autres oiseaux fossiles.
Parallèlement, la dissection de crânes d'oiseaux actuels possédant un régime alimentaire connu a permis de mettre en évidence que le muscle adducteurmuscle adducteur (permettant de fermer la mâchoire) est significativement plus développé chez les oiseaux herbivores que chez les carnivores. En effet, les oiseaux herbivores utilisent la force de morsuremorsure de leurs mâchoires pour broyer et découper les végétaux, alors que les carnivores se servent de la pointe du bec et de la force du cou pour arracher des lambeaux de chair qu'ils avalent sans mâcher.
En rouge, l'insertion du muscle adducteur chez deux oiseaux actuels : un oiseau carnivore (la petite buse, en haut) et un mangeur de graines (le géospize à gros bec, au milieu). La surface est petite (small insertion area) chez le premier et grande (large) chez le second. Gastornis (en bas) présente une grande surface d'insertion musculaire, ce qui suggère que cet oiseau possédait de très volumineux muscles adducteurs lui permettant de broyer la matière végétale. © Angst et al., 2014
Les herbivores géants, un classique
La présence de grandes traces d'insertion des muscles adducteurs sur les os des mâchoires de Gastornis témoigne de leur grand volumevolume. Cet oiseau se servait donc activement de ses mâchoires et était herbivore. Ces deux méthodes, géochimie et anatomie, conduisent donc indépendamment à une conclusion similaire : Gastornis était herbivore.
Dans les écosystèmes actuels, les plus grands animaux terrestres sont des mammifères herbivores. Il s'avère désormais qu'au début du Tertiaire en Europe, le plus grand animal était aussi un herbivore. Toute fois, ce n'était pas un mammifère mais l'oiseauoiseau géant Gastornis, bien plus grand que les mammifères qui étaient ses contemporains en Europe. Cette situation très particulière rappelle celle de Madagascar il y a quelques milliers d'années, avant l'arrivée des humains.
