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← L'arme secrète qui a permis aux dinosaures de dominer la planète

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Showing Revision 9 created 01/15/2020 by eric vautier.

  1. On a tous entendu parler
    de l'extinction des dinosaures.
  2. L'histoire que je m'apprête
    à vous raconter se passe
  3. plus de 200 millions d'années
    avant leur disparition.

  4. Elle débute au commencement de tout,
  5. les dinosaures viennent tout juste
    de faire leur apparition.
  6. L'un des plus grands mystères
    de la biologie de l'évolution,
  7. c'est le règne des dinosaures.
  8. Pourquoi ont-ils dominé la Terre
    pendant si longtemps ?
  9. Quand on se demande ce qui rend
    les dinosaures si extraordinaires,
  10. on pense tout de suite à leur taille,
    on connaît le plus petit,
  11. le plus grand, le plus rapide,
  12. celui qui a le plus de plumes,
  13. ceux qui ont les armures, les piques
    ou les dents les plus impressionnantes.
  14. Mais la réponse se cache peut-être
    dans leur anatomie interne,
  15. une sorte d'arme secrète.
  16. Mes collègues et moi pensons
    qu'il s'agit de leurs poumons.
  17. Je suis paléontologue et
    spécialiste de l'anatomie comparée,
  18. et ce qui m'intéresse, c'est comprendre
    comment les poumons spécialisés
  19. des dinosaures les ont aidés
    à prendre le contrôle sur Terre.

  20. On fait donc un bond en arrière,
    il y a plus de 200 millions d'années,
  21. pour retourner au Trias.
  22. L'environnement est extrêmement hostile,
  23. il n'y a pas de plantes à fleurs,
  24. donc pas d'herbe.
  25. Imaginez un paysage composé
    uniquement de pins et de fougères.
  26. À cette époque, il y a de petits lézards,
  27. des mammifères, des insectes,
  28. mais aussi des reptiles carnivores
    et herbivores,
  29. et tous sont en concurrence
    pour les mêmes ressources.
  30. Une chose importante :
  31. le taux d'oxygène est bas, environ 15 %,
  32. alors qu'il est aujourd'hui de 21 %.
  33. Il était donc vital pour les dinosaures
    de pouvoir respirer
  34. dans cet environnement pauvre en oxygène,

  35. non seulement pour survivre,
  36. mais aussi pour prospérer
    et se diversifier.
  37. Alors, comment sait-on
    à quoi ressemblaient leurs poumons,
  38. puisque tout ce qui reste des dinosaures
    sont des squelettes fossilisés ?
  39. On utilise une méthode qui s'appelle
    « bracketing phylogénétique ».
  40. Ce titre pompeux signifie
    qu'on étudie l'anatomie -
  41. en l'occurrence, les poumons
    et le squelette -

  42. des espèces vivantes qui descendent
    des dinosaures sur l'arbre évolutif.
  43. Donc on regarde l'anatomie de nos oiseaux,
  44. qui sont les descendants directs
    des dinosaures,
  45. et celle des crocodiliens,
  46. l'espèce vivante la plus proche
    des dinosaures,
  47. et on étudie l'anatomie des lézards
    et des tortues,
  48. qui sont en quelque sorte leurs cousins.
  49. Ensuite, on transpose ces données
    anatomiques sur des fossiles,
  50. et on peut ainsi reconstruire
    les poumons des dinosaures.
  51. Dans notre contexte en particulier,
  52. le squelette des dinosaures ressemble
    beaucoup à celui des oiseaux actuels.
  53. Comme les dinosaures coexistaient
    avec des mammifères à cette période,
  54. il faut aussi comprendre comment
    fonctionnent les poumons des mammifères.
  55. Pour vous expliquer le fonctionnement
    général des poumons,
  56. on va prendre ma chienne, Mila de Troie,
  57. la plus belle chienne du monde,

  58. comme modèle.
  59. (Rires)
  60. Tout se passe dans la cage thoracique.
  61. Je veux que vous visualisiez
    la cage thoracique d'un chien.
  62. Sa colonne vertébrale
  63. est complètement parallèle au sol.

  64. C'est le cas pour tous les animaux

  65. dont nous allons parler,
  66. qu'ils marchent sur deux pattes
  67. ou sur quatre pattes.
  68. Maintenant, grimpez dans cette cage
    thoracique et levez les yeux.
  69. C'est le « plafond » thoracique.
  70. C'est là où la partie supérieure
    des poumons entre en contact direct
  71. avec les côtes et les vertèbres.
  72. Notre histoire se passe précisément
    à ce point de contact.

  73. Visualisez maintenant
    les poumons d'un chien.
  74. De l'extérieur, on dirait
    un grand ballon gonflable
  75. dont toutes les parties
    se dilatent lors de l'inspiration,
  76. et se contractent lors de l'expiration.
  77. L'intérieur de ce ballon contient
    des petites branches tubulaires
  78. qui forment « l'arbre bronchique ».
  79. Ces tubes transportent l'oxygène inhalé
    dans les alvéoles.
  80. Ils traversent une fine membrane
    pour passer dans le sang par diffusion.
  81. Cette information est très importante :
  82. l'intégralité du poumon est mobile
    chez les mammifères.
  83. Cela veut dire qu'il bouge
    lors du processus de respiration,
  84. et que la membrane, la barrière air-sang,
  85. ne peut pas être trop fine,
    sinon elle casserait.

  86. Gardez cette barrière air-sang en mémoire,
    nous allons y revenir.
  87. Vous me suivez toujours ?
  88. On arrive dans les oiseaux,
    et c'est là que ça se complique,
  89. alors attachez vos ceintures.
  90. (Rires)
  91. Les oiseaux sont complètement différents
    des mammifères.

  92. Et on va utiliser les oiseaux comme modèle
  93. pour reconstruire les poumons
    des dinosaures.
  94. Donc, chez l'oiseau,
  95. l'air passe dans les poumons, mais ceux-ci
    ne se dilatent et ne se contractent pas.
  96. Le poumon est immobile,
  97. il a la même texture qu'une éponge dense,
  98. et il est rigide, coincé sur le dessus
    et les côtés par la cage thoracique.
  99. En bas, il est délimité
    par une membrane horizontale.

  100. Il est ensuite ventilé
    de manière unidirectionnelle
  101. par une série de structures souples
    qui ressemblent à des poches,
  102. et qui partent de l'arbre bronchique,
  103. au-delà même du poumon.
  104. Ce sont les sacs aériens.
  105. Ce mécanisme extrêmement délicat
    est maintenu en place
  106. par plusieurs côtes en forme de fourches
  107. qui se trouvent le long
    du plafond thoracique.
  108. Chez de nombreuses espèces d'oiseaux,
  109. des extensions des poumons
  110. et des sacs aériens

  111. envahissent les tissus du squelette -
  112. souvent les vertèbres, parfois les côtes -
  113. et verrouillent le système respiratoire.
  114. Ce mécanisme s'appelle
    la « pneumatisation vertébrale ».
  115. Les côtes fourchues
    et la pneumatisation vertébrale
  116. sont deux indices que l'on peut rechercher
    dans les fossiles,
  117. car ces deux caractéristiques
    squelettiques
  118. indiqueraient que certaines parties
    du système respiratoire des dinosaures
  119. étaient immobiles.
  120. Cet ancrage du système respiratoire
  121. a facilité, au cours de l'évolution,
    l'affinement de la barrière sang-air,
  122. cette fine membrane à travers laquelle
    l'oxygène se diffuse dans le sang.
  123. C'est l'immobilité qui permet cela car
    une barrière fine est aussi fragile,
  124. et elle céderait
    si elle était activement ventilée
  125. comme dans un poumon de mammifère.
  126. Alors, pourquoi c'est intéressant ?

  127. Qu'est-ce que ça change ?
  128. L'oxygène se diffuse plus facilement
    à travers une membrane fine,
  129. et cette membrane est un moyen d'améliorer
    la respiration
  130. dans un environnement pauvre en oxygène
  131. comme celui du Trias.
  132. Alors si les dinosaures étaient
    effectivement équipés de ces poumons,

  133. ils avaient un avantage pour respirer
    par rapport aux autres animaux,
  134. notamment aux mammifères.
  135. Vous vous souvenez qu'avec la méthode
    du bracketing phylogénétique,
  136. on prend l'anatomie des animaux modernes,
  137. et on la transpose sur des fossiles.
  138. Premier indice : les côtes fourchues
    des oiseaux d'aujourd'hui.
  139. Eh bien, on les retrouve chez
    la majorité des dinosaures.
  140. Cela veut dire que la partie supérieure
    des poumons des dinosaures
  141. était maintenue en place,

  142. tout comme chez les oiseaux actuels.
  143. Second indice :
    la pneumatisation vertébrale.
  144. On retrouve cette caractéristique
    chez les sauropodes et théropodes,
  145. qui sont le groupe auquel
    appartiennent les dinosaures prédateurs
  146. et dont descendent les oiseaux actuels.
  147. Même si on ne trouve pas de tissus
    pulmonaires dans les fossiles,
  148. la pneumatisation vertébrales nous dit
    comment le poumon fonctionnait
  149. pendant la vie de ces animaux.

  150. Les tissus pulmonaires ou des sacs aériens
    envahissaient les vertèbres,
  151. ce qui les rendaient creuses,
    comme chez les oiseaux actuels,
  152. et maintenaient certaines parties
    du système respiratoire en place
  153. en les immobilisant.
  154. La combinaison des côtes fourchues
  155. et de la pneumatisation vertébrale
  156. crée une structure rigide et immobile
  157. verrouillant le système respiratoire
  158. qui a permis l'apparition de cette
    barrière sang-air ultrafine et délicate
  159. que l'on trouve aujourd'hui
    chez les oiseaux.
  160. Les preuves de ces poumons
    « en camisole » chez les dinosaures
  161. montrent qu'ils avaient la capacité
    d'évoluer avec un poumon
  162. capable de respirer
  163. dans l'atmosphère
    pauvre en oxygène du Trias.
  164. Cette configuration squelettique rigide
    constituait un avantage important
  165. par rapport aux autre animaux,
    notamment aux mammifères,
  166. dont les poumons souples
    n'auraient pas pu s'adapter

  167. à l'atmosphère pauvre en oxygène du Trias.
  168. Cette anatomie a peut-être été
    l'arme secrète des dinosaures,
  169. leur avantage décisif
    par rapport aux autres animaux.
  170. Et c'est aussi pour nous
    un formidable tremplin
  171. pour commencer à tester les hypothèses
    de diversification des dinosaures.
  172. C'est l'histoire du début des dinosaures
  173. et ce n'est que le début
    de nos recherches sur le sujet.
  174. Merci.
  175. (Applaudissements)