Jouer de la queue comme un maître d'orchestre : symphonie pour un sauropode, mouvement 6

Updated: Jul 29, 2020


    Les dinosaures sauropodes sont, en plissant fortement les yeux, rien de plus qu'un long cou attaché un énorme tronc, des pattes columnaires soutenant ce corps massif, et une longue queue derrière. Queue plus ou moins longue au passage, selon les espèces au sein de ce groupe. Les diplodocidés (groupant entre autres Diplodocus qu'on ne présente plus) notamment avaient les queues les plus formidables des sauropodes, pouvant dépasser les 10 mètres de long et comptant plus de 80 os (Fig. 1) [1] !


Figure 1. Schéma général d'un sauropod diplodocidé, représentant la très longue queue par rapport à la longueur totale du corps de l'individu. Au-dessus : vue dorsale. Bas : vue latérale. (cer) : vertèbres cervicales. (dor) : vertèbres dorsales. (sac) : vertèbres sacrales. (cau) : vertèbres caudales. De [2], adapté de [3].

    Mais à quoi pouvait servir un si long appendice ? Et bien, c'est ce que Dr. Matthew Baron s'est curieusement demandé il y a quelques jours d'ici [2], et honnêtement, je n'ai pas pu m'empêcher de vouloir en savoir plus !



Un fouet, une "3ème jambe" ... je ne suis plus sûr de savoir de quoi on parle ...


    Malgré que les sauropodes soient particulièrement bien connus parmi les dinosaures, ils restent toujours énigmatiques. A l'opposé de la queue de Spinosaurus aegyptiacus (dont le cas a été discuté ici : Quand les dinosaures se sont mis à nager) des queues complètes ou du moins en bon état sont plus communes chez les dinosaures à long cou. Toutefois, cela ne résoud pas pour autant toutes les questions que l'on peut se poser à leur propos.


     En effet, comme l'indique le sous-titre ci-dessus, la queue des sauropodes a été envisagée il y a bien longtemps comme étant une "3ème jambe", permettant de se maintenir sur leurs membres postérieurs afin d'atteindre les plus hautes branches des arbres. Par la suite, à l'époque où l'on pensait encore que les sauropodes étaient des animaux semi-aquatiques, leur longue queue était interprétée comme un outil de propulsion aquatique. Au final, ces hypothèses ont été délaissées, et à lire Preuschoft et Klein [4] : "aucune idée réaliste existe quant à l'usage que les sauropodes faisaient de leur queue." Pour eux, une queue tendue horizontalement à l'arrière du corps avait soit une utilité basique de contrepoids général du corps, soit un usage de point d'insertion postérieur d'un muscle attaché au fémur.


     Comme vous le voyez, plusieurs hypothèses existent et ont existé, sans réelle certitude au final. Chez certains sauropodes, à savoir les mamenchisauridés, la queue se terminait par une sorte de massue comme il en existe chez d'autres groupes éloignés (notamment les ankylosauridés, les dinosaures blindés). Une fonction de défense est donc envisageable, du moins pour ces espèces de sauropodes. Cette idée a fini par être généralisée aux sauropodes en entier, même ceux sans queue à massue. En effet, déployer une si longue queue latéralement est tout à fait capable de générer des forces suffisantes pouvant mater tout prédateur menaçant, ou de l'effrayer en claquant la queue comme un fouet, de façon à passer le mur du son et donc de simuler le bruit d'un éclair (Fig. 2) ... Tant de choses à raconter, mais pour un autre billet (le tout est résumé dans [2] avec toutes les références associées) !


Figure 2. Leinkupal laticauda, un diplodocidé du Crétacé inférieur d’Argentine. Cette illustration représente l’utilisation de la queue tel un fouet, terrassant des prédateurs théropodes. © Jorge A. González.

Pour la horde ! La queue de la conscience spatiale


    Les dinosaures sauropodes étaient des animaux grégaires. L'étude de leurs pistes enregistrées dans des sols fossilisés (la paléoichnologie, l'étude des empreintes fossilisées) montrent qu'en plus d'être grégaires, certaines espèces se déplaçaient même en horde. Ces regroupements étaient liés à des habitudes de survie face aux prédateurs et de recherche continue de nourriture pour atteindre leur masse colossale, et forcément pour l'entretenir une fois atteinte [2]. Pour la sécurité des petits voyageant avec les adultes [5] ou pour suivre des stratégies alimentaires différentes [6], une ségrégation de la horde basée sur l'âge avait lieu chez les sauropodes [5] ; étant donné la très petite taille des jeunes à côtés des adultes accomplis (Fig. 3), des accidents lors du mouvement de ces grandes bêtes étaient très probables (les jeunes auraient été todi spotchi comme on dit en wallon).


Figure 3. Les bébés sauropodes qui ont juste éclos et les juvéniles sont bien plus petits que les adultes. Voici une série de croissance de Rapetosaurus krauseri montrant la différence énorme entre un juvénile et un adulte de cette espèce de sauropode, basé sur le contour du fémur. Modifié, de [7].

    Quoi qu'il en soit, le déplacement de tels animaux devait nécessiter beaucoup de travail, d'énergie et surtout de contraintes. Par exemple, l'individu de tête, comme dans les hordes actuelles, se devait d'ouvrir la marche, changer de direction quand cela s'avérait nécessaire, s'assurer que la horde ne se dissipait pas, qu'il n'y avait pas non plus d'individus en perdition, etc. Gros souci cependant : leurs dimensions gargantuesques, et leur anatomie tout à fait singulière. Le moindre mouvement coûte une énergie énorme pour être exécuté, et est particulièrement lent : les sauropodes n'auraient pas été capables de se déplacer plus vite que quelques mètres par seconde (à l'échelle de leur taille, cette vitesse est particulièrement basse). Par conséquent, tout ralentissement, voire arrêt, de la horde face à un obstacle ou pour s'assurer que personne ne s'est égaré en bougeant l'intégralité du corps aurait été une perte énergétique sèche pour chaque individu du groupe. Ceci est renforcé par le fait que les sauropodes ne pouvaient déplacer leur cou latéralement qu'à sa base. Cela signifie qu'un individu ne pouvait pas juste pivoter sa tête pour voir derrière, mais devait complètement se retourner (d'autant plus que leur vision aurait été plutôt limitée, sur base de leur anatomie craniale cette fois). Et encore, il n'aurait pu le faire en marchant pour des raisons anatomiques ... De gros balourds, devez-vous penser ... *bruit de cœur brisé*


    Mais du coup, comment se coordonnaient-ils ? Comment des informations venant de la tête de la horde descendaient jusqu'à sa queue ? C'est là qu'entre en scène Dr. Baron et son interprétation plutôt originale de la queue majestueuse des longs cous : la queue comme organe de "conscience spatiale". La queue fonctionnait donc comme un organe qui permettait à chaque individu de la horde d'avoir conscience de sa position dans le flux du groupe, mais aussi de pouvoir communiquer entre eux sans déplacer le reste du corps (Fig. 4) (voir p. ex. [8]). Cette utilisation sensorielle de la queue aurait participé au bon fonctionnement de la horde par une approche de contact plus ou moins continue entre tous les sauropodes en mouvement, en conjonction d'autres méthodes éventuelles (sonorisations notamment).



Figure 4. La queue de la conscience spatiale. Cette hypothèse est illustrée ici par une horde du diplodocidé Apatosaurus, comprenant des juvéniles et adultes. Afin de savoir ce qui se passe derrière lui, le sauropode de tête "tâte" les sauropodes derrière lui afin de garder un contact continu avec eux, donner la direction à suivre, et communiquer. De [2].

    La très longue queue des diplodocidés serait donc entre autres un outil tactile au mouvement de métronome dédié à la vérification régulière de l'environnement situé derrière l'animal et sur ses côtés, de façon à ne pas devoir ralentir ou se retourner, et par conséquent, limiter les pertes d'énergies et de temps dans la quête de nourriture de ces sauropodes. L'extrémité de la queue aurait buté contre les flancs des sauropodes suivants, remplaçant les yeux de l'individu situé juste devant, et de proche en proche, remplaçant ceux du leader de la horde, menant du bout de sa queue tous les individus du groupe comme un chef d'orchestre mène ses musiciens avec sa baguette.


    Cette hypothèse de "queue spatiale" peut aussi faciliter la cohésion du groupe ainsi que la gestion du mouvement fluide entre tous les individus de la horde. La possibilité qu'un adulte blesse sérieusement un juvénile, vu la grande différence de taille entre les deux et faute d'avoir vu le plus jeune individu à temps, était un risque significatif à prendre en compte. Et même si les adultes ne voyageaient pas forcément dans le même groupe que les plus jeunes [5], des béhémoths de masses similaires s'élevant à plusieurs dizaines de tonne auraient pu aussi se blesser en cas d'impact de congénères. Manœuvrer sa queue pouvait alors offrir une appréciation de la compaction du groupe, ainsi que du mouvement général de l'ensemble des individus, limitant les blessures dues à des désynchronisation des sauropodes lors de grandes migrations ! Le leader se devait d'être un bon musicien pour donner le rythme et la cadence à tous les autres sauropodes, de peur de faire une fausse note et de perdre un congénère ...



Et ceux qui ont la queue courte ?


    Certaines espèces de sauropodes montrent des queues nettement plus courtes que les diplodocidés (mais comme le dit l'adage, ce n'est pas la taille qui compte). En effet, il a été observé que les sauropodes à courte queue avaient un port de tête assez vertical comparé à d'autres clades, notamment les diplodicidés au cou nettement plus horizontal (Fig. 5) [9-10]. Par comparaison, la queue de Giraffatitan (brachiosauridé) représente environ 27% de sa longueur totale, alors que celle de Diplodocus en représente environ 55% ! Cependant, par l'absence de nombreux squelettes complets à travers l'ensemble des espèces de sauropodes, il est difficile de quantifier précisément cette liaison entre le cou et la queue.


Figure 5. Comparaison de sauropodes aux ports de tête différents. A : Diplodocus (diplodocidé) ; B : Camarasaurus (camarasauridé) ; C : Giraffatitan (brachiosauridé) ; D : Sauroposeidon (titanosauriforme). De [1], adapté de [11].

    Néanmoins, les taxons à haut cou et plus longues pattes avant qu'arrière développent des torses pentus d'avant en arrière, réduisant le besoin d'un contrepoids pour garder l'équilibre. De plus, la différence de posture modifie des besoins anatomiques tels que des muscles reliant les pattes arrières à la queue, mais peut aussi in fine faciliter l'appréhension de son environnement par un champ visuel amélioré dont les sauropodes "horizontaux" manquent. Une récente étude de Vidal et ses collègues [12] tendrait à montrer que ce genre de queues raccourcies seraient disposées différemment (proches du sol), n'ayant plus un rôle de conscience spatiale mais développant d'autres facultés nécessaires aux sauropodes "verticaux".



Une théorie originale, inattendue, mais est-elle plausible ?


    Est-ce que l'originalité d'une théorie doit prévaloir sur une vision plus ancienne, et plus ou moins acceptée par la communauté scientifique ? C'est une question qui tombe tôt ou tard dans une carrière scientifique.


    En effet, parfois, il faut oser aller plus loin, attaquer une problématique sous un angle différent que celui auquel on est habitué, afin de trouver des réponses peut-être non orthodoxes, mais qui ont le mérite de faire réfléchir. Cette hypothèse d'une queue tactile en est une magnifique illustration. A partir d'un faisceau d'informations pointant vers un comportement grégaire des sauropodes et de mouvements de masse en horde, de propriétés anatomiques (biomécanique du cou, anatomie crânienne, particularités de la musculature entre les pattes antérieures et le cou, etc.) et d'observations de hordes actuelles, cette hypothèse vient apporter un élément de réponse qui, le tout dans le tout, tient la route.


    Toutefois, il ne faut pas aller d'un extrême à l'autre ; autant être innovatif, un peu créatif ou même audacieux peut apporter une plus-value à une étude et surtout apporter un regard neuf, une bouffée d'air frais dans un cadre peut-être trop traditionnaliste, autant proposer des thèses farfelues n'apporte pas grand-chose de constructif. L'étude de Dr. Baron présentée ici tranche par sa modernité le cadre général du mystère de la longue queue des sauropodes, en laissant peu de place pour démolir son travail. Tout ce qui pouvait être abordé l'a été, et en plus le tout fonctionne, c'est-à-dire que l'hypothèse proposée est cohérente, ou autrement dit, plausible. Il reste toutefois de passer de la théorie à la pratique en prouvant concrètement cette nouvelle idée dans le registre fossile, et ça, ce ne sera pas une mince affaire.



Ma compréhension personnelle de Baron (2020), memifié. © Francisco Gascó.


References


  1. Wedel M.J. & Taylor M.P.0 (2013). Caudal pneumaticity and pneumatic haituses in the sauropod dinosaurs Giraffatitan and Apatosaurus, PLoS One 8, e78213. doi: 10.1371/journal.pone.0078213

  2. Baron M.G. (2020). Tactile tails: a new hypothesis for the function of the elongate tails of diplodocid sauropods, Historical Biology, 1-10. doi: 10.1080/08912963.2020.1769092

  3. Paul G.S. (1998). Terramegathermy and Cope's rule in the land of titans, Modern Geology 23, 179-217.

  4. Preuschoft H. & Klein N. (2013). Torsion and bending in the neck and tail of sauropod dinosaurs and the function of cervical ribs: insights from functional morphology and biomechanics, PLoS One 8, e78574. doi: 10.1371/journal.pone.0078574

  5. Myers T.S. & Fiorillo A.R. (2009). Evidence for gregarious behavior and age segregation in sauropod dinosaurs, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 274, 96-104. doi: 10.1016/j.palaeo.2009.01.002

  6. Reisz R.R., Scott D., Sues H.-D., Evans D.C. & Raath M.A. (2005). Embryos of an Early Jurassic prosauropod dinosaur and their evolutionary significance, Science 309, 761-764. doi: 10.1126/science.1114942

  7. Curry Rogers 2016

  8. Majolo B. & Huang P. (2020). Group living. In: Vonk J., Shackelford T. (Eds). Encyclopedia of animal cognition and behavior. Springer, pp 1-12. doi: 10.1007/978-3-319-47829-6

  9. Gallina P.A. & Otero A. (2009). Anterior caudal transverse processes in sauropod dinosaurs: morphological, phylogenetic and functional aspects, Ameghiniana 46, 165-176.

  10. Ibiricu L.M., Lamanna M.C. & Lacovara K.J. (2013). The influence of caudofemoral musculature on the titanosaurian (Saurischia: Sauropoda) tail skeleton: morphological and phylogenetic implications, Historical Biology 26, 454-471. doi: 10.1080/08912963.2013.787069

  11. McPhee B.W., Mannion P.D. De Klerk W.J. & Choiniere J.N. (2016). High diversity in the sauropod dinosaur fauna of the Lower Cretaceous Kirkwood Formation of South Africa: implications for the Jurassic-Cretaceous transition, Cretaceous Research 59, 228-248. doi: 10.1016/j.cretres.2015.11.006

  12. Vidal L.S., Pereira P.V.L.G.C., Tavares S., Brusatte S.L., Bergqvist L.P. & Candeiro C.R.A. (2020). Investigating the enigmatic Aeolosaurini clade: the caudal biomechanics of Aeolosaurus maximus (Aeolosaurini/Sauropoda) using the neutral pose method and the first case of protonic tail condition in Sauropoda, Historical Biology, 1-21. doi: 10.1080/08912963.2020.1745791


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