Un dinosaure à plumes chinois étaye l’existence de voies évolutives distinctes vers le vol

Un fossile de 57 centimètres témoigne d’une histoire du vol différente

Un dinosaure à plumes de la formation de Jiufotang, dans le nord-est de la Chine, apporte de nouveaux éléments montrant que les oiseaux et certains de leurs plus proches parents parmi les dinosaures ont acquis l’anatomie associée au vol selon des séquences évolutives différentes. Le spécimen, baptisé Norellraptor barsboldi, mesure 57 centimètres de long et présente un squelette complet, ainsi que quelques empreintes de plumes.

Le résultat le plus révélateur ressort de la comparaison des différentes branches de l’arbre généalogique des dinosaures. Les chercheurs ont reconstitué 194 changements anatomiques le long de la branche des microraptorinés, à laquelle appartient Norellraptor. Parmi eux, 57 apparaissent également dans la lignée qui a conduit aux oiseaux. Cela représente environ 29,4 %, arrondis à 30 % dans les descriptions des résultats. Toutefois, les caractères similaires sont apparus dans un ordre différent chez les deux groupes.

Chez les microraptorinés, les os des doigts ont raccourci avant des changements ultérieurs impliquant la fusion des os du poignet et de la main, ainsi que l’allongement du sternum. Dans la lignée des oiseaux, ces changements se sont produits dans l’ordre inverse. Les chercheurs estiment que cette différence plaide pour une acquisition indépendante de l’anatomie du vol, plutôt que pour l’héritage d’un même appareil ou une évolution guidée par un schéma de développement identique.

Xuri Wang et ses coauteurs décrivent le fossile et leur analyse dans une étude publiée dans Nature Communications le 29 septembre 2026. Les travaux ont réuni des scientifiques de l’Académie chinoise des sciences géologiques et de l’université géologique du Hebei, ainsi que des collègues internationaux, notamment des chercheurs italiens et slovaques.

La conclusion porte sur l’évolution des caractères associés aux déplacements aériens au sein de groupes apparentés. Elle ne démontre pas que cet animal en particulier pouvait soutenir un vol battu. Cette distinction sépare les éléments conservés dans ses os de l’interprétation évolutive plus générale.

De la découverte d’un agriculteur à la création d’une nouvelle espèce

Un agriculteur de la région a découvert le fossile dans le xian de Jianchang, dans la province du Liaoning, puis l’a donné au musée de l’université géologique du Hebei en 2023. L’étude situe plus précisément la découverte dans le bourg de Lamadong, dans l’ouest du Liaoning, et l’attribue à la formation de Jiufotang, du Crétacé inférieur.

Les couches rocheuses sont datées d’environ 120 millions d’années. Cette estimation est plus précise que la large fourchette du Crétacé inférieur, comprise entre environ 145 et 100 millions d’années, utilisée dans certaines descriptions de la découverte. Cette fourchette situe la période géologique, mais ne donne pas un âge précis du fossile.

Le spécimen est répertorié sous le numéro 130108-MHGU-F4281 et sert d’holotype, c’est-à-dire de spécimen de référence pour définir la nouvelle espèce. Si certaines descriptions qualifient le squelette de presque complet, l’article scientifique le décrit comme complet, avec seulement un déplacement modéré des os autour des ceintures des membres.

La chronologie connue s’étend des temps géologiques aux recherches récentes :

• Crétacé inférieur : l’animal vivait dans ce qui est aujourd’hui l’ouest du Liaoning, et ses restes ont été conservés dans la formation de Jiufotang.
• 2023 : le fossile a été donné au musée de l’université géologique du Hebei.
• 29 septembre 2026 : l’étude décrivant Norellraptor barsboldi et son importance évolutive a été publiée dans Nature Communications.

Pourquoi Norellraptor constitue une espèce distincte

Le nom rend hommage à deux paléontologues dont les travaux ont contribué à établir la proximité entre les oiseaux et les dinosaures. Norellraptor fait référence au paléontologue américain Mark Allen Norell, tandis que barsboldi rend hommage au paléontologue mongol Rinchen Barsbold. L’article leur attribue à tous deux des contributions exceptionnelles à l’étude des dinosaures à l’anatomie semblable à celle des oiseaux.

La classification repose sur une combinaison distinctive de caractères squelettiques, et non sur les plumes seules. Elle comprend notamment une ouverture particulièrement grande dans la région du museau, un os pubien légèrement courbé et doté d’une petite projection à son extrémité inférieure, ainsi que des différences précises au niveau des dents, du poignet, des pieds et des proportions des membres.

Les comparaisons distinguent Norellraptor de plusieurs autres microraptorinés, dont Microraptor, Changyuraptor, Wulong et Zhongjianosaurus. Par rapport à Zhongjianosaurus, par exemple, l’article relève une queue et un sternum proportionnellement plus courts, ainsi qu’un membre antérieur plus court et plus gracile que le membre postérieur.

Ce que les microraptorinés révèlent sur les déplacements aériens

Les microraptorinés étaient de petits dinosaures prédateurs étroitement apparentés aux oiseaux. Leur poids est estimé à environ un kilogramme, mais cette valeur ne correspond pas à une mesure de la masse du spécimen de Norellraptor. Des centaines de fossiles de microraptorinés ont été découverts, fournissant aux chercheurs un important ensemble de fossiles pour comparer leur anatomie.

Certains spécimens présentent de longues plumes sur les membres antérieurs comme sur les membres postérieurs. Cette disposition a conduit les chercheurs à étudier s’ils planaient, volaient par leurs propres moyens ou recouraient à différentes formes de déplacement aérien. L’étude décrit des adaptations aux déplacements dans les airs chez au moins certains membres du groupe, sans attribuer les mêmes capacités à toutes les espèces.

Les microraptorinés et les oiseaux appartiennent tous deux aux Paraves, un groupe plus vaste qui comprend les oiseaux et leurs plus proches parents parmi les dinosaures. Les microraptorinés font partie des dinosaures droméosauridés, tandis que la lignée des oiseaux est appelée Avialae. Leur parenté étroite rend les similitudes instructives, mais soulève aussi une question complexe : quels caractères proviennent d’un ancêtre commun et lesquels ont évolué séparément ?

L’excellente conservation des fossiles contribue à répondre à cette question. D’autres fossiles de microraptorinés présentent des plumes détaillées et même des restes du contenu digestif. Norellraptor apporte un squelette particulièrement complet et des éléments issus de ses tissus osseux, qui permettent aux chercheurs d’étudier à la fois sa position évolutive et son stade de croissance.

Des caractères similaires, mais des séquences différentes

La comparaison a mis au jour 57 caractères communs parmi les 194 changements anatomiques reconstitués dans la lignée des microraptorinés. Parmi les exemples cités dans les comptes rendus de l’étude figurent les plumes des ailes, des os des orteils en forme de crochet et un os de l’avant-bras plus long que l’os du bras. L’article scientifique présente le chevauchement d’environ 30 % comme un ensemble de ressemblances apparues indépendamment dans la lignée des oiseaux.

Ces chiffres sont à interpréter avec prudence. Ils désignent des changements anatomiques reconstitués le long d’une branche de l’évolution, et non 194 démonstrations distinctes de la capacité de Norellraptor à voler. Le chiffre de 30 % ne mesure pas non plus la part de l’appareil de vol des oiseaux que possédait ce dinosaure.

Le test central portait sur l’ordre d’acquisition des caractères. Un raccourcissement précoce des doigts, suivi d’une consolidation du poignet et de la main, correspond à une séquence différente de celle où ces structures se renforcent avant que les doigts ne raccourcissent. Les chercheurs ont relevé des différences cohérentes entre les lignées des microraptorinés et des oiseaux dans l’ordre d’apparition des caractères associés au vol.

C’est ce qui donne à ce fossile un intérêt qui va au-delà de l’ajout d’une nouvelle espèce à plumes aux archives fossiles. Des résultats similaires peuvent masquer des histoires évolutives différentes. En situant Norellraptor parmi les microraptorinés apparus plus tard au cours de l’évolution du groupe, l’équipe dispose d’un point de comparaison supplémentaire pour reconstituer le déroulement de ces histoires.

Trois hypothèses mises à l’épreuve

L’étude examine trois hypothèses concurrentes pour expliquer les ressemblances entre les microraptorinés et les oiseaux. Selon la première, un ancêtre ancien des paraviens possédait déjà une capacité rudimentaire de vol. Les oiseaux et les microraptorinés l’auraient alors héritée et développée, tandis que d’autres parents l’auraient ensuite perdue.

Une deuxième hypothèse propose des origines indépendantes. Selon ce modèle, des exigences similaires liées aux déplacements aériens auraient produit des caractères comparables dans des branches distinctes. Cette évolution indépendante de caractères similaires est appelée convergence. Des espèces étroitement apparentées peuvent présenter des convergences tout en partageant de nombreux caractères hérités d’un ancêtre commun.

La troisième hypothèse porte sur les contraintes communes du développement. Même si les adaptations au vol sont apparues séparément, des schémas de croissance hérités auraient pu orienter les deux lignées vers une anatomie similaire, selon une séquence récurrente. Leur ressemblance s’expliquerait alors en partie par un processus de développement commun, plutôt que par un appareil de vol achevé identique.

Les chercheurs ont mis cette troisième hypothèse à l’épreuve en vérifiant si les deux branches avaient suivi la même séquence d’acquisition. Leur reconstitution indique que ce n’est pas le cas. Associé aux données sur la croissance osseuse, ce résultat étaye l’existence de trajectoires évolutives distinctes, façonnées par des pressions de sélection différentes. Il remet en cause une explication précise des ressemblances, sans nier l’ancêtre commun des oiseaux et des microraptorinés.

La croissance osseuse apporte un indice sur l’âge

L’équipe a examiné le radius, l’un des os de l’avant-bras, afin d’estimer l’âge de l’animal. Ses tissus présentaient deux lignes d’arrêt de croissance distinctes, des marques laissées lorsque la croissance osseuse ralentit ou s’interrompt. Ces marques témoignent des cycles de croissance, mais les premières périodes peuvent ne pas être conservées lorsque l’intérieur de l’os se remodèle.

Les deux lignes conservées et le début d’une zone de croissance supplémentaire indiquent que l’animal avait vécu au moins deux ans après l’éclosion. Les chercheurs ont jugé cette estimation trop basse : la fine couche externe de l’os, qui entoure une grande cavité interne, laissait penser qu’une zone plus ancienne avait été entièrement résorbée. Ils ont donc estimé l’âge minimal à trois ans.

Le spécimen était encore en croissance au moment de sa mort. Dans le même temps, la fusion des os de la partie inférieure de la patte et du pied, ainsi que la surface lisse de ses os longs, indiquaient un stade plus avancé que celui d’un jeune animal. Ces observations montrent pourquoi la taille seule ne permettrait pas d’évaluer sa maturité de manière fiable.

Norellraptor se situe entre les autres spécimens utilisés pour la comparaison : l’holotype immature de Wulong bohaiensis et un spécimen de Sinornithosaurus auraient eu moins de deux ans, tandis que l’holotype adulte de Changyuraptor yangi aurait eu au moins cinq ans. Ces estimations concernent des fossiles particuliers, et non une espérance de vie fixe pour leur espèce. En tenir compte évite de confondre différences de maturité et différences évolutives.

Le regard d’autres scientifiques sur les résultats

Michael Pittman, paléobiologiste à l’université chinoise de Hong Kong, voit dans ces résultats de nouveaux éléments en faveur d’origines distinctes du vol chez les dinosaures à plumes :

L’étude apporte de nouveaux éléments importants qui étayent davantage l’hypothèse selon laquelle le vol a évolué à plusieurs reprises chez les dinosaures à plumes, au moins une fois chez les microraptorinés et au moins une fois chez les oiseaux.

Son analyse inscrit ces résultats dans un débat de plus en plus favorable à l’hypothèse de plusieurs origines, sans considérer qu’un seul fossile suffise à clore la discussion. Cette distinction est importante, car les chercheurs reconstituent les séquences évolutives à partir de l’anatomie et des liens de parenté, et non grâce à des observations directes d’animaux disparus en plein vol.

Neil Gostling, biologiste de l’évolution et du développement à l’université de Southampton, a été frappé par le nombre de changements dans la lignée des microraptorinés qui ne se retrouvent pas chez les oiseaux. Évoquant l’éventail des voies évolutives explorées par ces animaux, il a déclaré que de nombreuses espèces :

exploraient toutes les pistes qui s’offraient à elles

Sa réaction attire l’attention sur les différences autant que sur les ressemblances. Les 57 caractères communs permettent de comparer les groupes, tandis que les autres changements et les séquences différentes suggèrent qu’aucune des deux branches ne doit être considérée comme un simple équivalent de l’autre.

Les questions auxquelles le fossile ne répond pas encore

Norellraptor renforce l’hypothèse selon laquelle les microraptorinés ont acquis séparément des adaptations aux déplacements aériens, indépendamment des oiseaux. Le fossile ne montre pas directement comment cet individu se déplaçait dans les airs, quelle distance il pouvait parcourir ni s’il pouvait soutenir un vol battu. La conservation d’une partie du plumage et d’un squelette détaillé laisse ces questions fonctionnelles distinctes de l’analyse évolutive.

Le rôle attribué aux différentes pressions de sélection reste également une interprétation, et non une mesure des exigences environnementales précises auxquelles chaque lignée était soumise. D’autres fossiles et des données sur la croissance du squelette sont nécessaires pour vérifier dans quelle mesure le schéma reconstitué s’applique aux dinosaures étroitement apparentés aux oiseaux. Aucune date précise n’a été annoncée pour une étude de suivi ou une nouvelle analyse de fossiles.

La principale contribution de l’étude réside dans le croisement de plusieurs éléments : un fossile précisément identifié, une estimation de l’âge fondée sur les tissus osseux et une comparaison de l’ordre d’apparition des changements anatomiques. Ensemble, ils montrent pourquoi la présence de structures similaires ne suffit pas à établir que deux groupes les ont acquises par le même processus évolutif.

Points clés

• Norellraptor barsboldi est un dinosaure à plumes représenté par un squelette de 57 centimètres provenant de la formation de Jiufotang, dans l’ouest du Liaoning, en Chine.
• Le fossile a été découvert par un agriculteur de la région, puis donné à l’université géologique du Hebei en 2023.
• L’étude a été publiée dans Nature Communications le 29 septembre 2026.
• Les chercheurs ont reconstitué 194 changements anatomiques dans la lignée des microraptorinés ; 57, soit environ 30 %, sont également apparus dans la lignée des oiseaux.
• Les caractères associés au vol sont apparus dans un ordre différent chez les microraptorinés et les oiseaux, ce qui étaye l’hypothèse d’une acquisition évolutive indépendante.
• Les tissus osseux indiquent que le spécimen avait au moins trois ans et qu’il était encore en croissance au moment de sa mort.
• Les résultats ne permettent pas d’établir les capacités de vol précises de Norellraptor lui-même.