Les dinosaures avaient-ils le sang chaud?

Parce qu'il y a tellement de confusion sur ce que signifie pour toute créature - pas seulement un dinosaure - être de «sang froid» ou de «sang chaud», commençons notre analyse de ce problème avec quelques définitions indispensables.

Les biologistes utilisent une variété de mots pour décrire le métabolisme d'un animal donné (c'est-à-dire la nature et la vitesse des processus chimiques se déroulant à l'intérieur de ses cellules). Dans un endothermique créature, les cellules génèrent de la chaleur qui maintient la température corporelle de l'animal, ectothermique les animaux absorbent la chaleur du milieu environnant.

Il y a deux autres termes de l'art qui compliquent encore ce problème. Le premier est homéothermique, décrivant des animaux qui maintiennent une température corporelle interne constante, et le second est poïkilothermique, qui s'applique aux animaux dont la température corporelle varie en fonction de l'environnement. (Confusément, il est possible qu'une créature soit ectothermique, mais pas poikiothermique, si elle modifie son comportement afin de maintenir sa température corporelle face à un environnement défavorable.)

Que signifie être à sang chaud et à sang froid?

Comme vous l'avez peut-être supposé à partir des définitions ci-dessus, il ne s'ensuit pas nécessairement qu'un reptile ectothermique a littéralement un sang plus froid, en termes de température, qu'un mammifère endothermique. Par exemple, le sang d'un lézard du désert se chauffant au soleil sera temporairement plus chaud que celui d'un mammifère de taille similaire dans le même environnement, bien que la température corporelle du lézard baisse avec la tombée de la nuit.

Quoi qu'il en soit, dans le monde moderne, les mammifères et les oiseaux sont à la fois endothermiques et homéothermiques (c'est-à-dire à «sang chaud»), tandis que la plupart des reptiles (et certains poissons) sont à la fois ectothermiques et poïkilothermiques (c'est-à-dire à «sang froid»). Et les dinosaures?

Pendant une centaine d'années après que leurs fossiles ont commencé à être déterrés, les paléontologues et les biologistes évolutionnistes ont supposé que les dinosaures devaient avoir le sang froid. Cette hypothèse semble avoir été alimentée par trois raisonnements entrelacés:

1) Certains dinosaures étaient très gros, ce qui a amené les chercheurs à croire qu'ils avaient un métabolisme également lent (car il faudrait une énorme quantité d'énergie à un herbivore de cent tonnes pour maintenir une température corporelle élevée).

2) Ces mêmes dinosaures étaient supposés avoir des cerveaux extrêmement petits pour leurs gros corps, ce qui contribuait à l'image de créatures lentes, assommantes et pas particulièrement éveillées (plus comme des tortues des Galapagos que des Velociraptors rapides).

3) Étant donné que les reptiles et les lézards modernes sont à sang froid, il était logique que les créatures «semblables à des lézards» comme les dinosaures doivent également avoir le sang froid. (Ceci, comme vous l'avez peut-être deviné, est l'argument le plus faible en faveur des dinosaures à sang froid.)

Cette opinion reçue sur les dinosaures a commencé à changer à la fin des années 1960, quand une poignée de paléontologues, dont Robert Bakker et John Ostrom, ont commencé à promulguer une image des dinosaures en tant que créatures énergiques rapides, à l'esprit vif, plus proches des mammifères modernes prédateurs que les lézards débordants du mythe. Le problème était qu'il serait extrêmement difficile pour un Tyrannosaurus Rex de maintenir un style de vie si actif s'il avait le sang froid - ce qui conduit à la théorie selon laquelle les dinosaures pourraient, en fait, être des endothermes.

Arguments en faveur des dinosaures à sang chaud

Parce qu'il n'y a pas de dinosaures vivants à disséquer (à une exception possible, que nous verrons ci-dessous), la plupart des preuves du métabolisme à sang chaud proviennent des théories modernes sur le comportement des dinosaures. Voici les cinq principaux arguments en faveur des dinosaures endothermiques (dont certains sont contestés ci-dessous, dans la section "Arguments contre").

• Au moins, certains dinosaures étaient actifs, intelligents et rapides. Comme mentionné ci-dessus, l'impulsion principale pour la théorie des dinosaures à sang chaud est que certains dinosaures ont présenté un comportement «mammifère», ce qui implique un niveau d'énergie qui (vraisemblablement) ne peut être maintenu que par un métabolisme à sang chaud.
• Les os de dinosaures montrent des signes de métabolisme endothermique. Une analyse microscopique a montré que les os de certains dinosaures ont augmenté à un rythme comparable à celui des mammifères modernes et ont plus de caractéristiques communes avec les os de mammifères et d'oiseaux qu'avec les os de reptiles modernes..
• De nombreux fossiles de dinosaures ont été découverts aux hautes latitudes. Les créatures à sang froid sont beaucoup plus susceptibles d'évoluer dans les régions chaudes, où elles peuvent utiliser l'environnement pour maintenir leur température corporelle. Les latitudes plus élevées entraînent des températures plus froides, il est donc peu probable que les dinosaures aient eu le sang froid.
• Les oiseaux sont des endothermes, donc les dinosaures ont dû l'être aussi. De nombreux biologistes considèrent les oiseaux comme des «dinosaures vivants» et expliquent que le sang chaud des oiseaux modernes est une preuve directe du métabolisme à sang chaud de leurs ancêtres des dinosaures.
• Les systèmes circulatoires des dinosaures nécessitaient un métabolisme à sang chaud. Si un sauropode géant comme Brachiosaurus avait gardé sa tête en position verticale, comme une girafe, cela aurait mis énormément de pression sur son cœur - et seul un métabolisme endothermique pourrait alimenter son système circulatoire.

Arguments contre les dinosaures à sang chaud

Selon quelques biologistes évolutionnistes, il ne suffit pas de dire que parce que certains dinosaures peuvent avoir été plus rapides et plus intelligents que ce que l'on pensait auparavant, tous les dinosaures avaient un métabolisme à sang chaud - et il est particulièrement difficile de déduire le métabolisme à partir d'un comportement présumé, plutôt qu'à partir du comportement présumé enregistrement fossile réel. Voici les cinq principaux arguments contre les dinosaures à sang chaud.

• Certains dinosaures étaient trop gros pour être des endothermes. Selon certains experts, un sauropode de 100 tonnes avec un métabolisme à sang chaud aurait probablement surchauffé et serait mort. À ce poids, un dinosaure à sang froid aurait pu être ce qu'on appelle une «homéothermie inertielle» - c'est-à-dire qu'il se réchauffait lentement et se refroidissait lentement, lui permettant de maintenir une température corporelle plus ou moins constante.
• Les périodes jurassique et crétacée étaient chaudes et humides. Il est vrai que de nombreux fossiles de dinosaures ont été trouvés à haute altitude, mais il y a 100 millions d'années, même un sommet de montagne de 10 000 pieds de haut aurait pu être relativement doux. Si le climat était chaud toute l'année, cela favoriserait les dinosaures à sang froid qui comptaient sur les températures extérieures pour maintenir leur chaleur corporelle.
• Nous ne savons pas assez sur la posture des dinosaures. Il n'est pas certain que Barosaurus ait élevé sa tête pour chercher de la larve; certains experts pensent que les grands dinosaures herbivores tenaient leurs longs cous parallèles au sol, utilisant leur queue comme contrepoids. Cela affaiblirait l'argument selon lequel ces dinosaures avaient besoin de métabolismes à sang chaud pour pomper le sang dans leur cerveau.
• La preuve osseuse est surestimée. Il est peut-être vrai que certains dinosaures ont grandi à un rythme plus rapide qu'on ne le pensait auparavant, mais cela peut ne pas être une preuve en faveur d'un métabolisme à sang chaud. Une expérience a montré que les reptiles modernes (à sang froid) peuvent générer rapidement de l'os dans les bonnes conditions.
• Les dinosaures manquaient de cornets respiratoires. Pour subvenir à leurs besoins métaboliques, les créatures à sang chaud respirent environ cinq fois plus souvent que les reptiles. Les endothermes terrestres ont des structures dans leur crâne appelées «turbines respiratoires», qui aident à retenir l'humidité pendant le processus de respiration. À ce jour, personne n'a trouvé de preuves concluantes de ces structures dans les fossiles de dinosaures - par conséquent, les dinosaures doivent avoir été de sang froid (ou, du moins, certainement pas des endothermes).

Où en sont les choses aujourd'hui

Alors, que pouvons-nous conclure des arguments ci-dessus pour et contre les dinosaures à sang chaud? De nombreux scientifiques (qui ne sont pas affiliés à l'un ou l'autre camp) croient que ce débat est basé sur de fausses prémisses - c'est-à-dire, ce n'est pas le cas que les dinosaures devaient être à sang chaud ou à sang froid, sans troisième alternative.

Le fait est que nous n'en savons pas encore assez sur le fonctionnement du métabolisme ou sur la façon dont il peut potentiellement évoluer pour tirer des conclusions définitives sur les dinosaures. Il est possible que les dinosaures n'aient été ni à sang chaud ni à sang froid, mais avaient un type de métabolisme «intermédiaire» qui n'a pas encore été déterminé. Il est également possible que tous les dinosaures soient à sang chaud ou à sang froid, mais certaines espèces individuelles ont développé des adaptations dans l'autre sens.

Si cette dernière idée vous semble confuse, gardez à l'esprit que tous les mammifères modernes n'ont pas le sang chaud exactement de la même manière. Un guépard rapide et affamé a un métabolisme classique à sang chaud, mais l'ornithorynque relativement primitif arbore un métabolisme réglé qui, à bien des égards, est plus proche de celui d'un lézard de taille comparable que de celui d'autres mammifères. Pour compliquer encore les choses, certains paléontologues affirment que les mammifères préhistoriques à mouvement lent (comme Myotragus, la chèvre des cavernes) avaient de vrais métabolismes à sang froid.

Aujourd'hui, la majorité des scientifiques souscrivent à la théorie des dinosaures à sang chaud, mais ce pendule pourrait basculer dans l'autre sens à mesure que de nouvelles preuves seront découvertes. Pour l'instant, toute conclusion définitive sur le métabolisme des dinosaures devra attendre de futures découvertes.