Le 9 décembre 1833, la collectionneuse de fossiles anglaise Elizabeth Philpot envoya une lettre au naturaliste William Buckland. En plus de réclamer quelques vertèbres d’un reptile marin que Buckland avait emprunté, Philpot a également inclus des notes sur un récent voyage avec un jeune chien de chasse aux fossiles, la paleontologue pionnière Mary Anning. Mais ce qui rendait la note spéciale, c’était une illustration que Philpot avait incluse dans la lettre. Il décrivait le sourire à pleines dents d'un crâne d' Ichthyosaurus, dessiné d'après l'un des nombreux fossiles de ce genre que Philpot, ses sœurs et Anning avaient trouvés dans les anciens rochers de la côte sud de l'Angleterre. Et ce n'était pas dessiné à l'encre ordinaire. Les tons sépia ont été fabriqués à partir de l'encre préservée d'une créature semblable à un calmar trouvée dans les mêmes dépôts que l'ichthyosaure, revitalisée après 200 millions d'années.
À la surface, le dessin de Philpot pourrait ne sembler être qu'une astuce fossilifère. En 2009, un autre dessin à l'encre ancienne a attiré l'attention sur le fait surprenant que des traces de couleur préhistorique puissent persister jusqu'au 21e siècle. Mais le fait que de telles nuances primordiales puissent être récupérées ouvre tout un champ de possibilités scientifiques. Avec les bons spécimens, les experts peuvent commencer à colorer les archives fossiles.
Parfois, des teintes anciennes peuvent être vues à l'œil nu. «Les chercheurs connaissaient les motifs colorés d'insectes fossiles et de mollusques depuis l'ère victorienne», explique le paléobiologiste de l'Université de Bristol, Jakob Vinther. Mais c’est la possibilité de libérer les couleurs des dinosaures qui a captivé l’imagination des experts et du public.
Pendant presque toute l'histoire de la paléontologie, il n'y avait aucun moyen de dire quelles teintes portaient les dinosaures. Dans des circonstances exceptionnelles, un fossile pourrait peut-être préserver certains tissus mous présentant des plaques de peau claire et foncée ou un plumage rayé, mais on a longtemps pensé que la coloration réelle de l'animal était hors de portée. Pourtant, des découvertes comme l'utilisation d'une très vieille encre par Philpot ont montré que les chuchotements de couleur pourraient subsister. Grâce à la combinaison d’une conservation délicate et d’une technologie d’imagerie avancée, permettant aux chercheurs de voir les détails microscopiques des fossiles, les paléontologues en apprennent plus que jamais sur la palette mésozoïque.
Reconstruction du dinosaure paravien du Crétacé inférieur, Microraptor, avec coloration inférée. (Quanguo Li et al. / Science 335.6073) La clé biologique pour résoudre le puzzle de la coloration se résume à de minuscules structures appelées mélanosomes. Ce sont de minuscules organites blobilisés contenant un pigment, ou mélanine, présents dans les tissus mous tels que la peau, les écailles et les plumes. Et bien que ces détails aient souvent été mis de côté en tant que bactéries fossiles au cours des dernières décennies, les efforts renouvelés au XXIe siècle ont permis de trouver la relation entre ces minuscules structures et leurs couleurs.
Un fossile semblable à celui qui a inspiré le décor artistique de Philpot, Vinther, actuellement à l'Université de Bristol, sur la trace des couleurs fossiles en 2006. Le sac d'encre d'un calmar fossile que Vinther a étudié contenait des mélanosomes après 200 millions d'années. Et s’ils pouvaient être trouvés à l’encre de calmar, pourquoi pas d’autres fossiles, comme des plumes? Une analyse effectuée par Vinther et ses collègues d'une plume du Crétacé trouvée au Brésil a ouvert la possibilité, laissant les chercheurs conclure: "La découverte de mélanosomes préservés offre la possibilité d'interpréter la couleur d'oiseaux et autres dinosaures éteints."
Selon Caitlin Colleary, paléontologue de Virginia Tech, tirer parti des couleurs du passé nécessite une combinaison de découvertes chanceuses et de techniques d'imagerie avancées. Premièrement, les paléontologues ont besoin d’un fossile qui aura probablement conservé de la mélanine - un fossile non seulement avec des os, mais aussi avec des plumes, la peau ou les cheveux. Ces fossiles contiennent souvent à la fois des mélanosomes et des pigments de mélanine dégradés chimiquement. Lorsque les paléontologues découvrent un tel fossile, ils peuvent utiliser la technologie moderne pour les examiner de plus près.
«Vous commencez par rechercher les micro-corps à l'aide d'instruments tels que les microscopes électroniques à balayage», explique Colleary. Une fois que ces formes caractéristiques apparaissent, l'analyse chimique peut confirmer la présence de pigment mélanique. «Cela a été particulièrement critique au début des études sur la mélanine fossile car il restait encore un doute sur le fait que les microbes étaient en réalité des mélanosomes et non d'autres structures similaires, telles que des bactéries», explique Colleary. À partir de là, les comparaisons des signatures physiques et chimiques des mélanosomes et de la mélanine peuvent être comparées à celles d'animaux vivants, pour lesquels la couleur est connue, afin de reconstituer l'aspect de créatures mortes depuis longtemps.
Lorsque les paléontologues ont annoncé la découverte du dinosaure à plumes Anchiornis en 2009, le plumage préservé entourant le squelette était une nuance foncée de couleur carbone. Mais l'analyse d'un autre fossile d' Anchiornis réalisée par Vinther et ses collègues l'année suivante révéla un motif de couleur saisissant qui était auparavant invisible. La distribution et les détails des mélanosomes conservés indiquaient qu'Anchiornis était recouverte de plumes noires et blanches - semblables à celles d'une pie - avec une touche de plumes rouges sur le dessus de la tête. Pour la première fois, un dinosaure avait été entièrement restauré dans une couleur vivante.
Reconstruction de la couleur du plumage du troodontidé du Jurassique Anchiornis huxleyi . (MA DiGiorgio / Quanguo Li et al. / Science 327.5971) Un par un, d'autres dinosaures ont commencé à montrer leurs vraies couleurs. La semaine précédant la parution du journal Anchiornis, il a été démontré que le petit dinosaure duveteux Sinosauropteryx avait une queue à bandes rouge et blanche vibrante. En 2012, la disposition empilée de mélanosomes trouvés dans les plumes du dinosaure à quatre ailes Microraptor s'est avérée créer un éclat irisé semblable à celui d'un corbeau moderne. (Les dinosaures aviens ont également rejoint la liste, avec des pingouins fossiles géants portant des motifs de couleurs noir, rouge et gris.) Et bien que les premières études se concentraient sur les plumes, les paléontologues ont rapidement constaté que les mélanosomes pouvaient également révéler les teintes de dinosaures squameux. Le Psittacosaurus à bec corné et à plumes Psittacosaurus était ombré au-dessus et plus clair en dessous pour faciliter le camouflage, et l'immense dinosaure à armure Borealopelta arborait des tons brun rougeâtre.
Naturellement, cette approche a ses limites. La première est que les os seuls ne sont d'aucune aide. Il doit y avoir une sorte de tissu mou préservé, tel que des plumes ou de la peau. Les impressions ne feront pas l'affaire. «Vous avez besoin de résidus organiques», déclare Vinther. L'animal préhistorique a dû être enterré si rapidement et préservé dans des détails tels que les restes de ses tissus sont préservés.
Et toutes les couleurs chez les animaux ne sont pas créées par les mélanosomes. Certaines couleurs, comme les jaunes et les bleus, sont créées par des substances biochimiques que les paléontologues n'ont pas encore détectées dans les fossiles. La méthodologie actuelle ne fonctionnera pas pour tous les dinosaures ou toutes les couleurs. Mais la bonne nouvelle est que cette approche crée au moins une image partielle.
Photographies de l'holotype du dinosaure en armure Borealopelta markmitchelli . Des études sur ce fossile ont révélé une coloration brun rougeâtre et un camouflage sous forme de contre-ombrage. (Caleb M. Brown et al. / Current Biology 27.16 2514-2521.e3) Ce que les couleurs signifiaient pour les animaux eux-mêmes est une autre affaire. Dans le cas de Borealopelta, par exemple, avec un motif de rouille rouge sur le dessus et de lumière en dessous, l'ombrage aurait pu permettre au dinosaure de faible taille de se cacher des tyrannosaures voraces de son époque. Les autres dinosaures étaient plus éclatants. La queue de canne en sucre de Sinosauropteryx était probablement un signal social, utilisé par ces dinosaures pour communiquer entre eux lorsqu’ils se rencontraient.
Ce type d'analyse révèle le potentiel du champ émergent de la coloration des fossiles. En reconstruisant des nuances perdues depuis longtemps, les paléontologues peuvent détecter et étudier des comportements antiques jusqu'alors dissimulés.
Différentes couleurs racontent des histoires différentes. L'obscurité au-dessus, la lumière sous le motif et les rayures du dinosaure à cornes Psittacosaurus pourraient indiquer que cet animal vivait dans un habitat forestier à lumière diffuse, tandis que le masque de bandit et les rayures de Sinosauropteryx pourraient indiquer une préférence pour des habitats plus ouverts où la fusion est essentielle. ne pas être choisi par un plus grand carnivore. Le fait que les dinosaures aient été camouflés en dit long sur leur lieu de résidence, mais aussi sur les dangers auxquels ils étaient exposés. «Les études sur les couleurs des fossiles offrent vraiment une occasion sans précédent de faire des interprétations sur le comportement et la biologie à partir des archives fossiles», dit Colleary.
Comparaison des proportions de mélanosomes et de la morphologie des plumes du contour du corps chez les manchots éteints Inkayacu paracasensis (A et B) et les manchots existants représentatifs (C et D). (Julia A. Clarke et al. / Science 330.6006) La paléontologie a toujours été une science interdisciplinaire, à la croisée de plusieurs disciplines telles que l'anatomie et la géologie. L’étude de la couleur des fossiles élargit encore le champ d’application en s’appuyant sur la biochimie et les techniques d’imagerie de pointe, ainsi que sur les approches morphologiques plus traditionnelles.
«Je pense que nous devons être ouverts au fait que la recherche sur les dinosaures ne consiste plus simplement à caresser des os», a déclaré Vinther. «Il y a encore des tonnes de dinosaures à plumes et de fossiles d'oiseaux à décrire. Nous pourrons bientôt rédiger le guide Audubon sur les dinosaures et les oiseaux du Crétacé et indiquer les habitats dans lesquels ils vivaient et peut-être bientôt montrer des manteaux de plumes mâles et femelles, qui auraient certainement varié. dans de nombreuses espèces de dinosaures. "
Les recherches se poursuivent, mais ce qui a déjà été trouvé soulève des questions sur ce qui pourrait encore être extrait des archives fossiles. «Peut-être trouverons-nous un jour qu’ils ont un plumage saisonnier, comme des étalages colorés pour le moment de la reproduction», explique Vinther, «et si nous rencontrons des dinosaures des tissus mous dans les hautes latitudes, comme l’Australie, nous en verrons peut-être un à les hivers froids et neigeux. ”Une telle découverte serait vraiment un dinosaure d'une couleur différente.
