Vue d’artiste du Nanuqsaurus, un dinosaure de la famille des tyrannosaures, dont les restes fossiles ont été trouvés en Alaska. Son crâne fait une soixantaine de centimètres de long, contre 1,5 m pour celui de son cousin le Tyrannosaurus rex. Image: nathan-e-rogers
De plus en plus de fossiles de dinosaures sont trouvés près des pôles Nord et Sud. De quoi soulever de sérieuses questions au sujet de la biologie de ces animaux et de leur disparition.
Dans l’imaginaire collectif, les dinosaures sont continuellement associés à de gros reptiles écailleux vivant dans des climats chauds. Il est vrai que, durant leur règne, qui a duré près de 160 millions d’années, ces animaux vivaient sur une planète beaucoup plus chaude qu’elle ne l’est de nos jours. Reste que non seulement ils avaient colonisé toutes les niches écologiques, mais ils vivaient également dans les régions les plus froides de la planète.
Depuis le début des années 1950, les géologues ont mis au jour des ossements fossilisés de dinosaures en Australie et en Arctique (Alaska, Yukon, Nunavut, Groenland, Sibérie, Hokkaido) et, depuis 1986, en Antarctique. Ces fossiles datent tous d’une même et longue période allant du Jurassique inférieur (-200 millions d’années) à la fin du Crétacé (-65 millions d’années), pour un total d’environ 135 millions d’années. Durant ces périodes, l’Australie était très proche de l’Antarctique, près du pôle Sud.
Quant à l’Arctique nord-américain, il se trouvait déjà en zone arctique. Cela signifie que les dinosaures ont bel et bien connu des mois d’obscurité et des températures froides à la toute fin du Crétacé, même si les températures moyennes à ces latitudes étaient bien plus élevées qu’aujourd’hui (une dizaine de degrés en moyenne).
Découverts tardivement, les sites de fossiles polaires sont aujourd’hui fouillés par des paléontologues du monde entier. Cette présence dans un froid relatif est-elle le résultat de migrations annuelles ? C’est ce qu’ont avancé des scientifiques, notamment pour les dinosaures trouvés au Canada.
« La croyance selon laquelle certaines espèces de dinosaures faisaient des migrations entre l’Alberta [au climat subtropical à l’époque] et l’Alaska remonte à plus de 30 ans, à une époque où l’on n’avait pas encore fait d’études anatomiques détaillées et où l’âge des dépôts fossilifères n’était pas bien connu », explique le paléontologue québécois François Therrien, conservateur de paléoécologie au Royal Tyrrell Museum of Palaeontology, à Drumheller, en Alberta.
Au cours des 20 dernières années, nous en avons appris beaucoup plus sur ces animaux. « Nous savons maintenant que, malgré le fait que les dinosaures découverts en Alaska étaient très proches, du point de vue évolutif, des espèces trouvées en Alberta, ils appartenaient à d’autres espèces. De plus, ces animaux n’ont pas vécu à la même époque, les dinosaures de l’Alaska ayant vécu quelques millions d’années plus tard que ceux de l’Alberta. » Vraiment, l’hypothèse de dinosaures migrant entre l’Alberta et l’Alaska ne tient pas la route !
Le coup de grâce a été porté à la théorie à l’été 2021. Donald Brinkman, également du Royal Tyrrell Museum of Palaeontology, en compagnie de plusieurs paléontologues américains, a publié un article dans Current Biology sur la découverte d’œufs et de sites de nidification de dinosaures polaires dans des falaises au-dessus du fleuve Colville, en Alaska. « Nous n’avons pas seulement démontré la présence de restes périnatals – dans l’œuf ou juste éclos – d’une ou deux espèces, nous avons plutôt documenté au moins sept espèces de dinosaures se reproduisant dans l’Arctique », explique M. Brinkman.
Grâce à ces découvertes, François Therrien ajoute que « nous savons maintenant que ces espèces se reproduisaient à ces hautes latitudes, car les ossements des nouveau-nés sont trop petits pour que ceux-ci aient pu participer à de longues migrations. Il semblerait donc que les espèces de dinosaures qui vivaient dans les régions subarctiques y passaient toute leur vie ».
Des dinos ours blancs
Les dinosaures de l’Arctique étaient donc bien des espèces endémiques des régions polaires. Rien que sur le versant nord de l’Alaska, les paléontologues américains ont répertorié 12 genres différents de dinosaures. Et on y a découvert plusieurs nouvelles espèces.
Vue d’artiste de deux tyrannosauridés adultes et de leurs petits vivant dans les régions arctiques au Crétacé. Image: James Havens
Ainsi, en 2012, Anthony Fiorillo et Ronald S. Tykoski, deux paléontologues du Perot Museum of Nature and Science de Dallas, ont décrit une nouvelle espèce de cératopsien, le Pachyrhinosaurus perotorum, d’après plusieurs fragments crâniens mis au jour dans des carrières près du même fleuve Colville. En 2014, les mêmes chercheurs du musée de Dallas ont décrit une nouvelle espèce de tyrannosaure arctique : le Nanuqsaurus hoglundi ou « lézard ours blanc ». Une belle trouvaille « locale », alors qu’on a longtemps pensé que les restes des tyrannosauridés repérés dans les dépôts crétacés de la côte nord de l’Alaska appartenaient soit au Gorgosaurus soit à l’Albertosaurus, des dinosaures albertains.
Puis, en 2015, trois autres chercheurs de l’Université de l’Alaska de Fairbanks ont décrit une nouvelle espèce d’hadrosaure (plus connu sous le nom de « dinosaure à bec de canard ») découverte dans un gisement recelant plus de 6000 os appartenant aussi bien à des adultes qu’à des juvéniles. Ils l’ont nommée Ugrunaaluk kuukpikensis, c’est-à-dire le « brouteur ancien du fleuve Colville » en langue inupiaq.
Enfin, en 2019, des paléontologues japonais et américains, dont Anthony Fiorillo, ont présenté une nouvelle espèce encore non identifiée d’hadrosauridés du genre Lambeosaurus dans le nord de l’Alaska. D’autres genres de dinosaures ont été trouvés dans les gisements alaskains, notamment un droméosauridé, et peut-être un pachycéphalosauridé. Ces dinosaures ne sont connus que par des fragments d’os fossilisés, et leur espèce reste à déterminer.
Autre grande découverte des dernières années : de nombreuses traces de pas laissées sur une plaque de roche localisée par Tony Fiorillo au parc national de Denali dans le nord de l’Alaska. Elles indiquent que certains de ces animaux, notamment des hadrosauridés, vivaient sur place et se déplaçaient en troupeaux d’adultes et de jeunes. Ça fait pas mal de monde !
Du sang froid
À quoi ressemblait la vie des dinosaures dans ces régions subarctiques ? Rappelons qu’à cette époque, l’Alaska était situé encore plus loin au nord qu’il ne l’est présentement et que les conditions de luminosité étaient peut-être encore plus extrêmes qu’elles ne le sont aujourd’hui. « C’est donc dire qu’il y aurait eu plusieurs mois d’obscurité, mais également plusieurs mois de clarté », indique François Therrien.
Selon le professeur Fiorillo, la température moyenne durant les mois les plus chauds, en été, variait entre 10 et 12 °C dans cette partie du monde au cours du Crétacé. Et en hiver, la température moyenne était sous le point de congélation. Comment les dinosaures faisaient-ils pour endurer ce froid ? Et là se pose une autre question, débattue depuis longtemps : les dinosaures avaient-ils le sang chaud ou froid ?
« Le fait qu’il y ait eu des dinosaures dans les régions de hautes latitudes, mais pas de reptiles ectothermes [à sang froid] tels que des tortues, des crocodiles et des champsosaures [un genre éteint de reptiles d’eau douce], semble indiquer que les dinosaures avaient un métabolisme plus intense que celui des reptiles, dit François Therrien. Certains dinosaures, tels les petits théropodes, qui étaient couverts de plumes filamenteuses semblables au duvet des oiseaux modernes pouvaient se garder au chaud. »
Plusieurs études, dont une à laquelle M. Therrien a participé en 2020 dans Science Advances, ont démontré que les dinosaures possédaient une température corporelle plus élevée que celle de leur environnement, ce qui laisse croire qu’ils étaient capables de générer leur propre chaleur. Cette température aurait tourné autour de 35-40 °C, selon ces travaux qui ont analysé la composition chimique des coquilles d’œufs pour en déduire à quelle température elles se sont constituées. « Cependant, les dinosaures régulaient probablement leur température différemment des animaux endothermes [à sang chaud] modernes, comme les mammifères et les oiseaux modernes », souligne le paléontologue.
D’autre part, grâce à des études récentes faites sur des os fossiles de dinosaures australiens et antarctiques, dont les anneaux de croissance ressemblaient en tout point à ceux des dinosaures d’autres latitudes, nous savons que la plupart des dinosaures polaires n’hibernaient pas.
D’ailleurs, il aurait été difficile pour certaines grosses espèces, comme le Pachyrhinosaurus et le Nanuqsaurus, de trouver un « petit coin » où se cacher et se protéger du froid pendant tout l’hiver. On a trouvé des traces de peau de ces animaux, et aucune n’a présenté une quelconque empreinte de poils ou de duvet. On peut imaginer que certains de ces dinosaures polaires étaient enveloppés d’une épaisse couche de graisse parfaitement isolante. Il faudra attendre les prochaines découvertes pour y voir plus clair !
Pat Druckenmiller et Greg Erickson (Université de l’Alaska de Fairbanks et Université d’État de Floride) extraient un os de dinosaure d’une roche le long du fleuve Colville, en Alaska. Image: Kevin May
Les dinosaures de l’Arctique étaient bien des espèces endémiques des régions polaires. Rien que sur le versant nord de l’Alaska, les paléontologues américains ont répertorié 12 genres différents.
