Confuciusornis

Confuciusornis
Description de cette image, également commentée ci-après
Vue d'artiste de Confuciusornis sanctus.
Classification
Règne Animalia
Embranchement Chordata
Classe Aves
Famille  Confuciusornithidae

Genre

 Confuciusornis
Hou et al.[1], 1995

Espèces de rang inférieur

  • C. sanctus , Hou et al.[1], 1995, holotype
  • C. dui Hou et al., 1999
  • C. chuonzhous (contestée)
  • C. chuongzhous (contestée)
  • C. suniae (contestée)
  • C. feducciai
  • C. jianchangensis

Synonymes

  • Jinzhouornis Hou et al., 2002

Confuciusornis est un genre éteint d'oiseaux primitifs ayant vécu au Crétacé inférieur en Chine. Il appartient au biote de Jehol et ses fossiles ont été retrouvés dans la province chinoise de Liaoning, dans les formations géologiques d’Yixian et de Jiufotang datées environ entre 129,7 à 120,3 Ma (millions d'années), de l'extrême sommet de l'Hauterivien jusqu'à l'Aptien inférieur[2],[3],[4].

La nombre et la qualité des squelettes et des empreintes de plumes trouvés en font un des oiseaux préhistoriques les mieux connus. Confuciusornis est, comme Archeopteryx, un des genres fossiles qui permettent de mieux comprendre comment les théropodes ont évolué pour devenir les oiseaux.

Découverte

Fossile de Confuchisornis sanctus au Hong Kong Science Museum.

En 1993, les paléontologues chinois, dont Zhou Zhonghe, ont trouvé des fossiles d'oiseaux d'une trentaine de centimètres de longueur aux alentours des gisements de Sihetun et Jianshangou près de la ville de Beipiao. Ces spécimens sont identifiés en 1995 par un groupe de chercheurs chinois conduit par Hou Lianhai qui érige le genre Confuciusornis, dont l'espèce type est C. sanctus (« Oiseau saint Confucius »). La famille des Confuciusornithidae a été créée en même temps pour abriter ce genre[1], que ses inventeurs croyaient alors être d'âge jurassique[5].

Depuis, le site de Sihetun a fourni de nombreux fossiles d'oiseaux : plus de 1 000 spécimens de Confuciusornis ont été excavés jusqu'en 2000. Malheureusement, à la fin des années 1990, le site a été pillé et on estime qu'une trentaine de spécimens ont été volés et vendus à l'étranger. Dans ces mêmes niveaux stratigraphiques plusieurs espèces, à la validité discutée, et deux genres de confuciusornithidés ont été créés ensuite. Pour les genres nouveaux, il s'agit de :

Description

Taille de Confuciusornis, comparée à celle d'un humain.
Reconstruction du crâne de C. sanctus. En rouge, le bec sans dents et les deux ouvertures crâniennes postérieures, (Chiappe et al.[8], 1999).
Aile de Confuciusornis sanctus. En rouge, l'ouverture de l'humérus et la soudure du carpométacarpe, Chiappe et al.[8], 1999.

Taille

Confuciusornis avait à peu près la taille d'un poulet, avec une longueur totale de l'ordre de 50 centimètres[9]. Son envergure atteint 70 centimètres. Sa masse est évaluée, selon les auteurs, entre 0,2 et 1,5 kg[10],[11]. C'est le plus grand des confuciusornithidés connus. Parmi les différentes espèces de Confuciusornis, la plus grande et C. feducciai[12].

Caractéristiques

Confuciusornis montre à la fois des caractères évolués et primitifs :

  • il est plus évolué qu'Archaeopteryx car, comme les oiseaux modernes, il possède une petite queue osseuse, le pygostyle qui résulte de la fusion de plusieurs vertèbres caudales et un sternum, essentiel pour l'attache des muscles nécessaires au vol, présentant une sorte de quille, qui aurait pu porter un grand cartilage où se fixaient les muscles pectoraux[8] ;
  • il est par contre plus primitif, car il conserve de grandes griffes sur ses membres avant, il possède un crâne primitif et un sternum osseux de taille relativement petit.

À l'égal des oiseaux modernes, Confuciusornis avait un bec sans dents, contrairement à d'autres oiseaux contemporains comme Hesperornis et Ichthyornis. Confuciusornis présente quelques ressemblances avec Archaeopteryx et comme lui, des caractères archaïques et modernes. Par exemple, la zone arrière du crâne avec deux fosses infra-temporales et supra-temporales rappelle celle des diapsides. Les autres oiseaux, y compris Archaeopteryx n'ont plus ces fosses dans la partie postérieure du crâne.

Les organes liés au vol de Confuciusornis sont plus développés que ceux de Archaeopteryx, le sternum est ossifié avec une grande quille, l'os coracoïde est robuste, la crête delto-pectorale bien développée, ses cubitus forts et ses seconds métacarpes élargis[13]. De plus, sa furcula est fusionnée et offre une articulation plus efficace. Les métacarpes II et III de la patte avant de Confuciusornis se sont soudés tout près du poignet et le carpométacarpe a pris la forme caractéristique en demi-lune des oiseaux. Les pieds sont recouverts par des écailles réticulées[14].

Il portait encore des griffes sur ses ailes, sans doute nécessaires à l'escalade ou à la chasse. Ses plumes étroites et ses fins muscles laissent penser qu'il ne volait pas bien.

Plumes et tissus mous

Les plumes des ailes de Confuciusornis étaient longues et d'apparence modernes. Le rémiges primaires d'un spécimen dont la masse est évaluée à 0,5 kg possède des plumes de 20,7 centimètres de long[10]. La forme de ses ailes n'est pas comparable à celle d'aucun oiseau moderne[14]. Les primaires et, en particulier celles situées à l'extérieur, sont asymétriques à divers degrés[8]. Les tectrices sont préservées et recouvrent la partie supérieure des plumes des ailes chez certains spécimens[8].

Plumes de queue

De nombreux spécimens montrent une paire de plumes de queue, très longues et étroites (6 millimètres de large), en forme de ruban dont l’extrémité est arrondie. La longueur de ces deux plumes est équivalente à celle du corps de l'animal[8]. En 2017, l'attribution aux seuls mâles de cette paire de plumes de queue a été démontrée pour un autre genre de confuciusornithidés, Eoconfuciusornis. En effet un spécimen femelle de ce genre a très bien conservé sous forme fossile des empreintes de tissus mous de l'ovaire[15]. Le fossile de cette femelle a également montré qu'elle ne possédait pas les deux très grandes plumes rectrices de queue (terminées par des lobes allongés) comme les spécimens mâles, ce qui a confirmé un dimorphisme sexuel marqué chez ce genre[15].

Les autres plumes au niveau du croupion sont en touffe et non aérodynamiques, elles différent fortement de l'éventail de rectrices de la queue des oiseaux modernes[8].

Patagium

Empreintes des patagiums de Confuciusornis (a, b) comparés à ceux d'un poulet (c, d).

En 2016, des études de tissus mous par fluorescence induite par laser a montré la présence de patagiums, des membranes de peau développées dans la pliure entre les membres et le corps ou l'articulation des membres au corps de l'animal, comme c'est le cas par exemple chez l'écureuil volant actuel. Chez Confuciusornis ces patagiums sont présents sur les membres avant comme arrière (pro- et post-patagiums), bien développés et robustes[14].

Pellicules

En 2018, une étude de Maria E. McNamara et ses collègues sur les fossiles très finement préservés, à l'échelle nanométrique, de Confuciusornis de la formation de Jehol en Chine, a mis en évidence la présence de fragments de peau desquamée. Il s'agit de pellicules que perdait l'animal, à la différence des reptiles actuels qui se débarrassent de leur peau en grandes plaques ou en un seul morceau[16],[17],[18]. Des fragments de peau similaires, ou cornéocytes, ont été retrouvés dans la même formation géologique, âgée de 125 Ma (millions d'années), chez trois dinosaures à plumes, Microraptor, Beipiaosaurus et Sinornithosaurus[18].

Classification

Arbre évolutif

Article détaillé : histoire des oiseaux.

Cladogramme de Zhou, 2004.

 Aves 














Archaeopteryx 





























Rahonavis 
























Jeholornis










 Pygostylia  
    







Sapeornis










 Confucisornithidae   


 Confuciusornis 





 Changchengornis 




Ornithothoraces

Enantiornithes



Ornithurae








Notes et références

Références

  1. a b et c (zh) Lianhai Hou, Zhonghe Zhou, Y. Gu et H. Zhang, « Confuciusornis sanctus, a new Late Jurassic sauriurine bird from China », Chinese Science Bulletin, vol. 40, no 18,‎ , p. 1545–1551
  2. (en) H.Y. He, X.L. Wang, Z.H. Zhou, F. Wang, A. Boven, G.H. Shi et R.X. Zhu, « Timing of the Jiufotang Formation (Jehol Group) in Liaoning, northeastern China, and its implications », Geophysical Research Letters, vol. 31, no 13,‎ , p. 1709 (DOI 10.1029/2004GL019790, Bibcode 2004GeoRL..3112605H)
  3. (en) S. C. Chang, H. Zhang, P. R. Renne et Y. Fang, « High-precision 40Ar/39Ar age for the Jehol Biota », Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, vol. 280, no 1,‎ , p. 94–104 (DOI 10.1016/j.palaeo.2009.06.021)
  4. (en) Su-Chin Chang, Ke-Qin Gao, Chang-Fu Zhou & Fred Jourdan (2017). New chronostratigraphic constraints on the Yixian Formation with implications for the Jehol Biota. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology (advance online publication); doi: https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2017.09.026
  5. (en) Lianhai H. Hou, Zhonghe Zhou, L. D. Martin and A. Feduccia. 1995. A beaked bird from the Jurassic of China. Nature 377:616-618
  6. (en) Ji Q., Chiappe, L. and Ji S., 1999, "A new Late Mesozoic confuciusornithid bird from China", Journal of Vertebrate Paleontology 19(1): 1-7
  7. (en) Min Wang et Zhonghe Zhou, 2018, A new confuciusornithid (Aves: Pygostylia) from the Early Cretaceous increases the morphological disparity of the Confuciusornithidae. Zoological Journal of the Linnean Society, zly045, https://doi.org/10.1093/zoolinnean/zly045 [1]
  8. a b c d e f et g (en) Chiappe L.M., Ji S., Ji Q. et al. Anatomy and systematics of the Confuciusornithidae (Theropoda: Aves) from the Late Mesozoic of northeastern China. Bull Amer Mus Nat Hist 1999; 242: 1–89, [2]
  9. (en) Holtz, Thomas R. Jr. (2011) Dinosaurs: The Most Complete, Up-to-Date Encyclopedia for Dinosaur Lovers of All Ages, Winter 2010 Appendix.
  10. a et b (en) R.L. Nudds et G.J Dyke, « Narrow primary feather rachises in Confuciusornis and Archaeopteryx suggest poor flight ability », Science, vol. 328, no 5980,‎ , p. 887–9 (PMID 20466930, DOI 10.1126/science.1188895, Bibcode 2010Sci...328..887N)
  11. (en) G.S. Paul, « Comment on 'Narrow Primary Feather Rachises in Confuciusornis and Archaeopteryx Suggest Poor Flight Ability.' », Science, vol. 330, no 6002,‎ , p. 320 (PMID 20947747, DOI 10.1126/science.1192963, Bibcode 2010Sci...330..320P)
  12. (en) Z. Zhang, C. Gao, Q. Meng, J. Liu, L. Hou et G. Zheng, « Diversification in an Early Cretaceous avian genus: evidence from a new species of Confuciusornis from China », Journal of Ornithology, vol. 150, no 4,‎ , p. 783–790 (DOI 10.1007/s10336-009-0399-x)
  13. (en) Zhou Z. and Farlow, J.O. (2001) "Flight capability and habits of Confuciusornis". In: Gauthier and Gall (eds). New perspectives on the origin and early evolution of birds: proceedings of the international symposium in honor of John H. Ostrom. Peabody Museum of Natural History. Yale University, New Haven. pp. 237–254
  14. a b et c (en) A.R. Falk, T.G. Kaye, Z. Zhou et D.A. Burnham, « Laser Fluorescence Illuminates the Soft Tissue and Life Habits of the Early Cretaceous Bird Confuciusornis », PLoS ONE, vol. 11, no 12,‎ , e0167284 (PMID 27973609, DOI 10.1371/journal.pone.0167284, Bibcode 2016PLoSO..1167284F, lire en ligne)
  15. a et b (en) Xiaoting Zheng, Jingmai K. O’Connor, Xiaoli Wang, Yanhong Pan, Yan Wang, Min Wang, Zhonghe Zhou. Exceptional preservation of soft tissue in a new specimen of Eoconfuciusornis and its biological implications. National Science Review, Volume 4, Issue 3, 1 May 2017, Pages 441–452, https://doi.org/10.1093/nsr/nwx004
  16. (en) Maria E. McNamara, Fucheng Zhang, Stuart L. Kearns, Patrick J. Orr, André Toulouse, Tara Foley, David W. E. Hone, Chris S. Rogers, Michael J. Benton, Diane Johnson, Xing Xu & Zhonghe Zhou (2018), Fossilized skin reveals coevolution with feathers and metabolism in feathered dinosaurs and early birds Nature Communicationsvolume 9, Article number: 2072 (2018) doi:10.1038/s41467-018-04443-x, [3]
  17. « Des pellicules retrouvées sur un dinosaure vieux de 125 millions d’années », sur SciencePost, (consulté le 31 janvier 2018)
  18. a et b (en) « Paleontologists Find Fossilized Dandruff of Feathered Dinosaurs », sur http://www.sci-news.com, (consulté le 30 mai 2018)

Voir aussi

Références taxinomiques

(en) Référence Paleobiology Database : Confuciusornis Hou et al., 1995

Annexes

Articles connexes