Il était destiné à finir dans un cabinet de curiosité ou monté en bijou. Sur le marché de Myitkyina, au nord de la Birmanie, personne n’imaginait ce qu’emprisonnait réellement ce joli morceau d’ambre. Un végétal particulièrement bien conservé? C’était en fait bien plus inhabituel. Le morceau d’ambre en question contenait une queue de dinosaure avec des plumes. «Dans l’Etat de Kachin, il existe deux marchés d’ambre approvisionnés par les mines alentour. Mes bons contacts parmi les revendeurs me préviennent quand ils voient un spécimen qui pourrait m’intéresser», raconte au «Temps» Lida Xing de l’Université des géosciences de Chine à Pékin, qui a réussi à convaincre le Dexu Institute of Palaeontology de l’acquérir en 2015.

Un échantillon jamais vu

Dans cette région dangereuse de Birmanie, en proie aux conflits armés permanents, «où il faut négocier avec des gens ne parlant ni anglais ni chinois», mettre la main sur un tel échantillon paléontologique est à peine croyable. C’est en effet la première fois qu’on retrouve un morceau de squelette de dinosaure et des plumes piégés ensemble dans de l’ambre. Jusque-là, seules des plumes isolées, dont il était difficile de savoir avec certitude si elles provenaient d’un oiseau primitif ou d’un dinosaure, avaient été retrouvées dans de l’ambre. Des paléontologues chinois et canadiens décrivent le spécimen avec une très grande précision dans la revue «Current Biology» publiée le 8 décembre.

On sait depuis longtemps que certains dinosaures sont les ancêtres des oiseaux. On sait moins qu’un grand nombre de dinosaures avait des plumes. «Depuis vingt ans, les campagnes de fouille dégagent des fossiles de dinosaures à plumes qui sont, certes complets, mais aplatis sur des dalles de roche. Les plumes sont totalement écrasées, rendant l’interprétation difficile. C’est une aubaine d’avoir accès pour la première fois à la structure en trois dimensions, explique Eric Buffetaut, spécialiste en paléontologie des vertébrés à l’Ecole Normale Supérieure de Paris. «Il est extrêmement rare qu’un vertébré, ou un morceau d’animal, soit piégé dans de la résine. Vraisemblablement, le petit dinosaure était mort quand cela s’est produit», poursuit-il.

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Avant de s’intéresser aux plumes, il fallait être sûr qu’elles appartenaient à un dinosaure, et non pas un oiseau primitif, ce qui n’aurait alors pas eu le même caractère exceptionnel. Les chercheurs ont donc étudié avec précision la queue. L’échantillon a été soumis au rayonnement synchrotron. Cette méthode non invasive reposant sur la collision entre des particules élémentaires accélérées et l’objet à étudier permet d’obtenir une image révélant des détails anatomiques et structuraux très fins. C’est ainsi que les paléontologues ont révélé que la queue, longue de 3,6 centimètres, est composée de huit petites vertèbres bien individualisées. Les vertèbres des oiseaux modernes, elles, sont fusionnées pour former un os appelé le pygostyle.

Une queue de théropode

D’après Lida Xing et Ryan Mc Kellar, du Royal Saskatchewan Museum au Canada et coordinateur de ce travail, cette queue appartiendrait à un théropode, un dinosaure carnivore bipède, incapable de voler, qui foulait la terre il y a 99 millions d’années, l’âge des gisements d’ambre de la région du Kachin. Autre observation: sous les plumes, les chercheurs ont constaté une quantité importante de fer qui témoignerait de la présence de protéines spécialisées pour le transport de ce métal, telles que l’hémoglobine et/ou la ferritine. Cela correspondrait à la dégradation soit du sang soit de pigments.

Voici pour le squelette qui permet d’identifier l’individu. Qu’en est-il des plumes? Présentes en abondance de chaque côté de la queue, elles sont de couleur brun noisette du côté dorsal de la queue et plus pâles, voire blanches, côté ventral. Elles indiqueraient que l’individu était un juvénile. Mais surtout, les plumes du jeune dinosaure sont morphologiquement différentes des plumes actuelles des oiseaux. Ces dernières sont formées d’un rachis central duquel des structures partent obliquement de part et d’autre dans le même axe. Ces structures, qu’on appelle les barbes, sont parallèles entre elles, et portent des éléments plus petits, les barbules.

Barbes et barbules

L’organisation globale de la plume d’oiseau fascine par son côté très structurée. Les plumes du thérapode, elles, sont composées d’un rachis, ou colonne vertébrale, particulièrement court et les barbes irradient de façon assez anarchique. Leur architecture rappelle celle des coraux. Rachis et barbes sont d’ailleurs difficilement distinguables. Les auteurs soulignent que les barbes portent des barbules selon la même implantation que celle observée actuellement. Ils en concluent qu’au cours de l’évolution des plumes, les barbes possédaient déjà des barbules quand elles ont fusionné pour former le rachis central.

«Il y a toutes sortes de plumes primitives qui n’existent plus chez les oiseaux actuels, comme les plumes en ruban dont la fonction est inconnue. L’évolution n’a conservé qu’une petite partie de cette grande variété. Le spécimen décrit aujourd’hui porte des plumes qui se situent entre la protoplume, qui ressemblait à un poil, et la plume asymétrique, la plume actuelle, qui permet de voler», indique Lionel Cavin, conservateur au Muséum d’histoire naturelle de la Ville de Genève, qui présente en ce moment «Dinosaures. La grande exposition». Reste à comprendre le rôle du plumage du dinosaure. D’après les hypothèses les plus en vogue parmi la communauté scientifique, les plumes duveteuses serviraient de protection thermique contre le froid, et les plus grandes pour la séduction.