Un fossile extraordinaire capture la lutte pour l'existence au Mésozoïque

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 11221 (2023) Citer cet article

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Les dinosaures et les mammifères coexistent depuis environ 230 millions d’années. Les deux groupes sont apparus à la fin du Trias et se sont diversifiés tout au long du Mésozoïque et jusqu'au Cénozoïque (ce dernier sous forme d'oiseaux). Bien qu’ils aient sans aucun doute interagi de nombreuses manières, les preuves fossiles directes de leur interaction sont rares. Nous rapportons ici une nouvelle découverte de fossile provenant du membre Lujiatun de la formation Yixian du Crétacé inférieur de Chine, montrant un mammifère gobiconodontidé et un dinosaure psittacosauridé engagés dans un combat mortel. Nous envisageons diverses explications hypothétiques pour cette association, mais l'ensemble des preuves suggère qu'elle représente une tentative de prédation de la part du plus petit mammifère, soudainement interrompue et préservée au sein d'une coulée de débris volcaniques de type lahar. Les mammifères du Mésozoïque sont généralement décrits comme ayant vécu dans l'ombre de leurs plus grands dinosaures contemporains, mais ce nouveau fossile démontre de manière convaincante que les mammifères pourraient constituer une menace même pour les dinosaures presque adultes. La formation Yixian – et plus largement le fossile chinois Jehol Biota – ont joué un rôle particulièrement important dans la révélation de la diversité des dinosaures de petite taille et d’autres espèces animales. Nous prévoyons que les dépôts d'obrution d'origine volcanique spécifiques au membre de Lujiatun continueront également de fournir des preuves d'interactions biotiques autrement inconnues du reste des archives fossiles.

Depuis près de 230 millions d’années, les mammifères et les dinosaures comptent parmi les groupes de vertébrés les plus prospères sur Terre. Chaque groupe est originaire du Trias supérieur et s'est depuis diversifié dans la myriade de formes connues aujourd'hui (des dinosaures sous forme d'oiseaux, suite à l'extinction massive de la fin du Crétacé). Les mammifères du Mésozoïque sont généralement décrits comme ayant vécu dans l'ombre de leurs plus grands dinosaures contemporains, et le contenu des intestins des dinosaures contenant les restes de petits mammifères le confirme1,2,3. Ce n’est qu’après l’extinction des dinosaures non aviaires à la fin du Crétacé que les mammifères ont atteint une taille corporelle importante et se sont régulièrement nourris de l’avifaune disponible.

L’antagonisme dinosaure-mammifère au Mésozoïque n’était cependant pas strictement unilatéral. Le contenu intestinal fossile du mammifère gobiconodontidé chinois Repenomamus Robustus contient les restes d'un Psittacosaurus sp.4 périnatal beaucoup plus petit, un des premiers dinosaures cératopsiens. Nous rapportons ici une découverte encore plus exceptionnelle préservant ces deux genres engagés dans un combat mortel – le premier fossile de ce type. Le nouveau fossile (Weihai Ziguang Shi Yan School Museum WZSSM] spécimen VF000011) a été découvert le 16 mai 2012 à l'ouest du village de Lujiatun dans la province du Liaoning, près des coordonnées N41°36′24″, E120°54′40″ (Fig. S1 supplémentaire ). Il a été acquis par le premier auteur et donné au WZSSM en 2020. Le fossile provient du membre Lujiatun de la formation Yixian, cette dernière ayant localement une épaisseur de 212 m. Le membre de Lujiatun est célèbre pour son abondance de fossiles de vertébrés, en particulier les fossiles de Psittacosaurus lujiatunensis, dont l'abondance relative non corrigée atteint localement près de 90 %5. Les sédiments y sont d'origine volcanique et, bien que les estimations de l'âge des dépôts aient varié6,7, la dernière datation U – Pb des zircons tufacés indique un âge compris entre 125,755 ± 0,061 et 125,684 ± 0,060 Ma8.

Afin de mieux comprendre l'historique des dépôts, un seul échantillon (~ 5 × 5 × 2 cm) de matériau sédimentaire moyennement à bien consolidé, trouvé à côté des squelettes, a été acquis pour enquête. L'analyse de lames minces a montré que la roche était un tuf bréchique moyennement grossier, supporté par une matrice, suivant le schéma de classification de White et Houghton9.

Les composants de la charpente sont soit des fragments lithiques (c'est-à-dire étant multiphasés et conservant la texture initiale), soit des fragments minéraux (c'est-à-dire étant constitués à > 90 % d'une seule phase). Les tailles varient de 0,02 à 5,96 mm avec une moyenne de 0,46 mm (fragments lithiques) et de 0,02 à 0,43 mm avec une moyenne de 0,11 mm (fragments minéraux). Sur les 228 fragments minéraux caractérisés, 73 % et 16 % sont respectivement du feldspath ou du quartz, avec des phases moins abondantes comprenant des oxydes de Fe/Ti (6 %), de la biotite-phlogopite (2 %), des amphiboles (1 %), des pyroxènes. (1 %) et apatite (1 % ; Fig. S2A supplémentaire). Sur les 169 clastes lithiques caractérisés, 88 %, 8 % et 4 % ont été déterminés comme étant respectivement de type précurseur igné (volcanique), inconnu ou sédimentaire (Fig. S2B supplémentaire). Ceux d’origine volcanique contiennent généralement (~ 60 %) des phénocristaux. Des exemples sélectionnés sont présentés en détail dans la figure supplémentaire S3. Le matériau de la matrice est principalement constitué de fines smectite (nontronite), de quartz, de feldspath et d'heulandite de la taille d'une cendre (Fig. S4 supplémentaire). De plus, la cartographie en section mince montre un rapport matrice/claste de structure moyen de 70:30. Dans la quantité limitée de matériaux disponibles pour l'étude, ni les structures sédimentaires (telles que la granulométrie ou la stratification) ni les caractéristiques de bioturbation ne sont observées.