Le vol est peut-être l'une des innovations les plus emblématiques de l'évolution, mais le zoologiste Piotr Jablonski est convaincu que les premières ailes étaient d'abord destinées à être vues et non à voler.
L'idée est venue à Jablonski après avoir étudié le comportement des oiseaux dans l'Ouest américain. Il a remarqué que certains oiseaux déployaient leurs ailes ou déployaient les plumes de leur queue pour attirer les insectes à l'air libre. Ensuite, les oiseaux attrapaient et mangeaient les insectes. Si les premiers dinosaures ailés étaient les ancêtres des oiseaux, peut-être que les dinosaures faisaient de même, pensa-t-il.
Depuis des années, Jablonski et ses collègues mettent cette idée à l’épreuve, en montrant des dinosaures robotisés et simulés par ordinateur à de vrais insectes et en enregistrant leur activité cérébrale. L’approche peut sembler non conventionnelle, mais l’équipe fait partie d’un groupe croissant de scientifiques qui souhaitent reconstruire expérimentalement ce qui reste insaisissable : le comportement des animaux disparus depuis longtemps.
Dans les expériences, Jablonski, maintenant au Musée et Institut de zoologie de l'Académie polonaise des sciences de Varsovie, et ses collègues se sont concentrés sur de petits dinosaures à plumes appelés pennaraptorans. Il est peu probable que les « protowings » des animaux aient permis le vol, explique Minyoung Son, paléontologue vertébré à l'Université du Minnesota à Minneapolis.
La surface des ailes, dit-il, aurait été trop petite pour créer la force aérodynamique nécessaire pour soulever les pennaraptorans du sol, et la portée des articulations de leurs ailes aurait également limité leurs mouvements. De plus, dit Son, les plumes doivent avoir une forme asymétrique pour être aérodynamiques, et d'après les archives fossiles, ces dinosaures « n'ont pas encore de plumes aérodynamiques ».
Pour tester les tactiques de chasse préhistoriques, Jablonski, Son et leurs collègues ont d'abord construit un robot dinosaure. Ils l'ont modelé sur la taille d'une dinde Caudipteryxqui fait partie des pennaraptorans « ailés » les mieux conservés. L'équipe a ajouté des ailes amovibles aux bras du robot pour tester les réponses des insectes aux bras seuls ou aux bras avec des ailes.
Une fois le robot nommé Robopteryx terminé, Jinseok Park l'a emmené sur un chemin pavé traversant une zone naturelle à Séoul, en Corée du Sud, où il a pu rencontrer des sauterelles sauvages (Œdaleus infernal). Le robot confronterait les sauterelles avec ce que les scientifiques appellent des « affichages affleurants », ouvrant ses ailes sur les côtés ou basculant vers l’insecte et catapultant sa queue vers l’avant. Au cours de centaines d'expositions sur deux étés, Park, un ornithologue maintenant à l'Institut Max Planck pour l'intelligence biologique à Planegg, en Allemagne, a comparé la fréquence à laquelle les sauterelles fuiraient Robopteryx, avec et sans ses protowings. Les affichages affleurants étaient plus efficaces avec les protowings, selon les résultats de l'étude publiée dans Rapports scientifiques en 2024.
Mais les chercheurs étaient toujours curieux de connaître les différents styles d’écrans affleurants avec différents types de mouvements de projection. Au lieu de construire un autre robot, les chercheurs ont choisi d'animer un Caudipteryx et montrez-le aux insectes sur un écran d'ordinateur. Cette fois, l’équipe s’est concentrée sur les criquets domestiqués et leurs réponses neuronales aux mouvements qui conduisent à la fuite.
La procédure était invasive. Park a accroché une électrode au cordon nerveux de chaque criquet tout en en épinglant une autre à son abdomen. Les électrodes ont ensuite été connectées à un instrument spécialisé qui a détecté et enregistré l'activité neuronale. Les affichages visuels étaient plus efficaces pour susciter une réponse neuronale de la part des insectes lorsque l'animation Caudipteryx avait des protowings, au lieu de simplement des membres antérieurs nus, rapporte l'équipe dans un article publié le 7 avril sur bioRxiv.
Bien qu'il n'y ait pas encore suffisamment d'informations sur les pennaraptorans pour conclure que leurs protowings ont en fait été utilisés pour des expositions affleurantes, « ce que cela montre, de manière plutôt élégante et convaincante, c'est que c'est possible », explique le paléontologue Corwin Sullivan de l'Université de l'Alberta à Edmonton, au Canada.
Et ce n'est pas tout. « Disons que les premières plumes de pennaraptoran étaient utilisées pour ces expositions affleurantes », explique Sullivan. « Cela ne veut pas dire qu'ils n'auraient pas pu être utilisés à d'autres fins. » Jablonski est d'accord. Lui et Sullivan suggèrent que les dinosaures auraient également pu agiter leurs ailes vers des partenaires potentiels.