Une nouvelle étude suggère que l'espèce de dinosaure emblématique, Tyrannosaurus rex (T. rex), possède une paire de « petites mains courtes » extrêmement disproportionnées par rapport à son énorme corps et pourraient être directement liées à l'évolution de son crâne inhabituellement fort et de la forme générale de son corps. La recherche montre que chez au moins cinq lignées de grands dinosaures théropodes carnivores, le raccourcissement des membres antérieurs n'était pas simplement un sous-produit passif de la croissance, mais un changement adaptatif qui coïncidait avec des crânes plus forts et des corps plus volumineux.
La recherche a été publiée dans la revue universitaire britannique Proceedings of the Royal Society B. L'équipe de recherche a analysé de manière approfondie les données sur les membres antérieurs, les crânes et le poids corporel de 85 espèces de dinosaures théropodes non aviaires, a construit un pedigree évolutif, a suivi les changements de ces caractéristiques morphologiques dans différentes lignées et périodes géologiques, et a standardisé la taille des membres antérieurs de différentes espèces grâce au « rapport crâne-membres antérieurs ». Les résultats montrent qu'à mesure que le crâne de certains grands dinosaures carnivores continuait à se renforcer et que leur poids continuait à augmenter, leurs membres antérieurs ont progressivement dégénéré et raccourci au cours du processus d'évolution.
Charlie Scherer, premier auteur de l'article et paléontologue à l'University College de Londres, a déclaré dans une interview avec des médias scientifiques populaires que la clé du rétrécissement des membres antérieurs n'était pas la taille du crâne, mais la force du crâne lui-même. Il pense que les dinosaures comme le Tyrannosaurus rex comptaient de plus en plus sur leur tête pendant la chasse, en particulier sur leur puissante force de morsure et la structure de leur crâne, plutôt que sur leurs membres antérieurs pour mordre et maîtriser leurs proies. Dans le cadre de cette stratégie de chasse, la fonction des membres antérieurs a été progressivement affaiblie et, finalement, la taille des membres antérieurs a été « réduite » au niveau « miniature » observé dans les fossiles d'aujourd'hui.
L'équipe de recherche a souligné que le phénomène évolutif de raccourcissement des membres antérieurs est apparu indépendamment dans au moins cinq lignées différentes de dinosaures carnivores, notamment les Abelisauridae, les Carcharodontosauridae, les Ceratosauridae, les Megasaurinae et les Tyrannosauridae. La plupart de ces dinosaures étaient de grands prédateurs qui marchaient sur deux pattes. Leurs caractéristiques communes étaient qu’ils avaient un crâne plus fort et un poids plus important, et on pensait généralement qu’ils avaient besoin de chasser des proies plus grosses. Les chercheurs suggèrent que lorsque la tête joue le rôle principal dans la chasse, des membres antérieurs forts ou grands ne constituent plus un avantage pour la survie, et la sélection naturelle a tendance à renforcer le crâne et à affaiblir les membres antérieurs.
Scherer a en outre expliqué dans l'interview que ces dinosaures étaient souvent confrontés à de grands herbivores. "Ils étaient probablement incapables de compter sur leurs membres antérieurs pour attraper et supprimer d'énormes proies comme de plus petits prédateurs." Dans une telle niche écologique, la tête et les mâchoires jouent le rôle d'« armes principales », utilisées pour mordre, déchirer et frapper mortellement les proies, rendant inutile l'assistance supplémentaire fournie par les armes dans le processus de chasse. "Lorsque la tête fait l'essentiel du travail, l'animal n'a plus besoin de membres antérieurs très forts ou très grands", a déclaré Scherer.
Cependant, l’étude a également souligné que tous les dinosaures théropodes ne présentaient pas une tendance similaire à raccourcir leurs membres antérieurs. Par exemple, des espèces comme le Spinosaurus et certains Megareparoids ont des membres antérieurs relativement longs. À cet égard, Scherer estime que ces dinosaures ne partageaient pas le même « menu de proies » avec d'autres grands carnivores de la même période, et qu'il pourrait y avoir des différences significatives dans leurs habitudes alimentaires ou leurs méthodes de chasse. Il a expliqué que si plusieurs prédateurs se nourrissent du même type de proies, leurs crânes, leurs dents et même la structure de leurs membres peuvent avoir tendance à s'adapter dans des directions similaires ; au contraire, différents types de proies et formes corporelles créeront des structures corporelles très différentes.
Dans cette étude, l'équipe de recherche a tenté de clarifier si le raccourcissement des membres antérieurs était un « coût collatéral » de l'augmentation de la taille du corps ou une caractéristique évoluée indépendamment en comparant les données morphologiques de différentes lignées et périodes. Les résultats montrent que la réduction des membres antérieurs ne peut pas simplement être comprise comme « les animaux deviennent plus grands et les bras paraissent plus petits », mais il existe une corrélation claire avec le renforcement du crâne. En d’autres termes, un crâne plus fort et de nouvelles stratégies de chasse « ont ouvert un espace » pour l’affaiblissement de la fonction des membres antérieurs.
Scherer a également comparé le phénomène aux organismes modernes. Il a mentionné que la profonde influence de la « sélection des proies » sur la morphologie du crâne peut également être observée chez les baleines à dents. Les baleines à dents se nourrissent généralement de proies de petite à moyenne taille, car les proies plus grosses sont difficiles à avaler entières, et cette préférence alimentaire façonne à son tour la structure de leur crâne et de leur bouche. Selon lui, qu’il s’agisse d’anciens dinosaures ou de baleines modernes, les changements dans les cibles et les préférences des proies continuent de remodeler la forme du crâne et le physique général des animaux.
Dans la communauté paléontologique, il existe un débat de longue date sur les « mains courtes » du Tyrannosaurus rex. Diverses hypothèses ont longtemps coexisté, allant de « empêcher le cannibalisme à courte portée », « utilisé pour l'accouplement », « utilisé pour maintenir l'équilibre » jusqu'à « caractéristiques primitives restantes ». Cette étude offre une nouvelle perspective basée sur l’analyse de données sur de grands échantillons de lignées croisées, reliant directement le raccourcissement des membres antérieurs au renforcement du crâne, aux stratégies de chasse et à la taille des proies, fournissant ainsi un nouveau cadre explicatif pour ce casse-tête classique. Cependant, l’équipe de recherche a également souligné que cela ne signifie pas que toutes les anciennes hypothèses sont invalides, mais cela montre qu’il existe un schéma commun récurrent entre des membres antérieurs raccourcis et des crânes forts dans de multiples branches évolutives.
Cette recherche a été officiellement publiée dans Proceedings of the Royal Society : Biology. Étant donné que les enregistrements et les données fossiles pertinents continuent d'augmenter, avec l'ajout de plus de spécimens d'espèces et une modélisation tridimensionnelle sophistiquée à l'avenir, l'image de l'évolution des membres antérieurs du Tyrannosaurus rex et d'autres grands dinosaures carnivores devrait devenir plus claire.