Plume - Définition

Place de la plume dans l'évolution

Mahakala, un Dromaeosauridae, vue d'artiste

Témoignages fossiles

On a longtemps pensé que seuls les oiseaux modernes avaient des plumes. La découverte de plumes asymétriques (donc modernes) sur Archaeopteryx, dans les années 1860, lance le débat sur l'origine des plumes chez les oiseaux modernes; ce cas est longtemps resté unique. Cependant, de nombreux fossiles de théropodes, dont Sinosauropteryx de la province du Liaoning en Chine, démontrent que les spécimens de cette lignée, dont font vraisemblablement partie les oiseaux, possédaient des plumes ou des protoplumes. A l'exception des fossiles de dinosaures aviens, proches des oiseaux modernes, la morphologie des squelettes de dinosaures non-aviens à plumes n'est en général pas compatible avec un vol battu.

Certaines espèces ne possédaient que quelques touffes de plumes symétriques dispersées sur leurs "mains" et leur longue queue osseuse. Pour certaines, le corps était également couvert de duvet, d'autres enfin avaient un plumage bien plus développé sur les pattes arrières, ce qui leur permettait peut-être de planer avec leurs quatre membres étendus. Ces spécimens témoignent d'une apparition de la plume indépendamment de l'origine du vol, même si elle a ensuite été réutilisée à cette fonction: il s'agit d'une exaptation. La plume a donc pu d'abord remplir d'autres rôles (isolation thermique, communication notamment sexuelle, reproduction). Leur apparition, bien avant le vol, semble confirmer ce qui était prédit par la théorie de l'évolution : l'organe crée les fonctions.

Évolution des plumes

Au fil des découvertes, l'époque de l'apparition de la première plume recule. Le spécimen d’Epidexipteryx décrit en 2008, découvert en Mongolie, possédait déjà des plumes primitives. Il a été daté de 168 à 152 Ma; pour lui aussi, toute capacité de vol est exclue. En 2008 puis 2009, c'est au tour d'un petit troodontidé, Anchiornis huxleyi d'être décrit comme étant lui aussi un dinosaure non avien à plumes, antérieur à Archaeopteryx. De longues plumes lui couvrent les membres antérieurs, la queue mais aussi les membres postérieurs. Il est daté du Jurassique, entre 151 et 161 Ma.

En 2008, la découverte de "poils" sur Tianyulong confuciusi, un dinosaure Heterodontosauridae, donc assez éloigné de la lignée des théropodes et qui vivait entre 99 et 144 Ma, fait reculer l'origine des plumes à l'origine même des dinosaures. En effet le groupe des dinosaures s'est séparé il y a 240 Ma environ en deux grands groupes, les Ornithischia auxquels se rattache ce spécimen et les Saurischia dont seront issus les théropodes. De ce fait, si ces protoplumes sont considérées comme homologues, cela veut dire qu'il est possible qu'elles existent depuis au moins cette époque. Ce fait avait déjà été suspecté grâce à un fossile de Psittacosaurus en 2002.

On connait également de nombreux fossiles de Ptérosaures recouverts d'un duvet ("pycnofibres") (voir (en) Pycnofibre), par exemple Sordes pillosus, ce qui pose la question d'une origine commune de ces phanères chez les premiers Archosaures.

Plumes et écailles

Longtemps, on a vu dans la plume une écaille de type reptile modifiée, par allongement progressif suivi d'une ramification latérale en barbes et barbules. Cependant, plusieurs observations contredisent ce phénomène, par exemple il existe en élevage des races d'oiseaux (poules et pigeons) qui ont des plumes sur les orteils, suite à une mutation récessive qui apparemment a levé une inhibition. Les plumes ne sont donc pas dérivées des écailles.