Une plume conservée dans des excréments de dinosaures fossilisés a ouvert une rare fenêtre sur le monde d’il y a environ 66 millions d’années. La découverte, réalisée dans le Montana (États-Unis), montre que certains oiseaux, avant la grande extinction, possédaient déjà des plumes avec une structure interne similaire à celle des plumes d'aujourd'hui.
Mais la surprise va au-delà de sa conservation. Parallèlement à ces caractéristiques modernes, des formes de plumage plus primitives apparaissent, une combinaison qui pourrait aider à comprendre pourquoi certains groupes d'oiseaux ont disparu après l'impact de l'astéroïde tandis que d'autres ont survécu.
Une surprise parmi les rochers
La découverte a eu lieu en 2016, lorsque David DeMar Jr., chercheur lié à l'Université de Washington et au Burke Museum, cherchait des fossiles de poissons dans la formation Hell Creek. Là, il ramassa un petit fragment brun rougeâtre, de la taille d'environ la moitié d'une balle de golf.
En l'examinant à la loupe, il distingua une minuscule plume exposée à la surface. « Je ne pouvais pas croire ce que je voyais », se souvient le chercheur dans le communiqué de l'université.
La pièce s’est avérée être un coprolite, nom donné aux excréments fossilisés. Pour explorer son intérieur, l’équipe a utilisé la tomodensitométrie, une technique qui combine des images radiographiques et permet de reconstruire en trois dimensions ce que cache une roche.
Les indices d'un repas
À l’intérieur, d’autres plumes, des restes d’os de pattes et de petites écailles de poisson sont apparus. Les ossements suggèrent que l’oiseau appartenait aux hespérornitiformes, un groupe éteint de sauvagine plongeuse qui ne fait pas partie de la lignée des oiseaux modernes.
Cette association permet d'attribuer probablement les plumes au même animal. Sa structure correspond également à la vie dans l’eau, car elle présente des caractéristiques qui rendraient difficile son passage à travers le plumage.
Les échelles ajoutent un autre lien à l’histoire. Les chercheurs les interprètent comme des restes d'un poisson que l'oiseau aurait mangé avant d'être ingéré par un dinosaure théropode, sans toutefois pouvoir identifier avec certitude le producteur des excréments.
Un design léger et résistant
Qu'y a-t-il de si spécial dans un si petit stylo ? L'analyse révèle une tige de section carrée avec un intérieur spongieux, une combinaison qui apporte légèreté et rigidité et que l'on retrouve également dans les plumes des oiseaux modernes.
Pensons à une structure qui doit résister aux contraintes sans trop peser. La partie externe et le noyau interne fonctionnent ensemble, et le fossile nous permet d'observer en détail ce dessin rare dans les roches de l'époque des dinosaures.
Selon l’Université de Washington, cette découverte fait avancer d’environ dix millions d’années les données connues sur l’intérieur duveteux de ces plumes. Celui-ci documente une particularité de son anatomie, sans établir quand sont apparues toutes les caractéristiques du plumage moderne.
Le froid entre en scène
Le coprolite contenait également de petites plumes corporelles avec une organisation plus primitive. L'oiseau aurait donc combiné différents types de plumage, et ce mélange intéresse particulièrement Jingmai O'Connor, chercheur au Field Museum de Chicago et auteur principal de l'étude.
Les plumes sur le corps aident à conserver la chaleur, comme le fait un manteau. Les auteurs suggèrent que les formes primitives offraient peut-être une moins bonne protection contre le froid que les plumes des oiseaux ayant survécu à la fin du Crétacé.
Dans le scénario hivernal post-impact, cette différence aurait pu avoir des conséquences importantes. Un plumage suffisant pour les conditions précédentes aurait pu ne pas être suffisant face à un refroidissement intense, mais le fossile à lui seul ne prouve pas que cela ait provoqué la disparition de ces oiseaux.
Un mystère encore ouvert
La recherche fournit un indice sur une question qui reste ouverte en paléontologie. Les oiseaux d'aujourd'hui appartiennent aux néornites, le groupe qui a connu cette extinction, tandis que d'autres lignées d'oiseaux ont disparu.
Vivre près de l’eau ne suffit pas à expliquer cette différence, comme le rappelle l’équipe, car les hespérornithiformes étaient également aquatiques. Comparer leur plumage avec celui d’autres groupes peut aider à évaluer les avantages dont disposaient les survivants et les limites qui pesaient sur les autres.
O'Connor propose d'examiner davantage de coprolites par tomographie pour rechercher d'autres restes de plumes et élargir les comparaisons. L'étude a été publiée le 10 septembre 2026 dans la revue Current Biology.
Image : O'Connor et coll. /Biologie actuelle
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