La paléontologie

La paléontologie
L’origine des oiseaux
La paléontologie: les secrets de l’évolution
En étudiant les
fossiles de
dinosaures, de
reptiles et
d’oiseaux, les
paléontologues
ont fait des
découvertes
étonnantes!
Savais-tu?
La paléontologie est une science dont
le but est d’étudier les relations de
parentés entre les êtres vivants afin de
comprendre leur évolution. Pour y
arriver, les paléontologues font des
fouilles afin de trouver des fossiles,
c’est-à-dire des empreintes ou des restes très
anciens d’êtres vivants conservés généralement
dans
des roches. Grâce à
ceux-ci, il est parfois
possible de retracer
l’évolution d’une espèce.
Des fossiles révélateurs
En étudiant divers fossiles, les paléontologues:
 ont pu déterminer que les oiseaux étaient
apparus sur Terre il y a environ 150 millions
d’années;
 ont découvert que les oiseaux étaient les
descendants de certains dinosaures, dont les
écailles se sont transformées peu à peu en
plumes;
 ont émis l’hypothèse selon laquelle les
oiseaux seraient « cousins » des reptiles.
Vidéo sur l’origine des oiseaux
Du dinosaure à l’archéoptéryx
Les paléontologues ont observé plusieurs ressemblances
entre les dinosaures et les oiseaux ou plus précisément
entre les squelettes fossilisés d’un groupe de dinosaures,
les Cœlurosauriens, et celui de l’archéoptéryx, le premier
oiseau, apparu il y a 150 millions d’années.

Archéoptéryx



Procompsognathus (un des plus
anciens dinosaures)
Sinosauroptéryx et
Sinornithosaurus
(dinosaures du groupe des
Coelurosauriens, ils sont parmi
les plus vieux animaux à
plumes connus)
Du dinosaure à l’archéoptéryx (suite)
Tout comme l’archéoptéryx et plusieurs oiseaux actuels, les Cœlurosauriens :
 étaient des bipèdes: il se déplaçaient sur 2 pattes;
 avaient quatre orteils griffés;
 avaient des plumes (parfois);
 avaient des os creux et légers;
 disposaient de sacs aériens, des
organes du système respiratoire
bien particuliers.
Et les reptiles…
Un nouvel organe: la plume
Les ancêtres des oiseaux étaient recouverts d’écailles. Avec le temps, ces écailles se
seraient transformées en plumes. Les plumes auraient d’abord eu pour fonction de
garder les muscles de ceux-ci au chaud, de les aider à conserver leur équilibre et à
sauter haut. Elles auraient graduellement évoluées jusqu’à permettre le vol,
améliorant leurs chances de survie.
Un squelette léger
Pour voler, les ancêtres des oiseaux
devaient être suffisamment légers.
Leurs os creux pouvant contenir de l’air
contribuaient à cela tout en étant
résistants.
Un système respiratoire original
Tout comme les dinosaures, les oiseaux possèdent
des sacs aériens (5). Ceux-ci sont reliés à certains
os. À chaque inspiration, l’oiseau emmagasine une
grande quantité d’air dont une partie remplit les sacs
et les cavités dans les os. Cela augmente
considérablement son autonomie respiratoire. L’air
ainsi emmagasiné aide également à refroidir
l’organisme de l’oiseau qui sans cela surchaufferait à
cause de l’intense effort que nécessite le vol.
L’archéoptéryx et les reptiles
Si, tout comme ses descendants les oiseaux,
l’archéoptéryx avait d’une part des plumes, des ailes et
une «fourchette» (un os en forme d’un y qui supporte
les muscles de vol), il avait, d’autre part, des dents et
une longue queue osseuse comme les reptiles.
Puisqu’ils ont des caractéristiques communes, les
scientifiques émettent l’hypothèse
que les oiseaux et
les reptiles ont des ancêtres communs. Ils
sont cousins! Ainsi, aujourd’hui, le groupe considéré le
plus proche des oiseaux est un ordre de reptiles, les
crocodiliens. D’ailleurs, ceux-ci font partie du même groupe
que les dinosaures: les archosauriens.
Comparaison entre le squelette des
oiseaux et celui des reptiles
Consulte le site
suivant afin de
voir une
animation!
L’archéoptéryx et les oiseaux modernes
Entre l’archéoptéryx, qui doit s’élancer d’un arbre pour « voler », et les oiseaux
modernes, 70 millions d’années se sont écoulées. Ainsi, même si on trouve des
ressemblances entre ce lointain ancêtre et, par exemple, le moineau, on trouve
également bon nombre de différences. Celles-ci sont le résultat d’un long processus
d’adaptation, processus auquel est associé l’apparition de milliers d’espèces
d’oiseaux.
?
Visionne une
vidéo
d’introduction
sur l’oiseau!
L’ADAPTATION DES OISEAUX
On se ressemble,
mais en même
temps…
Évolution et adaptation
Vous vous rappelez de moi, Charles Darwin? J’ai
élaboré les théories de l’évolution et de la sélection
naturelle. Selon ces théories, les individus que la
nature a, par hasard, doté des meilleurs caractères
(selon le milieu) vont survivre, car ils seront bien
adaptés à leur environnement. Ils vont transmettre
ces caractères à leur progéniture. Cela, avec le
temps, va engendrer une nouvelle espèce
globalement mieux adaptée!
À ces théories est associé le concept de l’adaptation.
 L’adaptation est un processus extrêmement lent de transformation
terrestre: les changements qu’il implique nécessitent plusieurs millier
d’années, voir de millions d’années.
 Ces changements portent sur différentes caractéristiques physiques
de l’espèce (tels que sa grosseur, sa couleur ou certaines parties de
son anatomie) ou encore sur un comportement.
 Ces modifications augmentent les chances de survie dans un milieu
donné et permettent aux individus d’économiser de l’énergie. Ainsi,
seules les espèces qui s’adaptent le mieux survivent.
Des exemples d’adaptation
Animaux
Problèmes Adaptation
lièvre
Condition
hivernale
la tortue
géante
Avantages
pour la survie
• la couleur de • Se camoufler
sa fourrure
des
• l’épaisseur de
prédateurs.
sa fourrure
• Se protéger du
froid.
Rareté de la • la carapace
• Se nourrir des
nourriture
• le cou
feuilles
accrochées
aux plus
hautes
branches.
Des oiseaux bien adaptés
Faisant partie de la même classe,
les oiseaux ont évidemment des
caractéristiques communes.
Étudier leur morphologie et leur
anatomie permet de s’en rendre
compte.
Clique ici si tu
veux voir une
animation
donnant plus
de détails sur
mon squelette.
Des oiseaux bien adaptés (suite)
Néanmoins, chaque espèce d’oiseau à ses caractéristiques. En effet, les oiseaux
présentent une étonnante variété de tailles et de formes (au niveau de corps, du
bec, des pattes, etc.) La plupart des oiseaux volent. Plusieurs courent, sautent et
nagent.
Les nombreuses différences entre les oiseaux sont le résultat d’adaptations. Ces
adaptations répondent à plusieurs besoins essentiels à la survie:
 se nourrir;
 se protéger: des prédateurs, du mauvais temps;
 se reproduire.
Elles varient selon les milieux, les climats.
Échassier
Son habitat:
les rivages
À des pattes
très hautes
Peut facilement
se déplacer dans
la boue afin de
trouver de la
nourriture.
Manchot
empereur
Son habitat:
la banquise
À le plumage
le plus dense
Peut résister à
des
températures
très froides.
Bécasse
Son habitat:
la forêt
Couleur, motif
des plumes
Peut facilement
se dissimuler
dans les branches
pour échapper
aux prédateurs.
Adaptations physiologiques
et adaptations éthologiques
On distingue 2 grandes catégories d’adaptations.
Savais-tu que
Carl Von Linné
a fondé sa
classification
des oiseaux sur
la forme de
leur bec et de
leurs pattes?
1. Les adaptations physiologiques:
Changements associés à la
transformation du corps d’un animal.
becs
pattes
plumes
ailes
2. Les adaptations éthologiques: Changements associés à la
modification du comportement d’un animal.
migration
construction du nid
Des plumes par millier
Les oiseaux sont les seules espèces du règne animal qui
possèdent des plumes. Résultat d’une longue évolution, elles
sont légères, flexibles et solides et, surtout, essentielle à la
survie de l’oiseau. Elles sont de formes, de tailles et de
couleurs variées selon leurs rôles.
1. Permettre à l’oiseau de voler afin de se nourrir, de fuir les
prédateurs.
2.
3.
Aider l’oiseau à maintenir la chaleur de son corps.
Aider l’oiseau à résister aux intempéries.
4.
Permettre à l’oiseau de se camoufler pour se
protéger des prédateurs.
Aider l’oiseau à se trouver une partenaire
afin de se
reproduire.
5.
Il est
possible de
classer les
plumes en 4
catégories
selon leurs
rôles.
La plume: un chef d’œuvre
Comme le bec, les plumes sont constituées de kératine ce qui
leur confère résistance et souplesse. Gorgée de protéines,
cette substance chimique se retrouve également dans les
cheveux et les ongles des humains.
1) vexilles: Ensemble des barbes
barbes
parallèles
situées d’un même côté du
Vexilles(interne et
rachis.
externe)
rachis
2) rachis: Tige de la plume.
3) barbes: Petites branches
parallèles fixés au rachis.
4) barbules: Maintiennent en place
les barbes.
5) barbicelles: Fixent ensemble les
barbe
barbules.
barbicelle
barbule
6) calamus: Extrémité de la plume
qui entre dans la peau.
calamus
Différentes sortes de plumes
Le plumage de l’oiseau est constitué de quatre grands types
de plumes:
1. Les pennes: les régimes et les rectrices (plumes de vol)
2. Les tectrices (plumes de contour ou de couverture)
3. Le duvet (plumes de fond)
4. Les filoplumes et les vibrisses (plumes sensitives)
Ces plumes ont des
rôles bien précis
qui les rendent
essentielle à la
survie de l’oiseau!
Les régimes
Les régimes sont les grandes plumes des ailes de l’oiseau.
C’est essentiellement grâce à celles-ci que l’oiseau peut
voler. Elles sont robustes, légères et souples. Peu
nombreuses en comparaison des autres types, elles forment
une surface lisse parfaitement adaptée au vol.
Régimes
Les régimes (suite)
On les divises en trois sous-catégories:
 régimes primaires (1): Se sont les plus grandes. Elles aident
l’oiseau à se propulser et à maintenir le cap. Elles améliorent
la portance de l’aile.
 régimes secondaires (4): Elles protègent les régimes primaires
et améliorent également la portance de l’aile.
 régimes tertiaires (8) : Elles contribuent à réduire les
turbulences.
L’alule (3), aussi appelée régime-bâtarde, est quant à elle
constituée de quelques plumes qui améliorent la portance en
augmentant la vitesse de l’écoulement de l’air sur l’aile.
Les rectrices
Les rectrices sont les plumes de la queue. Lors du vol, elles
servent de gouvernail et de balancier.
Attention, il y a
un arbre, il faut
tourner à
droite…. Euh…
non…. À gauche!
Les tectrices
Les tectrices sont petites, souples, légèrement courbées et
soyeuses. Elles recouvrent le corps, le protègent des éléments
(froid, chaleur, pluie …) et en déterminent la silhouette. Enfin,
elles facilitent le glissement de l’air sur l’aile.
2
5
6
7
9
-
CP : Couverture primaire (tectrices)
GC : Grande couverture (tectrice)
MC : Couverture médiane (tectrice)
PC : Petite couverture (tectrice)
Plume scapulaire (tectrice)
Le duvet
Le duvet est formé de petites plumes
très souples. Situé sous les plumes de
contour, il protège l’oiseau du froid.
Les plumes de duvet
ne comportent ni
barbules ni
barbicelles.
Savais-tu que
les oiseaux ne
transpirent pas?
Les plumes
empêcheraient
l'évaporation de
la sueur.
Je peux aussi
augmenter le degré
d'isolation de mes
plumes en les
ébouriffant comme
les mammifères
hérissent leurs poils.
De cette manière,
mes plumes
emprisonnent plus
d'air ce qui augmente
leur pouvoir isolant.
Les filoplumes et les vibrisses
Les filoplumes sont mélangées aux plumes de contour. Elles
aident l’oiseau à placer ses autres plumes lors de la toilette,
car elles permettent à l’oiseau de savoir la position de ses
plumes de contour.
Les vibrisses sont situées sur le
front, au coin des yeux et à la base
du bec. Comme les moustaches des
mammifères, elles permettraient à
l’oiseau de détecter les mouvements.
Cela l’aiderait, par exemple, à
attraper des insectes.
Les plumes sensitives sont bien
différentes des autres. Elles sont
constituées uniquement d’un rachis et
de quelques barbes.
Des plumes colorées
Si la plupart des plumes sont
ternes, quelques unes sont
colorées.
La couleur des plumes
(particulièrement celle des
pennes et des tectrices) est un
autre signe d’adaptation de
l’oiseau à son environnement.
Elles jouent un rôle essentiel
dans la survie des espèces de
cette classe en:
 permettant à l’oiseau de se
camoufler;
 l’aidant à se trouver une
partenaire.
Se camoufler pour survivre
À l’approche d’un danger, la plupart des oiseaux
s’envolent. D’autres, surtout ceux qui trouvent
leur nourriture sur le sol, tentent plutôt de passer
inaperçus. Pour y arriver, leur plumage leur est
d’une grande aide.
Bécasse des bois
Chez certaines espèces
d’oiseaux, les couleurs et les
motifs du plumage ont
évolué de manière à se
confondre avec le milieu.
Je suis en
train de muer.
Bientôt,
j’aurai un
plumage aussi
blanc que la
neige!
Lagopède alpin
Certains oiseaux sédentaires
changent de plumage une fois
l’hiver venu afin de pouvoir
continuer à se confondre avec
l’environnement.
Trouver une partenaire pour
assurer la survie de l’espèce
Pour continuer d’exister, toute espèce d’oiseaux doit se
reproduire. Pour se reproduire, il faut d’abord trouver un ou une
partenaire. Pour cela, il faut en attirer un. Pour y arriver, les
oiseaux utilisent, entre autres, les couleurs vives de leur
plumage.
Outre les adaptations
physiologiques, diverses
adaptations éthologiques
sont associées à la
séduction. Ainsi, certains
oiseaux exécutent une
danse complexe, chantent
ou produisent des sons.
Paradisier de
Frégate
D’autres exécutent des
Raggi
acrobaties dans les airs.
Se reproduire pour assurer
la
survie
de
l’espèce
Généralement, ce sont les mâles qui profitent de leur plumage
voyant pour séduire plusieurs partenaires. Les femelles ont en
général un plumage terne qui les protège des attaques des
prédateurs. Elles peuvent ainsi couver les œufs en toute
sécurité. Néanmoins, parfois, les rôles sont inversés.
Les plumes rectrices du paon
mâle sont spectaculaires.
Chez les phalaropes à bec
large, c’est la femelle qui a le
plus beau plumage et qui fait
la cour au mâle. Celui-ci couve
les œufs.