Les matières fécales fossilisées, appelées coprolithes, sont de précieuses sources d'informations pour les paléontologues. En 2016, David DeMar Jr., un chercheur de l'université de Washington, en a découvert un dans la formation de Hell Creek, dans l'est du Montana. Formé à partir d'excréments de dinosaure, ce fossile renfermait une plume d'oiseau vieille de plus de 66 millions d'années.

Cette plume aurait appartenu à un oiseau plongeur ayant été dévoré par un grand dinosaure carnivore. Selon une étude rapportée par le média Ecoticias et publiée en septembre dans la revue Current Biology, sa structure pourrait contribuer à résoudre une énigme de longue date en paléontologie: pourquoi les ancêtres des oiseaux ont-ils survécu aux impacts de l'astéroïde qui a anéanti les dinosaures?

Afin d'observer ce coprolithe sans l'endommager, l'équipe scientifique, dirigée par Jingmai O'Connor, conservatrice au Field Museum de Chicago, a utilisé un scanner très précis. «Chaque heure de traitement des données révélait une nouvelle plume, une nouvelle écaille, un nouvel os, en 3D», détaille Nate Carroll, paléontologue au musée du comté de Carter.

Les analyses ont révélé la présence de plusieurs plumes, mais aussi de minuscules écailles, ainsi que d'os de pattes d'un oiseau de la famille des Hesperornithes: des oiseaux aquatiques qui utilisaient leurs pattes pour plonger et attraper des poissons. Les écailles de poisson provenaient probablement du repas de l'oiseau. Ce dernier ayant à son tour servi de proie à un dinosaure théropode, peut-être un Tyrannosaurus rex ou un Nanotyrannus.

Une affaire de plumage 

Pour Gregory Wilson Mantilla, professeur de biologie à l'université de Washington, la découverte de ce coprolithe offre «une perspective incroyable sur les interactions prédateur-proie d'il y a 66 millions d'années». Ce qui rend ce fossile si particulier, c'est précisément la structure des plumes. Deux d'entre elles présentent ainsi une colonne carrée avec un centre spongieux et léger, soit une caractéristique que l'on ne retrouve que chez les oiseaux actuels et leurs ancêtres directs. D'après les chercheurs, aucune autre plume de l'ère des dinosaures ne présente cette combinaison.

Le spécimen comparable le plus proche provient de fossiles découverts au Danemark et datant de l'Éocène inférieur, soit environ 10 millions d'années plus tard. Cependant, le plumage de cet oiseau n'était pas entièrement moderne. «Certaines plumes de ces oiseaux plongeurs semblent avoir eu une apparence moderne et étaient imperméables, mais ils possédaient aussi de petites plumes duveteuses et primitives sur le corps», explique Jingmai O'Connor.

C'est ce mélange qui explique l'hypothèse de l'équipe scientifique. Ainsi, lorsque l'astéroïde a frappé la Terre il y a 66 millions d'années, la planète a subi ce que les scientifiques appellent un «hiver d'impact», une période d'obscurité et de froid suffisamment longue pour entraîner la disparition de nombreuses espèces. Les Hesperornithes vivaient alors dans des habitats aquatiques semblables à ceux de certaines lignées d'oiseaux. Pourtant, ils ont disparu.

Jingmai O'Connor suggère donc que leur plumage ancien n'offrait peut-être pas une isolation aussi efficace que le duvet moelleux des oiseaux modernes, celui qui protège un canard du froid sur un lac gelé par exemple. «Nous pensons que le type de plumes que possédaient ces oiseaux, ou leur mode de mue, pourraient être l'une des causes sous-jacentes de la sélectivité de l'extinction massive de la fin du Crétacé», affirme la chercheuse. Il convient cependant de rester prudent, car la plume constitue une preuve isolée. L'idée de la survie de certaines espèces demeure donc, à ce stade, une hypothèse plutôt qu'une explication.