Une analyse de ce que l’on sait des dinosaures a conduit à la conclusion qu’il y en avait 2,5 milliards au fil du temps.
Combien de Tyrannosaurus rex ont parcouru l’Amérique du Nord pendant crayeux intervalle?
C’est une question à laquelle Charles Marshall harcèle ses collègues paléontologues depuis des années jusqu’à ce qu’il collabore enfin avec ses étudiants pour trouver une réponse.
Ce que l’équipe a trouvé, sera publié cette semaine dans le magazine La science, Est-ce qu’environ 20 000 T. rex adultes ont peut-être déjà vécu à un moment donné, donnant ou prenant un facteur de 10, et il est sur le terrain pour ce que la plupart de ses coéquipiers ont deviné.
Ce que quelques paléontologues ont pleinement réalisé, y compris lui-même, a-t-il dit, c’est que cela signifie qu’environ 2,5 milliards ont vécu et sont morts au cours des près de deux millions et demi d’années qu’un dinosaure a marché sur Terre.
Jusqu’à présent, personne n’avait été en mesure de calculer le nombre d’animaux disparus depuis longtemps, et George Gaylord Simpson, l’un des paléontologues les plus influents du siècle dernier, estimait que cela ne pouvait pas être fait.
Marshall, directeur du musée de paléontologie de l’Université de Californie, titulaire de la chaire Philip Sandford Boone de paléontologie et professeur de biologie intégrative et de sciences de la Terre et des planètes à l’Université de Californie à Berkeley, a été surpris qu’un tel calcul soit possible.
Un équipage d’un squelette de T-Rex est exposé à l’extérieur du musée de paléontologie de l’Université de Californie à l’Université de Californie à Berkeley. L’original, un squelette presque terminé fouillé en 1990 dans les Badlands de l’est du Montana, se trouve au Rocky Mountains Museum à Bozeman, Montana. Crédit: Keegan Houser, Université de Californie, Berkeley
« Le projet a juste commencé comme une alouette, d’une certaine manière », a-t-il déclaré. «Quand je tiens un fossile dans ma main, je ne peux m’empêcher de me demander comment il est peu probable que ce monstre en particulier soit vivant depuis des millions d’années, et ici je porte une partie de son squelette – cela semble peu probable. La question continuait à surgir dans ma tête, « À quelle distance est-ce un sur mille, un sur un million, un sur un milliard? Et puis j’ai commencé à réaliser que nous pouvons peut-être estimer le nombre de personnes vivantes, et par conséquent, je peux répondez à cette question. «
Marshall n’hésite pas à souligner que les incertitudes des estimations sont importantes. Alors que la population de T. rexes était probablement de 20 000 adultes à tout moment, l’intervalle de confiance à 95% – la fourchette de population dans laquelle il y a une probabilité de 95% que le vrai nombre – varie de 1 300 à 328 000 individus. Ainsi, le nombre total d’individus présents au cours de la vie de l’espèce pourrait être compris entre 140 millions et 42 milliards.
«Comme le note Simpson, il est très difficile de faire des estimations quantitatives en utilisant les archives fossiles», a-t-il déclaré. « Dans notre étude, nous nous sommes concentrés sur le développement de fortes contraintes sur les variables dont nous avons besoin pour effectuer nos calculs, plutôt que de nous concentrer sur la fourniture des meilleures estimations en soi. »
Ensuite, lui et son équipe ont utilisé une simulation informatique de Monte Carlo pour déterminer comment les incertitudes des données se traduisaient en incertitudes dans les résultats.
La plus grande incertitude de ces chiffres, a déclaré Marshall, tourne autour de questions sur la nature exacte de l’environnement des dinosaures, y compris sur la façon dont le T.rex à sang chaud était. L’étude est basée sur des données publiées par John Damuth de l’Université de Californie à Santa Barbara, qui relie la masse corporelle à la densité de population d’animaux vivants, une relation connue sous le nom de loi de Damuth. Il a dit que bien que la relation soit forte, les différences environnementales entraînent de grandes différences dans la densité de population d’animaux qui ont la même physiologie et la même stature écologique. Par exemple, les jaguars et les hyènes ont à peu près la même taille, mais les hyènes se trouvent dans leur habitat à 50 fois la densité des tigres dans leur habitat.
« Nos calculs dépendent de cette relation des animaux vivants entre leur masse corporelle et la densité de la population », a déclaré Marshall, « mais l’incertitude dans la relation s’étend à deux degrés en termes de taille. » « Étonnamment, alors, l’incertitude de nos estimations est dominée par cette variabilité environnementale et non par l’incertitude des données fossiles que nous avons utilisées. »
Dans le cadre des comptes, Marshall a choisi de traiter le T.rex comme un prédateur avec des besoins énergétiques à mi-chemin entre le lion et le dragon de Komodo, le plus grand lézard de la Terre.
La question de la place de T. rex dans l’écosystème a conduit Marshall et son équipe à ignorer les événements de T. rex, qui n’étaient pas correctement représentés dans les archives fossiles et pourraient, en fait, avoir vécu loin des adultes et suivi différentes proies. Lorsque T. rex est arrivé à maturité, sa mâchoire était à peu près plus forte, ce qui lui a permis d’écraser les os. Cela indique que les juvéniles et les adultes mangeaient des proies différentes et étaient presque comme des espèces de prédateurs différentes.
Cette possibilité est étayée par une étude récente, dirigée par la biologiste évolutionniste Felicia Smith de l’Université du Nouveau-Mexique, qui a émis l’hypothèse que l’absence de prédateurs de taille moyenne aux côtés du prédateur massif T.rex à la fin du Crétacé était due à la plénitude juvénile. de T. rex. Cette stature environnementale.
Que nous disent les fossiles
Les scientifiques de l’UC Berkeley ont extrait la littérature scientifique et les expériences de leurs collègues pour les données qu’ils ont utilisées pour estimer l’âge probable à la maturité sexuelle des oiseaux de T. rex était de 15,5 ans. Peut-être que son âge maximum est dans la fin de la vingtaine; Sa masse corporelle adulte moyenne – dite masse corporelle environnementale – était d’environ 5 200 kilogrammes, soit 5,2 tonnes. Ils ont également utilisé des données sur la vitesse de croissance du Tyrannosaurus rex au cours de leur vie: ils ont connu une poussée de croissance autour de la maturité sexuelle et pourraient atteindre un poids d’environ 7000 kilogrammes ou 7 tonnes.
À partir de ces estimations, ils ont également calculé que chaque génération durait environ 19 ans et que la densité moyenne de la population était d’environ un dinosaure par 100 kilomètres carrés.
Après cela, ils ont estimé que l’aire de répartition géographique totale du T.rex était d’environ 2,3 millions de kilomètres carrés et que l’espèce avait survécu pendant environ 2 1/2 millions d’années, ils ont calculé une taille de population constante de 20000 sur un total d’environ 127000. Ces espèces ont vécu, ce qui représente environ 2,5 milliards d’individus au total.
Avec autant de dinosaures post-événement tout au long de l’histoire de l’espèce, sans parler des événements supposés les plus nombreux, où sont passés tous ces os? Quel pourcentage de ces individus a été découvert par les paléontologues? À ce jour, moins de 100 individus de T. rex ont été trouvés, dont beaucoup sont représentés par un seul os fossile.
«Il existe environ 32 espèces de T. rex qui sont relativement bien conservées dans les musées publics aujourd’hui», a-t-il déclaré. « De tous les adultes post-juvéniles qui ont déjà vécu, cela signifie que nous en avons un sur 80 millions. »
«Si nous limitons notre analyse du taux de récupération des fossiles à l’endroit où les fossiles de T. rex sont les plus communs, une partie de la célèbre formation de Hell Creek dans le Montana, nous estimons que nous avons récupéré environ un T. rex sur 16 000 qui vivait au pendant cette période de temps pendant laquelle les roches se sont déposées. » « Nous avons été surpris par ce nombre. Ce registre fossile contient une représentation de la biologie beaucoup plus élevée que ce que j’avais initialement prévu. Il pourrait être aussi bon qu’un sur 1000, si personne n’y vivait, ou il pourrait être aussi bas que un sur un quart. d’un million. « , En raison de l’incertitude de la population estimée du monstre. »
Marshall s’attend à ce que ses collègues débattent de nombreux chiffres, sinon de la plupart, mais il pense que son cadre mathématique pour estimer les populations éteintes serait utile pour estimer le nombre d’autres créatures fossiles.
« D’une certaine manière, il s’agissait d’une formation en paléontologie pour voir tout ce que nous pouvons apprendre et comment commencer à le découvrir », a-t-il déclaré. «Il est surprenant de voir tout ce que nous savons réellement sur ces dinosaures, et à partir de là, combien nous pouvons calculer. Notre connaissance de T. rex s’est considérablement étendue au cours des dernières décennies grâce à plus de fossiles, plus de méthodes d’analyse, et mieux moyens d’intégrer les informations à travers plusieurs fossiles connus. «
Il a déclaré que le cadre, que les chercheurs ont rendu disponible sous forme de code informatique, jette également les bases pour estimer le nombre d’espèces que les paléontologues ont pu manquer lors de la recherche de fossiles.
« Avec ces chiffres, nous pouvons commencer à estimer le nombre d’espèces de courte durée et géographiquement spécialisées qui pourraient manquer dans les archives fossiles », a-t-il déclaré. « Cela pourrait être une façon de commencer à définir ce que nous ne savons pas. »
Les co-auteurs de Marshall sont Connor Wilson, étudiant de premier cycle à l’UC Berkeley, et les étudiants diplômés Daniel Latore, Tanner Frank, Kathryn Majolik, Joshua Zimmt et Ashley Post, qui est maintenant boursier postdoctoral au Musée d’histoire naturelle de San Diego.
