UNE VERTÈBRE DORSALE DE DINOSAURE THÉROPODE DANS
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UNE VERTÈBRE DORSALE DE DINOSAURE THÉROPODE DANS
UNE VERTÈBRE DORSALE DE DINOSAURE THÉROPODE DANS LE JURASSIQUE SUPÉRIEUR DES VACHES NOIRES (Calvados, Normandie, France) ET LE PROBLÈME DES RESTES DE DINOSAURES EN MILIEU MARIN par Martial PLASSE (1) et Eric BUFFETAUT (2) RÉSUMÉ Une vertèbre de dinosaure théropode, provenant des couches de l’Oxfordien inférieur des falaises des Vaches Noires (Calvados, Normandie) est identifiée comme étant la dernière vertèbre de la série dorsale. Elle est attribuée à un Allosauroidea proche du théropode Allosaurus fragilis. Cette vertèbre proviendrait d’un cadavre, ayant flotté depuis les terres émergées du Massif Armoricain. Sur le site des Vaches Noires, la grande majorité des restes de dinosaures appartiennent à des théropodes. Quelques causes biologiques ou comportementales ont déjà été avancées pour expliquer cette surreprésentation. ABSTRACT A dorsal vertebra of theropod dinosaur from the Late Jurassic of the Vaches Noires (Calvados, Normandy, France) and the dinosaur remains problem in the marine environment. A dinosaur vertebra, from the lower Oxfordian beds of the Vaches Noires cliffs (Calvados, Normandy) has been identified as the last vertebra of the dorsal series of a theropod. It is referred to an Allosauroidea close to Allosaurus fragilis. This vertebra was dropped by a carcass, which drifted from a land area corresponding to the Armorican Massif. On the site of the Vaches Noires, the great majority of the dinosaur remains belongs to theropods. Some biological or behavioral causes have been proposed to explain this over-representation. Références bibliographiques de cet article : PLASSE M. et BUFFETAUT E. (2016) – Une vertèbre dorsale de dinosaure théropode dans le Jurassique supérieur des Vaches Noires (Calvados, Normandie, France) et le problème des restes de dinosaures en milieu marin. Bulletin Sciences et Géologie Normandes, tome 8, 2015 (2016), p. 5-13. 1 – INTRODUCTION Les couches jurassiques des falaises des Vaches Noires, entre Villers-sur-Mer et Houlgate (Calvados), ont livré un grand nombre de fossiles de mollusques, ainsi que des vertébrés marins (Rioult, 1978). Occasionnellement, il est possible d’y retrouver des restes isolés de dinosaures théropodes (Rioult, 1978 ; Buffetaut et al., 1991 ; Buffetaut & Enos, 1992 ; Buffetaut, 1994a ; Knoll et al., 1999 ; Allain, 2001 ; Buffetaut et al., 2010 ; Buffetaut, 2013). Ces restes d’animaux terrestres sont assez rares dans les sédiments marins pour être signalés. ____________________ (1) 9, chemin de la Paix 69240 THIZY-LES-BOURGS, France Courriel : [email protected] (2) CNRS (UMR 8538), Laboratoire de Géologie de l’École Normale Supérieure 24, rue Lhomond 75231 PARIS CEDEX 05, France Courriel : [email protected] -5- Martial PLASSE et Eric BUFFETAUT La vertèbre décrite dans cet article (Fig. 1) porte le numéro d’inventaire V869 et provient de la falaise des Vaches Noires. Elle est conservée au Musée Paléospace l’Odyssée, dans la commune de Villers-sur-Mer (Calvados). Elle a été identifiée par Gilles Cuny en 1996, comme appartenant à un dinosaure théropode et provenant des couches callovo-oxfordiennes (Jurassique). Bigot (1938) mentionne un « centrum, un peu déformé, d’une grosse vertèbre dorsale de Dinosaurien, longue de 12 cm, rappelant celle de Streptospondylus » Meyer, 1832. La longueur de ce centrum est identique à celle de notre sujet d’étude et celui-ci provient également des collections de Villers-sur-Mer. Ainsi, il est fort probable que la vertèbre V869 soit celle évoquée par Bigot (Buffetaut, 2013). Des tubes de serpules sont visibles sur la face craniale du centrum, ainsi qu’un Ostreidae, Actinostreon gregareum Sowerby, 1816, indiquant que cette vertèbre proviendrait du sommet de l’Oxfordien inférieur (Fischer, 2000). Ces traces d’animaux sessiles prouvent que le reste osseux a séjourné un certain temps au fond de l’océan pour permettre la fixation et le développement de ces organismes, avant son enfouissement par les sédiments (Buffetaut et al., 1991 ; Buffetaut, 1994a). 2 – DESCRIPTION ET COMPARAISON Dimensions : Hauteur totale : 225 mm Longueur totale : 150 mm Largeur totale, au niveau des processus transverses : 137 mm Cette vertèbre est presque complète, bien que l’épine neurale, ainsi que les processus transverses soient cassés à leur base. Sur sa face craniale, le centrum est presque plat, très faiblement concave, avec un contour subcirculaire, bien que son côté gauche soit cassé. La longueur du centrum est de 120 mm, avec une marge ventrale plus large (110 mm) que sa marge dorsale (90 mm). La hauteur entre la base ventrale des prézygapophyses et le centrum est de 32 mm. Les prézygapophyses sont triangulaires, avec les bords externes qui se prolongent dorsolatéralement. La prézygapophyse droite (32 mm de largeur, 34 mm de hauteur) a des dimensions légèrement plus grandes que la gauche (30 mm de largeur, 30 mm de hauteur). Sur sa face caudale, le centrum est légèrement plus concave que sur sa face craniale, son contour est presque carré avec les bords arrondis, mais cette forme est probablement due à la déformation. Il est également plus large ventralement (115 mm) que dorsalement (95 mm). La postzygapophyse droite et la partie dorsale de la gauche sont absentes. La hauteur entre la base ventrale de la postzygapophyse gauche et le centrum est de 53 mm. En vue ventrale, le centrum porte une constriction en son milieu, lui conférant ainsi une forme de « sablier ». Sur les faces latérales du centrum, deux pleurocœles sont présents. Il s’agit ici de fosses pneumatiques allongées, contrairement à d’autres types de pleurocœles qui s’apparentent plutôt à des foramens pneumatiques plus profonds. Ces deux fosses pneumatiques sont ovales et possèdent les mêmes dimensions : 80 mm de longueur pour 55 mm de hauteur. L’épine neurale est conservée sur une hauteur de 35 mm ; la longueur à sa base est de 85 mm et sa section transversale est rectangulaire. Le processus transverse droit (45 mm de long) a été mieux conservé que le gauche (20 mm de long). -6- UNE VERTÈBRE DORSALE DE DINOSAURE THÉROPODE Sur la face latérale, deux lamines osseuses relient le centrum aux processus transverses (ou diapophyses) ; antérieurement, la lamine centro-diapophyséale antérieure et postérieurement, la lamine centro-diapophyséale postérieure. La lamine antérieure est beaucoup plus fine (4 mm) que la postérieure (10 mm). Fig. 1 : Vertèbre V869 (D13), Allosauroidea indet. ; falaises des Vaches-Noires, Oxfordien inférieur. A, vue craniale ; B, vue latérale gauche ; C, vue latérale droite ; D, vue caudale. Abréviations : acdl – lamine centro-diapophyséale antérieure, dp – diapophyse, hy – hyposphène, nc – canal neural, ns – épine neurale, pcdl – lamine centro-diapophyséale postérieure, pl – pleurocœle, po – postzygapophyse, pr – prézygapophyse. -7- Martial PLASSE et Eric BUFFETAUT Il s’agit d’une vertèbre dorsale, comme l’indique sa forme et la présence d’un hyposphène sur sa face caudale. Selon l’ostéologie révisée d’Allosaurus fragilis Marsh, 1877 (Madsen, 1976, Fig. 2), les parapophyses se situent au niveau du centrum sur les 12 premières vertèbres dorsales, sauf sur la dernière vertèbre dorsale (la treizième), où les parapophyses migrent au niveau des processus transverses. Sur la vertèbre décrite ici, les processus transverses sont presque horizontaux et les parapophyses sont absentes du centrum : il s’agit donc de la dernière vertèbre dorsale (la D13) d’un dinosaure théropode. La présence d’un hyposphène sur sa face caudale indique que cette vertèbre appartient à un saurischien (Langer, 2007). L’absence de lamines osseuses caractéristiques des sauropodomorphes assigne cette vertèbre à un dinosaure théropode. Bien que les processus transverses et que l’épine neurale ne soient pas complets, il est néanmoins possible de comparer cette vertèbre avec d’autres vertèbres dorsales de dinosaures théropodes. Les restes du Spinosauroidea Streptospondylus altdorfensis Meyer, 1832 (Allain, 2001) proviennent également des couches callovo-oxfordiennes de Villers-sur-Mer. Sur sa dernière vertèbre dorsale, la partie postéro-dorsale s’étend vers l’arrière pour recouvrir le centrum de la première vertèbre sacrée : la partie postéro-dorsale de notre vertèbre est trop courte. Les zygapophyses sont à la même hauteur et forment avec les lamines prézygadiapophysiale et postzygadiapophysiale, un plateau horizontal légèrement concave en son centre en vue latérale : ce plateau horizontal est convexe sur la vertèbre V869. La lamine centrodiapophysiale antérieure est beaucoup plus épaisse que la postérieure : c’est l’inverse sur la vertèbre V869. Cette vertèbre est donc très différente de celle de Streptospondylus altdorfensis ; de ce point de vue, on a donc au moins deux formes de vertèbres discernables appartenant à des dinosaures théropodes aux Vaches Noires. Fig. 2 : Treizième vertèbre dorsale d’Allosaurus fragilis (d’après Madsen 1976) en vue craniale (A), latérale (B) et caudale (C). Abréviations : dp – diapophyse, hy – hyposphène, li – cicatrice du ligament interspinal, nc – canal neural, ns – épine neurale, po – postzygapophyse, pp – parapophyse, pr – prézygapophyse. -8- UNE VERTÈBRE DORSALE DE DINOSAURE THÉROPODE Les ressemblances morphologiques sont bien plus évidentes avec la treizième vertèbre dorsale d’Allosaurus fragilis du Jurassique supérieur des États-Unis (Madsen, 1976, Fig. 2). Les prézygapophyses de la vertèbre étudiée sont triangulaires en vue craniale, celles de la treizième dorsale d’Allosaurus sont rectangulaires et aplaties dorso-ventralement. Les ressemblances sont également fortes avec la treizième vertèbre dorsale (D13) de Sinraptor dongi Currie & Zhao, 1993. Néanmoins, la lamine postérieure qui relie le centrum à la diapophyse est fine chez Sinraptor dongi, alors qu’elle est plus épaisse sur la D13 d’Allosaurus fragilis (Fig. 2) et sur la vertèbre V869. Chez l’Allosauroidea Acrocanthosaurus atokensis Stovall & Langston, 1950 du Crétacé inférieur des États-Unis, la supposée dernière vertèbre dorsale a une configuration amphicœle prononcée. Ses larges fosses pneumatiques contiennent un foramen ovale longitudinalement, qui est divisé par une fine lamine verticale en deux moitiés sub-égales. La vertèbre étudiée ici n’est que très légèrement amphicœle et ne possède pas ce foramen. Le centrum de la dernière vertèbre dorsale de l’Allosauroidea Lourinhanosaurus antunesi Mateus, 1998 du Jurassique supérieur du Portugal ne possède pas de pleurocœles, il est juste rétréci ventralement au canal neural ; alors que des fosses pneumatiques sont présentes et assez profondes sur la vertèbre V869. De plus, les dimensions de la vertèbre de L. antunesi sont bien plus faibles : par exemple, la longueur de son centrum est de 76 mm, alors que celle de la vertèbre décrite ici est de 120 mm. Les pleurocœles sont également absents sur la D13 de Cryolophosaurus ellioti Hammer & Hickerson, 1994 du Jurassique inférieur d’Antarctique (Smith et al., 2007) et sur la D13 de Monolophosaurus jiangi Zhao & Currie, 1993 du Jurassique moyen de Chine (Zhao et al., 2010). De plus, la vertèbre de Cryolophosaurus ellioti possède une légère carène ventrale, qui n’est pas retrouvée sur la vertèbre décrite ici. La longueur du centrum de la D13 de Monolophosaurus jiangi est bien plus faible (79,8 mm) que celle de la vertèbre V869. Chez le Megalosauridae Bonaparte, 1850 Torvosaurus tanneri Galton & Jensen, 1979 du Jurassique supérieur des États-Unis, il est supposé que les parapophyses de la dernière vertèbre dorsale émergent en dessous des processus transverses, bien que leur zone d’insertion soit manquante (Britt, 1991). Sur la vertèbre étudiée ici, les parapophyses ne sont pas visibles en dessous des processus transverses : il est donc fort probable qu’elles se trouvent sur les processus transverses, comme chez Allosaurus fragilis. De plus, il n’y a pas de trace de la lamine centrodiapophysiale antérieure chez Torvosaurus tanneri, alors qu’elle est présente ici. Chez le Spinosauridae Stromer, 1915 Ichthyovenator laosensis Allain et al., 2012 du Crétacé inférieur du Laos, la D13 est très proche morphologiquement de la D12 (R. Allain, comm. pers.). Sur cette D12, les parapophyses sont localisées sur le coin antéro-ventral de l’arc neural. Sur la vertèbre V869, les parapophyses seraient situées plus dorsalement, sur les processus transverses. Cette vertèbre ne montre pas de pneumaticité aussi avancée que chez Tyrannosaurus rex Osborn, 1905, qui arbore de grands pneumatopores sur les centra de ses vertèbres dorsales (Brochu, 2003). Cette vertèbre appartient vraisemblablement à un Allosauroidea. De toutes les comparaisons effectuées ci-dessus, la vertèbre la plus proche morphologiquement est celle d’Allosaurus fragilis, la différence principale résidant dans la forme de ses prézygapophyses. D’autres restes d’Allosauroidea ont déjà été retrouvés en Normandie, mais dans le Callovien supérieur : l’arrière-crâne de Piveteausaurus Taquet & Welles, 1977 (Piveteau, 1923 ; Allain & Pereda-Suberbiola, 2003), une boite crânienne (Knoll et al., 1999) et un métatarsien (Buffetaut et al., 2010). -9- Martial PLASSE et Eric BUFFETAUT 3 – LES DINOSAURES PRÉSENTS DANS LES SÉDIMENTS MARINS DU CALLOVO-OXFORDIEN DE FRANCE Bien que relativement rares, d’autres restes de dinosaures ont été découverts dans des sédiments marins du Callovo-Oxfordien de France. À Villers-sur-Mer, la grande majorité des restes de dinosaures proviennent de théropodes, mais une vertèbre a pu être attribuée à un sauropode (Bigot, 1895 ; Bigot, 1945). À Haudainville, dans la Meuse (55), les calcaires marins de l’Oxfordien supérieur ont livré quelques fragments de dinosaures théropodes (Buffetaut, 1994b). À Puits-de-la-Brême, dans le Doubs (25), des éléments post-crâniens de théropodes, dont un fragment de sacrum remarqué par Buckland, mais aussi une vertèbre de sauropode, ont été découverts dans le Callovien marin (Buffetaut, 1994b ; Buffetaut et al., 1994 ; Buffetaut & Le Loeuff, 2007). D’autres gisements n’ont à ce jour apporté aucun reste de théropode, mais des ossements d’autres dinosaures. Un os de sauropode a été extrait des sédiments marins calloviens : il s’agit du fragment de scapula de la carrière du Fresne d’Argences, dans le Calvados (Buffetaut, 1995). Cette carrière a également livré l’un des seuls squelettes partiels du Callovien : celui du stégosauridé Lexovisaurus durobrivensis Hulke, 1887 (Hoffstetter & Brun, 1956, 1958 ; Galton et al., 1980). Les restes de dinosaures des sites de Villers-sur-Mer et d’Argences appartiendraient à des dinosaures qui auraient vécu sur le Massif Armoricain, la terre émergée la plus proche à cette époque. Les restes de Haudainville pourraient venir du Massif Londres-Brabant et ceux de Puits-de-la-Brême pourraient provenir des environs de Damparis. Les assemblages osseux des dinosaures français et anglais sont très différents. Dans la formation anglaise de l’Oxford-Clay, l’assemblage de dinosaures calloviens est assez divers et équilibré, tous les grands groupes de dinosaures y sont représentés : sauropodes, stégosaures, ankylosaures, ornithopodes et théropodes (Naish & Martill, 2007, 2008). En revanche, en France, les sites décrits plus haut contiennent juste un ou deux grand(s) groupe(s) : il y a une grande majorité de théropodes et juste une seule vertèbre de sauropode à Villers-sur-Mer, uniquement un sauropode et un stégosaure à la carrière du Fresne d’Argences. Il semble improbable qu’un paysage n’ait été dominé que par un groupe de dinosaures. Plusieurs hypothèses ont été avancées pour expliquer la surreprésentation d’un taxon dans les sédiments marins, comme par exemple, des dispositions semi-aquatiques ou une préférence pour un environnement côtier (Horner, 1979). La présence de ces animaux terrestres dans les sédiments marins implique forcément un transport : diverses hypothèses ont déjà pu être envisagées par le passé (Buffetaut, 1994b). Grâce aux nombreuses pistes d’empreintes de dinosaures connues, on sait que les dinosaures s’aventuraient sur les zones côtières. Certains de leurs restes ont pu arriver en mer, par l’intermédiaire des fleuves. Certains éléments squelettiques isolés ont pu être largués par des carcasses flottantes, en état de décomposition (Schäfer, 1962). Des cadavres de mammifères peuvent dériver pendant plus d’un mois, en abandonnant la majorité de leurs éléments osseux, avant de couler. Les squelettes peuvent ensuite être éparpillés par des charognards et des organismes peuvent venir se fixer sur les os. ____________________ - 10 - UNE VERTÈBRE DORSALE DE DINOSAURE THÉROPODE REMERCIEMENTS Les remerciements sont adressés au Laboratoire de Géologie de l’École Normale Supérieure (UMR 8538) et au musée Paléospace l’Odyssée pour nous avoir permis de récolter ces informations. Nous remercions également la ville de Villers-sur-Mer pour avoir généreusement prêté un appartement pour la durée du séjour. Un grand merci également à Laurent Picot pour l’aide et le temps qu’il nous a consacré, ainsi que pour nous avoir montré les collections paléontologiques de Villers-sur-Mer. Nous remercions bien évidemment toute l’équipe du Paléospace pour son accueil chaleureux, ainsi que pour les visites du marais et des falaises des Vaches Noires. Enfin, un grand merci à Cédric Del Rio, Cindy Lim, Romain Sabroux, Ronan Allain et Aliénor Duhamel pour la relecture de cet article et les corrections qu’ils y ont apportées. ____________________ RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES ALLAIN R. (2001) – Redescription de Streptospondylus altdorfensis, le dinosaure théropode de Cuvier, du Jurassique de Normandie. Geodiversitas, Paris, vol. 23, fasc. 3, p. 349-367. ALLAIN R. & SUBERBIOLA X. P. (2003) – Dinosaurs of France. Comptes Rendus Palevol, Paris, vol. 2, fasc. 1, p. 27-44. ALLAIN R., XAISANAVONG T., RICHIR P., & KHENTAVONG B. (2012) – The first definitive Asian spinosaurid (Dinosauria: Theropoda) from the early cretaceous of Laos. Supplementary information. Naturwissenschaften, vol. 99, fasc. 5, p. 369-377. BIGOT A. (1895) – Vertèbre de Cetiosaurus de l’Oxfordien de Dives. Bulletin de la Société linnéenne de Normandie, Caen, vol. 4, fasc. 9, xxxiii. BIGOT A. (1938) – La collection géologique de la ville de Villers-sur-Mer. 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