Les gastornithidés, des oiseaux géants du début du Tertiaire pouvant mesurer trois mètres de hauteur, sont souvent représentés comme des carnivores, terrorisant un monde déserté par les dinosaures. Vision erronée, affirme une équipe lyonnaise, qui s'appuie notamment sur une méthode originale, basée sur un rapport isotopique et permettant de déterminer le régime alimentaire d'un oiseau fossile. Une étude anatomique confirme : Gastornis était sans doute un animal dangereux mais herbivore.

Quelques millions d'années après l’extinction des grands dinosaures, et avant la domination des mammifères, les plus grands animaux terrestres vivant en Europe étaient des oiseaux. Le régime alimentaire de ces colosses nommés Gastornis fait débat depuis plus de 20 ans. Une nouvelle étude combinant des analyses morphologiques et géochimiques a permis de trancher : Gastornis était herbivore. Ce résultat, issu de la collaboration entre plusieurs équipes françaises (UCBL, CNRS, ENS, MNHN) coordonnées par Delphine Angst du LGLTPE (laboratoire de Géologie de Lyon, terre, planète, environnement), vient d’être publié dans le journal  Naturwissenschaften.

 Gastornis, un oiseau géant typique d'une famille présentée comme les successeurs des dinosaures. Nous sommes vers - 50 millions d'années quelque part entre la fin du Paléocène et le début de l'Éocène. Les dinosaures, comme tant d'autres espèces, ont disparu depuis plusieurs millions d'années déjà, à la fin du Crétacé. Les plus gros animaux terrestres, dans ce qui est aujourd'hui l'Europe et l'Amérique du Nord, sont des oiseaux comme celui-ci, incapables de voler et dotés d'un bec puissant. Pour tuer et déchiqueter leurs proies ou bien pour briser des noix ou arracher le feuillage ? Camille Renversade

À la fin du Crétacé, il y a environ 66 millions d'années, les plus grands animaux qui dominaient les écosystèmes terrestres étaient des dinosaures. Lors de la crise Crétacé-Tertiaire, tous ces dinosaures se sont éteints, laissant un grand nombre de niches écologiques vacantes, en particulier la place laissée par les grands herbivores (sauropodes et hadrosaures) et les carnivores géants (tyrannosauridés et abélisauridés). 


Les paléontologues ont observé qu'au début du Tertiaire, les seuls animaux terrestres de grande taille qui vivaient en Europe étaient des oiseaux appelés Gastornis. Avec ses deux mètres de haut, sa stature massive et son énorme bec puissant, l'écologie de Gastornis et en particulier son régime alimentaire constituaient une énigme jusqu'à aujourd'hui. Était-il herbivore, comme le suggèrent l'anatomie de son crâne ou la forme de ses empreintes de pas ? Ou était-il un féroce prédateur au sommet de la chaîne alimentaire, comme le suggère l'imposante taille de son bec ?

Les chercheurs ont analysé la composition isotopique du carbone, c'est-à-dire la proportion relative entre les deux isotopes stables 13C et 12C, contenus dans les os fossilisés de Gastornis provenant de plusieurs gisements français. « Nous avons auparavant calibré la méthode sur deux oiseaux actuels, l'un carnivore et l'autre herbivore », explique Delphine Angst à Futura-Sciences. C'est ainsi que les chercheurs sont allés étudier les vautours du parc aux oiseaux des Dombes et les autruches de la ferme de l'Autruche drômoise. Delphine Angst et ses collaborateurs ont déterminé une nette différence de fractionnement isotopique entre le carbone de leurs os et de leurs aliments. En extrapolant ces données isotopiques aux restes fossiles de Gastornis, l'équipe a conclu qu'il était herbivore. Selon la jeune chercheuse, la méthode est utilisable pour d'autres espèces fossiles, et on peut donc s'attendre à des précisions sur le régime alimentaire d'autres oiseaux fossiles.

Delphine Angst prélève un fragment d'os (tarsométatarse) de Gastornis provenant du gisement de Mont-de-Berru (Marne) pour analyse géochimique. Delphine Angst

Parallèlement, la dissection de crânes d’oiseaux actuels possédant un régime alimentaire connu a permis de mettre en évidence que le muscle adducteur (permettant de fermer la mâchoire) est significativement plus développé chez les oiseaux herbivores que chez les carnivores. En effet, les oiseaux herbivores utilisent la force de morsure de leurs mâchoires pour broyer et découper les végétaux, alors que les carnivores se servent de la pointe du bec et de la force du cou pour arracher des lambeaux de chair qu'ils avalent sans mâcher.

La présence de grandes traces d'insertion des muscles adducteurs sur les os des mâchoires de Gastornis témoigne de leur grand volume. Cet oiseau se servait donc activement de ses mâchoires et était herbivore. Ces deux méthodes, géochimie et anatomie, conduisent donc indépendamment à une conclusion similaire : Gastornis était herbivore.

 En rouge, l'insertion du muscle adducteur chez deux oiseaux actuels : un oiseau carnivore (la petite buse, en haut) et un mangeur de graines (le géospize à gros bec, au milieu). La surface est petite (small insertion area) chez le premier et grande (large) chez le second. Gastornis (en bas) présente une grande surface d'insertion musculaire, ce qui suggère que cet oiseau possédait de très volumineux muscles adducteurs lui permettant de broyer la matière végétale. Angst et al., 2014

Dans les écosystèmes actuels, les plus grands animaux terrestres sont des mammifères herbivores. Il s'avère désormais qu'au début du Tertiaire en Europe, le plus grand animal était aussi un herbivore. Toutefois, ce n'était pas un mammifère mais l'oiseau géant Gastornis, bien plus grand que les mammifères qui étaient ses contemporains en Europe. Cette situation très particulière rappelle celle de Madagascar il y a quelques milliers d'années, avant l'arrivée des humains.

Futura Sciences 4/3/2014