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Nature Communications volume 14, Numéro d'article : 4558 (2023) Citer cet article

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Les angiospermes sont devenues le groupe végétal dominant dans les écosystèmes terrestres du début et du milieu du Crétacé, coïncidant avec la première impulsion de diversification des oiseaux. Alors que les oiseaux vivants et les angiospermes présentent de fortes interactions entre pollinisation/nectivorie, dispersion des graines/frugivore et folivorie, la documentation sur les origines évolutives et la construction de cette complexité écologique reste rare au Mésozoïque. Grâce à la première étude de phytolithes d'origine alimentaire préservés in situ dans un squelette presque complet du premier clade avialan divergent Jeholornithidae, nous fournissons des preuves alimentaires directes que Jeholornis consommait probablement des feuilles du clade des angiospermes magnoliides, et ces résultats apportent un soutien supplémentaire aux premiers liens écologiques. parmi les premiers oiseaux et angiospermes. Le large régime alimentaire de l'avialan Jeholornis à divergence précoce, comprenant au moins des fruits et des feuilles, marque une transition claire dans l'évolution précoce des oiseaux dans l'établissement d'une niche herbivore arboricole (angiospermes) au Crétacé inférieur occupée en grande partie par les oiseaux aujourd'hui. La réanalyse morphométrique de la mâchoire inférieure de Jeholornis confirme en outre une morphologie généralisée partagée avec d'autres oiseaux herbivores, y compris un folivore aviaire existant, le hoatzin.

Les angiospermes sont aujourd’hui les principaux composants des biomes terrestres de la Terre, structurant et soutenant les aspects fondamentaux des écosystèmes mondiaux. Bien que de grands progrès aient été réalisés dans la compréhension de l'origine et de la diversification précoce des angiospermes – communément appelés « l'abominable mystère » de Darwin – au cours des deux dernières décennies1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, leurs premiers archives fossiles racontent une histoire incomplète, en particulier en ce qui concerne les origines et l'assemblage de ces réseaux trophiques initiaux soutenus par des angiospermes. Les oiseaux jouent peut-être un rôle écologique surdimensionné dans les environnements modernes dominés par les angiospermes avec leurs rôles multiples d’herbivores, de pollinisateurs et de disperseurs de graines de plantes à fleurs, mais les premiers archives fossiles d’aviaires documentent mal l’évolution de ces aspects importants de leur écologie. Cependant, le biote Jehol du Crétacé inférieur, dans le nord-est de la Chine, préserve un habitat forestier comprenant certaines des angiospermes les plus anciennes comme Archaefructus11,12 ainsi que le plus ancien assemblage diversifié d'oiseaux connu. Étant donné la grande diversité de formes de crâne, de dentitions et d'autres variations morphologiques présentes parmi ces premiers avialiens chinois divergents qui étaient en grande partie arboricoles dans leurs habitudes13,14,15,16, on pense qu'ils représentent une gamme tout aussi large de régimes alimentaires, y compris les insectes, des vertébrés et des composants végétaux tels que des fruits, avec quelques preuves fossiles directes15,16 et des preuves indirectes telles que la présence d'amas de calculs de gésier interprétés comme des gastrolithes. Cependant, cette étendue est inférieure à l’extraordinaire aire de répartition présente parmi les oiseaux existants. Compte tenu des liens écologiques forts actuels entre les oiseaux et les angiospermes et des indications fossiles de liens passés proches de leurs origines, l'essor des angiospermes pourrait être inextricablement lié à l'essor des oiseaux au Crétacé.

Pour documenter davantage les interactions anciennes entre les angiospermes et les oiseaux, nous avons appliqué une méthodologie pour explorer la reconstruction du régime alimentaire herbivore des oiseaux fossiles dans l'espoir de progresser dans la délimitation des interactions entre les premiers oiseaux et les angiospermes. Ici, nous élargissons les preuves directes existantes liées aux habitudes alimentaires divergentes précoces des oiseaux en échantillonnant des matériaux du tube digestif (localisant la région de l'estomac) d'un individu subadulte du taxon divergent précoce à longue queue osseuse Jeholornis. Cette application de l’analyse des phytolithes des matériaux du tube digestif chez les oiseaux fossiles révèle qu’ils étaient probablement constitués de feuilles du clade des angiospermes magnoliidés. Cette preuve alimentaire directe chez Jeholornis élargit le régime alimentaire herbivore avialien connu à partir de fruits d'angiospermes pour inclure les feuilles d'angiospermes (folivory) dans l'environnement forestier du Crétacé 17,18. En outre, une nouvelle enquête sur l'analyse morphométrique et les comparaisons qualitatives de la morphologie de la mâchoire inférieure de Jeholornis révèle des similitudes particulières avec le hoatzin (un folivore aviaire à couronne), ainsi qu'avec d'autres oiseaux consommateurs de plantes plus généralisés. Compte tenu de l'emplacement phylogénétique de Jeholornis près de l'origine d'Avialae et de son régime herbivore démontré, les avialiens ont probablement modifié leur régime alimentaire et leur écologie au début de leur évolution, loin de ceux de leurs groupes externes prédateurs étroitement apparentés du Mésozoïque, comme les dromaeosaures et les troodontidés.