Vers un gigantisme extrême : adaptations internes et externes des os longs des dinosaures sauropodomorphes

Plusieurs groupes de vertébrés ont atteint des tailles gigantesques et présentent des particularités, internes comme externes, au niveau de la structure des os des membres, en lien avec leur poids massif. Les sauropodes représentent le cas le plus extrême de gigantisme. Ces dinosaures quadrupèdes dotés de membres columnaires font partie d’un clade plus large, les sauropodomorphes, dont les premiers représentants étaient plus petits et bipèdes. Le plan d’organisation des sauropodes est associé à une série de caractéristiques au niveau des os des membres, dont la séquence évolutive d’apparition et le lien avec le gigantisme restent flous. Le présent travail a visé à déterminer les caractéristiques externes et internes des os longs des membres des sauropodomorphes associées à l’évolution du gigantisme des Sauropodomorpha, ainsi que leur implication dans la locomotion et le support du poids. L’ensemble de la variation de forme des humérus, radius, ulna, fémur, tibia et fibula a été quantifiée au moyen de la morphométrie géométrique en trois dimensions. Une évaluation préliminaire de l’impact de la taphonomie effectuée au sein du genre Plateosaurus a permis de discuter et ainsi minimiser l’influence de ce paramètre. L’analyse de la variation de forme des os long des membres au sein des sauropodomorphes suggère une évolution différentielle des membres des sauropodes. Alors que les caractéristiques du membre antérieur des sauropodes apparaissent de façon abrupte, celles caractérisant le membre postérieur apparaissent plus progressivement au sein des sauropodomorphes. L’analyse en trois dimensions de la microanatomie des os long des membres du sauropode Nigersaurus a montré la présence d’une spongiosa remplissant la région médullaire, comme chez les autres quadrupèdes massifs. Cependant, contrairement à beaucoup de ces taxons, Nigersaurus n’a pas des os à cortex épais. L’analyse comparative d’un plus grand nombre de sauropodes a mis en avant une variabilité microanatomique inattendue. Les caractéristiques internes et externes des os long des membres des sauropodes sont quelque peu inattendues compte tenu du gigantisme atteint par nombre d’entre eux, comparativement aux spécialisations osseuses observées chez les autres quadrupèdes massifs. Des caractéristiques, telles que la columnarité ou la pneumaticité du squelette ont pu être prédominantes pour le support du poids, plutôt que la robustesse des os, avec un accroissement de la masse en fonction de la taille moindre que chez d’autres quadrupèdes. L’approche intégrative proposée ici sert de base pour des études sous-jacentes de la diversité des sauropodes, qui aideront à mieux comprendre l’évolution d’un tel cas extrême de gigantisme, jamais atteint par aucun autre groupe.Several terrestrial groups of vertebrates reached gigantic sizes, showing inner and outer limb particularities related to their heavy weight. Sauropoda represent the most extreme case of gigantism. These quadrupedal dinosaurs with columnar limbs belong to a larger clade, Sauropodomorpha, the early representatives of which were smaller and bipedal. The sauropod bauplan is associated with a series of features of the limb bones, whose evolutionary sequence of appearance and link with gigantism remain unclear.The present work aims to determine the external and internal features occurring in sauropodomorph limb long bones with the evolution of gigantism in Sauropodomorpha, and their implication in locomotion and weight-bearing. The whole shape variation of the humerus, radius, ulna, femur, tibia, and fibula was quantified using three-dimensional geometric morphometrics. A preliminary assessment of the impact of taphonomy performed in the genus Plateosaurus allowed to discuss and then minimize the influence of this parameter. The analysis of the shape variation of the limb long bones across sauropodomorphs suggests a differential evolution of the sauropod limbs. While the features characterizing the sauropod forelimb appear abruptly, those characterizing the sauropod hindlimb appear more progressively in sauropodomorphs. The three-dimensional study of the microanatomy of the limb long bones of the sauropod Nigersaurus showed the presence of a spongiosa filling the medullary area, as in other heavy taxa. However, conversely to most of them, Nigersaurus does not show a thick cortex. The overview of a larger number of sauropods highlighted an unexpected microanatomical variability. The inner and outer features of sauropod limb long bones are somewhat unexpected given the gigantism reached by many of them, as compared to osseous specializations encountered in other massive quadrupeds. Features such as columnarity and skeletal pneumaticity may have been predominant for weight bearing, rather than bone robustness, with mass not increasing as strongly with size as in other quadrupeds. The integrative approach proposed here is the basis for further investigations of sauropod diversity, helping in understanding the evolution of such extreme case of gigantism never reached by any other group