L'anatomie du sexe chez les dinosaures

Un couple de Tyrannosaurus restauré sur le vif au Musée jurassique des Asturies, en Espagne. Photo de Mario Modesto, tirée de Wikipédia.

Ces derniers jours, j'ai écrit sur le Kama Sutra dinosaurien, sur l'idée que les sauropodes avaient un cou sexy et sur la façon de faire l'amour à un Tyrannosaurus rex (réponse : très prudemment). Mais il y a un sujet que j'ai gardé pour la fin : ce à quoi ressemblait réellement l'anatomie reproductive Tab A, Slot B des dinosaures.

Chaque fois que j'évoque le sexe chez les dinosaures dans une conversation - ce qui est probablement trop souvent le cas - des questions sur l'anatomie du pénis des dinosaures surgissent presque immédiatement. Je ne sais pas trop pourquoi. C'est peut-être parce que nous nous attendons à ce que des créatures aussi impressionnantes et terrifiantes aient des gonades tout aussi effrayantes. Peu de choses seraient un meilleur carburant pour les cauchemars. Mais quelle que soit la raison de cet intérêt, la triste vérité est que nous ne savons pas grand-chose des organes reproducteurs des dinosaures mâles. Personne n'a encore trouvé une empreinte fossilisée ou un autre vestige du pénis d'un dinosaure non aviaire, une découverte qui aurait de bonnes chances de faire la couverture de Nature ou de Science. Au lieu de cela, la restauration des parties délicates d'un dinosaure nécessite un certain contexte évolutif.
Les dinosaures mâles devaient avoir l'équipement nécessaire à la fécondation interne. C'était un mode de reproduction transmis par leurs anciens ancêtres. Il y a environ 375 millions d'années, les premiers vertébrés dotés de membres, les premiers tétrapodes, ont commencé à ramper au bord de l'eau. Ces créatures amphibies devaient rester mouillées pour survivre, et comme leurs ancêtres poissons, elles se reproduisaient dans l'eau. Les femelles pondaient probablement des œufs mous dans des berceaux aquatiques et les mâles projetaient du sperme sur les grappes d'œufs pour les fertiliser. Cependant, il y a environ 315 millions d'années, la radiation précoce des vertébrés amphibies a produit une lignée de créatures capables de se reproduire hors de l'eau. Ces animaux ressemblant à des lézards, comme l'Hylonomus des strates carbonifères de la Nouvelle-Écosse, pondaient des œufs qui comprenaient un bassin interne entouré de membranes et d'une coquille externe résistante. C'était l'œuf amniotique, l'une des plus importantes innovations évolutives de tous les temps. Mais les mâles ne pouvaient plus féconder les œufs en excrétant du sperme sur les amas d'œufs dans l'eau. La ponte sur terre nécessitait une fertilisation interne avant que la femelle ne dépose ses œufs. Tous les descendants de ces créatures, des dinosaures aux créatures qui portent leur progéniture à l'intérieur du corps (les mammifères placentaires comme les humains), ont perpétué cette tradition.

Un autre ensemble de crochets évolutifs est nécessaire pour déterminer à quoi pouvait ressembler un pénis de dinosaure. Les oiseaux sont les descendants vivants des dinosaures, et les crocodyliens sont les parents vivants les plus proches des dinosaures en tant que groupe. On peut donc s'attendre à ce que les caractéristiques partagées par les oiseaux et les crocodyliens soient également présentes chez les dinosaures. L'une de ces caractéristiques est le cloaque. Ce charmant orifice, qui vient du mot latin signifiant "égout", est l'ouverture commune des voies reproductives, urinaires et intestinales chez les oiseaux et les crocodyles des deux sexes. Il est presque certain que les dinosaures avaient eux aussi des cloaques, ce qui signifie que les organes génitaux du stégosaure, du deinonychus, de l'argentinosaurus et de tous les autres dinosaures étaient cachés à l'intérieur. Vous ne pourriez pas regarder l'Allosaurus passer et voir quelque chose se balancer.

Et cela nous amène aux détails passionnants de la taille et de la forme. La difficulté réside dans le fait que, selon une estimation réalisée en 2006 par Steve Wang et Peter Dodson, il y aurait eu plus de 1 850 genres de dinosaures sur une période de plus de 150 millions d'années. Presque toutes les généralisations sur les organes sexuels des dinosaures sont fausses à certains égards, et la recherche d'analogues modernes est une tâche compliquée. Si l'on se tourne vers les dinosaures aviaires modernes pour trouver des indices, on est confronté à un ensemble bizarre d'organes et de stratégies de reproduction. Les mâles de la plupart des espèces d'oiseaux n'ont pas de pénis du tout et transmettent le matériel génétique aux femelles par le biais d'une brève rencontre que l'on appelle le "baiser cloacal". Par ailleurs, l'érismature argentine Oxyura vittata possède le plus long pénis par rapport à la longueur du corps de tous les vertébrés connus, et les canards en général sont devenus tristement célèbres pour avoir des organes sexuels bizarres qui ont une disposition en forme de serrure et de clé. En général, cependant, il semble que la présence d'un pénis chez les oiseaux mâles soit l'état ancestral, et que la perte d'un pénis soit une spécialisation évolutive.

Les choses ne sont pas aussi variées sur l'autre branche de notre parenthèse évolutive. Les crocodyliens mâles ont un pénis relativement petit. Cette condition, combinée au fait qu'un pénis semble être l'état archaïque des oiseaux mâles, signifie que les dinosaures mâles avaient probablement eux aussi un pénis. Comme l'a décrit de manière imagée le paléontologue Kenneth Carpenter, "en supposant que vous soyez assez stupide pour vous faufiler sous un T. rex et lui ouvrir le cloaque, la dernière chose que vous verriez au cours des derniers instants de votre vie serait un pénis, s'il s'agissait d'un mâle, probablement similaire à celui que l'on voit chez un crocodile". L'organe aurait probablement eu une seule tête et un canal le long du sommet pour que les spermatozoïdes puissent descendre, comme on le voit chez les proches parents vivants des dinosaures.
Nous ne connaîtrons probablement jamais l'éventail complet des variations du pénis des dinosaures. Je doute que des créatures aussi diverses et disparates aient pu avoir une anatomie unique, même si je doute également de l'idée terrifiante - qui revient souvent dans les commentaires sur Internet - selon laquelle les dinosaures mâles auraient pu avoir de longs organes préhensiles leur permettant d'inséminer à distance. Mais quelle que soit l'apparence de leurs gonades, les dinosaures mâles devaient probablement s'approcher très près de leurs partenaires féminines pendant les rapports sexuels. Il n'y avait qu'un nombre limité de positions qui auraient fonctionné pour les dinosaures.

Mais nous en savons en fait un peu plus sur l'anatomie reproductive des dinosaures femelles que sur celle des dinosaures mâles. L'anatomie du pénis des dinosaures est limitée par ce que nous savons des relations évolutives des dinosaures et ce que nous sommes prêts à imaginer, mais quelques fossiles significatifs ont donné aux paléontologues une idée générale de l'appareil reproducteur des dinosaures femelles. Le plus fantastique d'entre eux est le bassin d'un oviraptorosaure - l'un des dinosaures à bec recouvert de plumes qui étaient des cousins relativement proches de dinosaures comme le Velociraptor - avec deux œufs conservés à l'intérieur. Décrites en 2005 par Tamaki Sato et ses collègues, les hanches montrent que la femelle oviraptorosaure était morte juste avant de pondre ces œufs. Cette découverte fortuite montre qu'au moins certains dinosaures possédaient un mélange de caractéristiques reproductives semblables à celles des oiseaux et des crocodiles.

Alors que les oiseaux femelles n'ont qu'un seul oviducte - ce qui serait une adaptation liée au fait de devenir suffisamment léger pour voler - la présence de deux œufs chez le dinosaure suggère la présence de deux oviductes, comme chez les crocodiliens. Mais le fait qu'il n'y ait que deux œufs indique que le dinosaure ne pondait qu'un petit nombre d'œufs à la fois. Au lieu de produire une grande ponte d'œufs et de les pondre tous en même temps, comme les crocodyliens, le dinosaure ne pondait que deux œufs par tour et disposait ces paires autour du nid. (Les oviraptorosaures sont célèbres pour avoir été retrouvés conservés au sommet de nids qui semblent présenter un anneau d'œufs appariés). La femelle dinosaure n'avait pas un système de reproduction comme celui d'un oiseau ou d'un crocodile, mais une combinaison de traits observés dans les lignées modernes.

D'autres œufs laissent penser que certains des plus grands dinosaures auraient pu être plus proches des crocodiles. Personne n'a encore trouvé de Diplodocus avec des œufs conservés dans la région de la hanche, mais les paléontologues ont trouvé de nombreux œufs appartenant à des dinosaures sauropodes. Certains d'entre eux présentent un état pathologique dans lequel les œufs sont recouverts d'une deuxième couche de coquille. Selon Kenneth Carpenter, il y a deux façons possibles pour que cela se produise. L'une des possibilités est que l'œuf ait calé lors de son passage dans la glande coquille et qu'il ait été recouvert d'une seconde couche en raison de ce retard. Mais l'autre explication est que certains dinosaures ont pu produire un grand nombre d'œufs relativement rapidement, et parfois, tant d'œufs remplissaient l'appareil reproducteur d'une mère dinosaure avant la ponte qu'un œuf pouvait être repoussé dans l'oviducte où il serait recouvert d'une autre couche de coquille. Cette pathologie est souvent observée chez les crocodyliens et d'autres reptiles, mais elle est plus rare chez les oiseaux, et l'idée que les sauropodes pondaient des œufs en grandes séries semble correspondre aux nids attribués à ces dinosaures. Des dinosaures comme le Brachiosaurus et le Mamenchisaurus pondaient des nids de plusieurs œufs qui étaient relativement petits par rapport à leur taille, il est donc possible qu'ils aient déposé des couvées entières, tandis que des dinosaures plus petits comme les oviraptorosaures pouvaient pondre un nombre limité d'œufs à la fois.

Il y a beaucoup de choses que nous ne savons pas sur le sexe des dinosaures. Des positions possibles à l'anatomie, les mystères abondent. Mais le sujet a dépassé le stade des spéculations idiotes. Une meilleure compréhension des relations évolutives des dinosaures a donné aux paléontologues un cadre à partir duquel ils peuvent émettre des hypothèses sur les différents aspects de la reproduction des dinosaures, et ces idées ont été testées par les découvertes dans les archives fossiles. Les découvertes et les analyses futures permettront sans aucun doute d'éclaircir certaines des inconnues qui subsistent. Nous commençons tout juste à découvrir certains des secrets les plus intimes de la vie des dinosaures.