Un vomi fossilisé vieux de 290 millions d'années

Un chercheur de Brandon participe à une découverte : une régurgitalite à Bromacker

Un chercheur de l'Université de Brandon a contribué à la mise au jour d'une régurgitalite — un vomissement fossilisé — vieille de près de 290 millions d'années, extraite du site fossilifère de Bromacker en Allemagne centrale et décrite cette semaine dans un article de la revue à comité de lecture Scientific Reports. Cette découverte, co-rédigée par le Dr Mark MacDougall de l'Université de Brandon, constitue le plus ancien exemple confirmé d'un repas régurgité par un prédateur dans un écosystème entièrement terrestre. Parce que le spécimen conserve des os partiellement digérés dans un amas ordonné, les chercheurs peuvent interpréter les comportements alimentaires et les relations prédateur-proie d'une manière que les os dispersés sur le sol permettent rarement.

Un chercheur de Brandon aide à révéler les comportements alimentaires dans les écosystèmes du Permien inférieur

La régurgitalite est importante car elle enregistre un événement de nourrissage unique — et ses conséquences — plutôt que les restes accumulés qui constituent de nombreux assemblages fossiles. En utilisant la tomodensitométrie (scanner CT) à haute résolution, l'équipe a cartographié des dizaines de fragments d'os au sein de la masse et a identifié des restes attribuables à au moins trois types de proies différents : un petit reptile, un vertébré agile semblable à un lézard et un morceau provenant d'un animal herbivore beaucoup plus grand. Ce contenu mixte, combiné à la taille et à l'alignement des os, pointe vers un super-prédateur — possiblement un parent de pélycosaure de grade Dimetrodon — qui aurait avalé plus qu'il ne pouvait transformer et aurait ensuite expulsé une partie de son repas.

Méthodes et preuves

Les chercheurs ont abordé le spécimen avec une panoplie de techniques non destructives. La tomodensitométrie a produit une carte tridimensionnelle virtuelle des positions et des formes des os à l'intérieur de la roche, permettant à l'équipe de trier les fragments qui se chevauchaient et de vérifier si l'assemblage reflétait un compactage stomacal plutôt qu'une accumulation aléatoire. Des analyses chimiques du sédiment encaissant et des revêtements minéraux autour des fragments ont révélé une composition distincte de la matrice ordinaire, un schéma cohérent avec un contenu intestinal altéré par la diagenèse plutôt qu'avec un sédiment d'enfouissement ordinaire. Prises ensemble — l'alignement des os, le signal taxonomique mixte et l'anomalie géochimique — ces lignes de preuve soutiennent l'interprétation selon laquelle l'objet est une régurgitalite.

Comment les chercheurs datent et identifient le spécimen

L'âge attribué à la régurgitalite provient du contexte géologique établi du site de Bromacker, un horizon riche en fossiles dont les sédiments sont corrélés à des roches vieilles d'environ 290 millions d'années. Ce cadre stratigraphique — construit à partir de décennies de travail de terrain à Bromacker et de corrélations régionales — fournit l'ancrage temporel. L'identification des os à l'intérieur a utilisé l'anatomie comparée : les fragments scannés ont été comparés à des éléments squelettiques connus de la faune de Bromacker et de taxons apparentés du Permien. Lorsque des os de tailles et de morphologies différentes sont trouvés ensemble et alignés dans une masse compacte, les correspondances anatomiques et les relations spatiales aident les paléontologues à distinguer un repas avalé puis régurgité d'un méli-mélo d'os déposés par d'autres processus taphonomiques.

Régurgitalite versus coprolithe

Le vomissement fossilisé (régurgitalite) et les excréments fossilisés (coprolithe) enregistrent différentes parties du processus digestif d'un animal et conservent donc différents types d'informations. Les régurgitalites ont tendance à contenir des éléments plus robustes et moins mâchés — tels que des os, des écailles ou des fragments de plantes — que le prédateur ne pouvait pas digérer ou a choisi d'expulser. Elles présentent souvent un empilement orienté des éléments et sont dépourvues de la matrice homogénéisée typique des coprolithes. Les coprolithes contiennent généralement des matériaux plus transformés, notamment des os broyés, des résidus organiques minéralisés et une matrice fécale compactée. Dans ce cas, l'alignement et l'absence relative d'abrasion digestive sur de nombreux os ont été des indices clés permettant de déterminer que la masse avait été vomie plutôt qu'excrétée.

Ce que le repas fossilisé révèle sur les régimes alimentaires et les écosystèmes anciens

Les régurgitalites individuelles sont rares mais scientifiquement précieuses car elles relient directement un consommateur à ce qu'il a consommé. Ce spécimen ouvre une fenêtre sur ce qu'un seul prédateur mangeait en une seule journée il y a près de 300 millions d'années, offrant aux paléontologues un instantané des interactions trophiques plutôt que des déductions statistiques basées sur des os isolés. La présence de plusieurs types de proies dans une seule masse suggère une alimentation opportuniste avec un régime mixte — de petits vertébrés ainsi que des portions de plus grands herbivores — et démontre que des stratégies de prédation complexes, y compris l'expulsion sélective de parties indigestes, étaient déjà en place dans les écosystèmes terrestres du Permien. Un tel comportement a des parallèles modernes : les rapaces, les chouettes et certains reptiles d'aujourd'hui rejettent régulièrement des restes indigestes sous forme de pelotes ; le fossile montre un corollaire ancien de cette stratégie écologique.

Techniques utilisées pour étudier le matériel régurgité fossilisé

Au-delà de la tomodensitométrie et de l'anatomie comparée, les équipes étudiant les régurgitalites combinent la micro-photographie, la micromorphologie et l'analyse élémentaire pour caractériser les tissus préservés et les remplacements minéraux. Les scans CT permettent aux chercheurs de disséquer numériquement la masse, d'isoler des fragments et de reconstruire les positions anatomiques probables. Le travail géochimique peut identifier les phases minérales et les oligo-éléments concentrés par les fluides digestifs, tandis que les coupes minces et la microscopie révèlent si les surfaces osseuses portent des traces d'attaque par l'acide stomacal ou des signatures d'abrasion. En superposant ces lignes de preuve indépendantes, les paléontologues peuvent passer d'une explication plausible à une interprétation robuste selon laquelle une masse est un matériel régurgité plutôt qu'une accumulation fortuite d'os.

Contexte et découvertes continues à Bromacker

Le site de Bromacker a livré une suite de fossiles terrestres exceptionnellement préservés qui éclairent la vie terrestre au début du Permien. Le site est réputé pour conserver non seulement des os, mais aussi des empreintes de tissus mous et de peau, des caractéristiques qui se décomposent généralement avant la fossilisation. Le Dr MacDougall et ses collègues ont récemment décrit certaines des plus anciennes empreintes connues d'écailles de reptiles provenant du même gisement, soulignant le rôle de Bromacker en tant que dépôt de données comportementales et tégumentaires, et pas seulement de restes squelettiques. Ensemble, ces découvertes aident les paléontologues à reconstruire une image plus riche et plus texturée des écosystèmes à une époque où la vie vertébrée se consolidait sur terre.

Le Dr Mark MacDougall — le chercheur de l'Université de Brandon qui aide à découvrir ces fossiles — souligne la rareté de ce type de preuve alimentaire directe. Il note que, comme la peau et d'autres empreintes délicates sont généralement perdues par décomposition, le fait de trouver à la fois des détails tégumentaires et une régurgitalite préservée à Bromacker offre des instantanés inhabituellement complets de la biologie et des interactions des organismes. Cette combinaison de données comportementales et anatomiques renforce les modèles écologiques pour les temps géologiques et informe sur la manière dont les scientifiques interprètent les gisements de fossiles ailleurs.

Portée plus large et prochaines étapes

Au-delà de la nouveauté d'être la plus ancienne régurgitalite terrestre répertoriée, le spécimen souligne un point général : les comportements que nous considérons comme modernes ont des racines évolutives profondes. La capacité d'expulser des parties indigestes, et les pressions écologiques qui rendent cela adaptatif, étaient présentes il y a des centaines de millions d'années. Les travaux futurs étendront les scans comparatifs de masses similaires, exploreront d'autres sites à la recherche de régurgitalites négligées et affineront les signatures géochimiques qui distinguent le matériel traité par le système digestif du sédiment ordinaire. Le spécimen de Bromacker sera également réexaminé dans le cadre des saisons de terrain et des études de laboratoire en cours, et il apparaîtra probablement dans des études morphologiques et isotopiques plus larges visant à reconstruire les réseaux trophiques à partir des archives terrestres du Permien.

Pour le public comme pour les chercheurs, cette découverte rappelle que même des objets apparemment étranges ou peu reluisants — un amas de roche ayant autrefois transité par une gorge ancienne — peuvent réécrire les détails d'écologies enfouies depuis longtemps. À mesure que les équipes continuent d'appliquer des méthodes d'imagerie et de chimie modernes aux sites fossilifères classiques, d'autres fossiles comportementaux pourraient voir le jour, enrichissant notre compréhension du passé profond de la vie.

Sources

• Scientific Reports (article de recherche décrivant la régurgitalite de Bromacker)
• Université de Brandon (chercheur Dr Mark MacDougall et matériel de presse associé)
• Groupes de recherche du site fossilifère de Bromacker (études stratigraphiques et paléontologiques d'Allemagne centrale)