Mineralized tissues in dinosaurs interpreted as having formed through metaplasia: A preliminary evaluation

Les biologistes évolutionnistes définissent la « métaplasie » comme la transformation permanente de l'identité d'une cellule, et il existe beaucoup d'exemples de ce type de transformation chez les vertébrés actuels (par exemple, des chondrocytes qui se transforment en ostéoblastes). Ces métaplasies ont été observées pendant la minéralisation des tendons « ossifiés » d'oiseaux actuels. Dans cette étude, nous avons examiné des tendons ossifiés de Bubo et Meleagris, et utilisé les caractéristiques de leurs tissus métaplastiques pour reconnaître ces derniers chez plusieurs dinosaures non aviens. Les éléments fossilisés qui composent notre échantillon sont variés et incluent des tendons et un os nasal d'hadrosaure, la base de la massue de la queue d'un ankylosaure, des épines neurales de sauropodes et des apophyses allongées de vertèbres caudales de dromaeosaures. Les tendons minéralisés aviens montrent un tissu primaire (analogue à celui de l'os primaire) et des reconstructions secondaires (RSs ; analogues aux ostéones secondaires). Ces deux tissus sont composés de faisceaux fibreux qui sont très compactés et séparés par des espaces en forme d'arcs en section transversale. Lorsqu'ils sont observés longitudinalement, ces faisceaux forment des stratifications en arêtes de poissons (herringbone). Il n'y a aucune évidence d'ostéocytes au niveau de ce tissu primaire, et les espaces précédemment interprétés comme des lacunes ostéocytaires sont en fait simplement des espaces vides entre les faisceaux fibreux. Le tissu qui entoure les espaces vasculaires est dense, non vascularisé et apparemment hyperminéralisé. La minéralisation des fibres se fait de façon centrifuge. Chez les dinosaures non aviens, les structures primaires et secondaires sont identiques à celles trouvées dans les tendons minéralisés aviens. En effet, (1) ils sont très fibreux ; (2) ils ont des faisceaux fibreux séparés par des espaces en forme d'arc en section transversale, et (3) ils sont disposés en arêtes de poisson (herringbone) en vue longitudinale. Les RSs sont différentes des systèmes haversiens typiques, car elles possèdent des bords irréguliers, ce qui suggère une destruction de la matrice fibreuse et la formation d'espaces vasculaires initiaux (peut-être due à une lyse enzymatique ou une phagocytose). Par la suite, des fibroblastes, fibrocytes ou autres cellules auraient pris part au remodelage. Des ostéocytes avec des canalicules ont été observés uniquement dans des RSs matures, localisées profondément dans les éléments (et non au niveau de leurs bordures extérieures). Comme les tissus primaires et secondaires des fossiles sont identiques à ceux trouvés dans les tendons minéralisés d'oiseaux actuels, il est probable que des processus similaires sont responsables de la formation de ces éléments fossiles. Leurs propriétés biomécaniques étaient aussi vraisemblablement similaires, présentant peut-être une résistance aux traumatismes, comme la fibre de carbone. Même si le tissu primaire de l'épine neurale du sauropode est différent des autres tissus et semble être formé de fibrocartilage hyperminéralisé, ces RSs sont similaires à celles observées chez les autres dinosaures. Puisqu'aucune lacune ostéocytaire n'a été observée dans ces tissus primaires de dinosaures, nous formons l'hypothèse que ces tissus fossilisés ont étés formés par transformations métaplastiques (peut-être à partir de fibroblastes), plutôt que par ossification périostique et intramembranaire. Cette étude suggère que des modes de minéralisation alternatifs auraient pu être plus abondants chez les dinosaures non aviens que ce qui est généralement accepté.