En 1915, le paléontologue allemand Ernst Freiherr Stromer von Reichenbach décrivit l'un des plus étranges dinosaures connus de la science: le «lézard à la colonne vertébrale égyptienne» ou Spinosaurus aegyptiacus . Déterré lors d'une fouille en Égypte trois ans plus tôt, quelques éléments distinguent Spinosaurus dès le départ. Sa mâchoire inférieure avait une extrémité carrée et sa bouche était remplie de dents inhabituelles qui auraient pu être utilisées pour attraper du poisson. Le fossile portait également de longues épines dorsales, ce qui incitait Stromer à se comparer à un caméléon à crête.
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Les fossiles égyptiens - des vertèbres et une pièce de crâne - ont finalement été exposés dans un musée de paléontologie à Munich, mais la montée du régime nazi n’a fait que nuire à Stromer, critique acharné du Troisième Reich. Il a perdu deux fils dans la guerre et une frappe aérienne alliée à Munich a détruit les restes de S. aegyptiacus . Depuis lors, seuls quelques os et dents de Spinosaurus isolés se sont révélés dans des fossiles à travers le monde. Sans un squelette plus complet, la véritable nature et l'apparence du mystérieux dino ont été laissées à la spéculation (et à l'imagination des animateurs de Jurassic Park III ).
Des recherches financées par la National Geographic Society et publiées aujourd’hui dans la revue Science permettent au monde d’être présenté à cet ancien prédateur étrange - et révèlent que l’animal a probablement passé sa vie à la fois sur terre et sur l’eau.
«Les dinosaures étaient bien plus diversifiés et adaptables que nous ne leur en attribuons le crédit», déclare Nizar Ibrahim, paléontologue à l'Université de Chicago et explorateur émergent de National Geographic.
Illustration par Ernst Stromer des os de "voile" de Spinosaurus découverts en Égypte en 1912 et décrits pour la première fois en 1915. (Gracieuseté du Musée de la paléontologie de Munich) Le travail de Stromer en Égypte est en partie ce qui a inspiré Ibrahim à se rendre dans le Sahara à la recherche de fossiles de dinosaures africains. Alors qu'il préparait son doctorat en avril 2008, Ibrahim s'est arrêté dans une ville appelée Erfoud. Un homme portant une moustache l'a approché avec une boîte en carton remplie de fossiles de dinosaures. L'homme, un chasseur de fossiles local, souhaitait l'expertise d'Ibrahim pour identifier les os. La plupart étaient enfermés dans des sédiments, mais l'un d'eux frappa l'œil d'Ibrahim: un long os en forme de lame avec une section rougeâtre. «Je n'avais jamais rien vu de tel auparavant. Je pensais que c'était peut-être une côte ou peut-être juste la colonne vertébrale d'un Spinosaurus », se souvient Ibrahim.
Il a ramené les fossiles à l'université Hassan II de Casablanca, pensant qu'il pourrait un jour déterminer leur identité. En 2013, son collègue italien Cristiano dal Sasso, également co-auteur, lui a dit que le Muséum d'histoire naturelle de Milan avait acquis un éventuel spécimen de Spinosaurus . Lors d'une visite, Ibrahim s'est retrouvé face à un squelette partiel de ce qui semblait être du Spinosaurus aménagé dans le sous-sol du musée.
Le personnel du musée a soupçonné que les os provenaient du Maroc, mais un collectionneur privé avait fait don des fossiles, ce qui rendait plus difficile l'interprétation de la découverte. «Dans ce cas, il était difficile de dire si tous ces os provenaient du même endroit sans le contexte réel», explique Ibrahim.
Les os avaient la même coloration transversale que ceux de la boîte en carton. Ibrahim et ses collègues ont donc décidé de retrouver la source: l'homme à la moustache. Après des semaines passées à essayer de le trouver, l'équipe était en train de prendre le thé dans un café à Erfoud lorsqu'un homme de grande taille vêtu de blanc est passé. "Je viens d'avoir un aperçu de son visage", dit Ibrahim. «Mais je savais que c'était lui.» Ils ont couru après l'homme, et avec un peu de conviction, il les a emmenés à l'endroit où il avait trouvé les ossements: un trou presque comme une grotte dans une falaise dans le Kem Kem du Sahara lits de fossiles.
Les fossiles de dinosaures sont rares en Afrique, mais la région de Kem Kem, située dans le sud-est du Maroc, offre une mine de poissons et de reptiles fossilisés, ainsi que de dinosaures. (Robert Loveridge) 
Les paléontologues parcourent la falaise et fouillent les roches du Crétacé de la région de Kem Kem au sud-est du Maroc, où le squelette partiel de Spinosaurus a été retrouvé. (Nizar Ibrahim) 
Nizar Ibrahim (à gauche) et David Martill, paléontologue à l'Université de Portsmouth au Royaume-Uni et co-auteur, examinent un fragment de colonne vertébrale de Spinosaurus découvert dans le sud-est du Maroc. (Cristiano Dal Sasso) 
Les paléontologues David Martill, Nizar Ibrahim, Paul Sereno et Cristiano Dal Sasso (de gauche à droite) sur le site au Maroc. Une épine partielle de Spinosaurus se trouve au premier plan. (Cristiano Dal Sasso) D'autres fouilles ont révélé davantage d'épines et d'autres os de Spinosaurus, appartenant probablement à un individu vivant dans la région il y a environ 97 millions d'années. L’équipe a examiné des photographies, des dessins et des livres de terrain appartenant à Stromer et a confirmé que ce nouveau spécimen appartenait à la même espèce. Pour reconstruire le squelette, ils ont pris des tomographies par ordinateur (TDM) des fossiles récemment découverts ainsi que de certains musées du monde entier. À partir des archives de Stromer, ils ont créé des modèles numériques de la mâchoire et des vertèbres qu’il a décrites pour la première fois, puis ils ont imprimé en 3D un squelette composite et créé un rendu de chair.
Reconstruction numérique du squelette et contour de chair transparent de Spinosaurus aegyptiacus . Les codes de couleur sont utilisés pour indiquer l’origine de différentes parties du modèle numérique squelettique. Les os du squelette marocain sont rouges. Les os de Stromer sont représentés en orange; le jaune indique les os isolés du Kem Kem. Le vert indique les os modelés à partir des parents de Spinosaurus . Enfin, le terme bleu signifie que la taille et la forme de l'os ont été distinguées des autres os proches du squelette. Un point rouge indique le centre de gravité de l'animal. (Modèle de Tyler Keillor, Lauren Conroy et Erin Fitzgerald, Ibrahim et al., Science / AAAS) À 50 pieds de long, Spinosaurus aegyptiacus dépassait de 9 pieds la taille de Tyrannosaurus rex . Ses épines avaient au plus 6 mètres de haut, soit environ la hauteur moyenne d'un joueur de basket professionnel. «C’était un dinosaure incroyablement imposant, surtout en ce qui concerne les dinosaures prédateurs», déclare Matt Lamanna, paléontologue vertébré du Carnegie Museum of Natural History de Pittsburgh, qui n’était pas affilié à l’étude.
Les lits de Kem Kem marquent ce qui était autrefois un système fluvial tropical, un paradis pour les prédateurs. Parmi les autres habitants figuraient des coelacanthes, des requins, des crocodiles, des reptiles volants et des proches parents de T. rex . «J'appelle cet endroit l'endroit le plus dangereux de l'histoire de notre planète. C'est plein de dinosaures prédateurs. C'est vraiment inhabituel », dit Ibrahim.
Ce qui rend Spinosaurus spécial, ce sont ses adaptations uniques qui ont peut-être permis au dinosaure de chasser sous l’eau. Comme les crocodiles, Spinosaurus avait un long museau étroit avec des narines au milieu du crâne, parfait pour les submersions. Il comportait également une deuxième paire d'ouvertures, probablement des fentes neurovasculaires que l'on retrouve également chez les crocodiles. Spinosaurus avait un long cou, comme un héron ou une cigogne. De grandes dents en forme de cône et de puissants bras griffus pourraient avoir été utilisés pour capturer et manger du poisson, un comportement corroboré par une précédente analyse isotopique de l’oxygène qui indiquait que Spinosaurus était un pescatarian.
Le bassin de Spinosaurus était petit mais attaché à de puissantes pattes courtes, semblables aux anciens ancêtres des baleines. Ses grands pieds avaient des griffes plates, une structure qui aurait pu être utile pour pagayer. Des os de queue faiblement reliés auraient pu permettre à l'animal de se propulser dans l'eau comme un poisson, et ses os très serrés ressemblent à ceux d'un pingouin.
Reconstruction du crâne de Spinosaurus aegyptiacus avec des os déjà connus montrés en bleu. (ouvrage de Davide Bonadonna, Ibrahim et al., Science / AAAS) «C'était une chimère: mi-canard, mi-crocodile. Nous n'avons rien de vivant qui ressemble à ceci aujourd'hui », a déclaré le co-auteur de l'étude, Paul Sereno, paléontologue des vertébrés à l'Université de Chicago.
«Le grand mystère qui reste est la fonction de ces longues épines sur les vertèbres dorsales», explique Hans-Dieter Sues, paléontologue des vertébrés au Muséum national d'histoire naturelle qui n'était pas affilié à l'œuvre. Auparavant, les chercheurs suggéraient que les épines pourraient être noyées dans une bosse, semblables à celles des buffles utilisés pour le stockage et l'affichage des graisses.
Au lieu de cela, Ibrahim et son équipe ont détecté des preuves potentielles d'attachements cutanés le long de la colonne vertébrale qui auraient pu créer une structure en forme de voile. «Si vous nagez principalement et que vous passez beaucoup de temps dans l'eau, la voile est la partie de votre corps qui va ressortir et être visible de très loin», explique Ibrahim. «La taille de votre voile pourrait indiquer à [d'autres animaux] quelque chose à propos de votre âge, votre taille, afin qu'ils ne viennent pas et ne pénètrent pas dans vos lieux de pêche.»
Seul dinosaure connu adapté à la vie dans l'eau, Spinosaurus a nagé dans les fleuves d'Afrique du Nord il y a cent millions d'années, subissant un régime à base de poisson. (Art: Davide Bonadonna; Sources: Nizar Ibrahim (Université de Chicago), Cristiano Dal Sasso et Simone Maganuco (Muséum d'histoire naturelle de Milan)) Alors que les reptiles aquatiques existaient dans le passé, l’idée d’un dinosaure aquatique a mis les paléontologues en désaccord depuis des décennies. «Sans une machine à remonter le temps, il est impossible de savoir ce que tout animal éteint a fait», explique Lamanna. Et bien qu'un style de vie semi-aquatique ne soit qu'une explication possible des adaptations de Spinosaurus, de multiples sources de données soutiennent la théorie selon laquelle ce dinosaure aurait pu être aquatique, dit-il.
Sues est d'accord: «Il semblait que les dinosaures étaient principalement des animaux terrestres. Spinosaurus a de nouveau changé cette image. "
Une exposition intitulée «Spinosaurus: le géant perdu du crétacé» exposera cette découverte au National Geographic Museum de Washington, DC, du 12 septembre 2014 au 12 avril 2015. Elle comprend le modèle numérique, le squelette imprimé en 3D et étoffé rendu de ce à quoi Spinosaurus aegyptiacus aurait pu ressembler. Le dinosaure nageur fera également l’objet d’une émission spéciale de National Geographic / NOVA sur PBS le 5 novembre à 21 h et d’un article de fond dans le numéro d’octobre du magazine National Geographic .
