Découverte d’un ancêtre des mandibulés de 507 millions d’années

Les chercheurs rapportent la découverte du Tokummia katalepsis, datant de 507 millions d’années, et qui pourrait être l’un des plus vieux ancêtres des animaux dotés de mandibules.


Une reconstruction d'artiste du Tokummia katalepsis - Crédit : Lars Fields. Copyright: Royal Ontario Museum
Une reconstruction d'artiste du Tokummia katalepsis - Crédit : Lars Fields. Copyright: Royal Ontario Museum

 

 

Les paléontologues de l’Université de Toronto (U of T) et le Musée royal de l’Ontario (ROM) ont découvert une nouvelle espèce qui éclaire sur l’origine des mandibulés, le groupe d’organismes le plus abondant et diversifié sur Terre. Ce groupe comporte des animaux tels que les mouches, les fourmis, les écrevisses et les mille-pattes. Les travaux sont publiés dans la revue Nature.

L’un des plus vieux ancêtres des animaux à mandibules

La créature, appelée , est un nouvel fossilisé très bien conservé. Les arthropodes sont des animaux invertébrés qui sont connus pour leurs membres segmentés et des genres d’exosquelettes. Le fossile Tokummia katalepsis permet de comprendre l’anatomie des mandibulés. Les mandibulés sont un sous-groupe des arthropodes qui possèdent une paire d’appendices spécialisés connus comme des mandibules. Les mandibules servent pour saisir, écraser ou couper leurs aliments. Les mandibulés comptent des millions d’espèces et ils représentent l’une des plus grandes réussites évolutives et écologiques de la vie sur terre.

En dépit de leur diversité colossale, l’origine des mandibules était un mystère selon Cédric Aria, auteur principal de l’étude et diplômé du programme de doctorat au département d’écologie et de biologie évolutive de U of T. Dans le passé, nous n’avions que quelques pistes sur l’apparence des premiers arthropodes dotés de mandibules et on n’avait aucune idée des principales caractéristiques qui ont déclenché la diversification exceptionnelle de ce groupe.

Un grand prédateur de l’

Le Tokummia katalepsis vivait dans une mer tropicale où la vie était abondante et on peut le considérer comme l’un des plus grands prédateurs cambriens. Cet animal dépassait une longueur de 10 cm et il était un nageur occasionnel. Selon les chercheurs, ses jambes antérieures en faisaient un animal des profondeurs de la même manière que les homards ou les crevettes Mantis. Les spécimens du Tokummia katalepsis proviennent de roches sédimentaires datant de 507 millions d’années près de dans le parc national de Kootenay en Colombie-Britannique.

Le fossile du Tokummia katalepsis - Crédit : Jean-Bernard Caron. Copyright: Royal Ontario Museum

Le fossile du Tokummia katalepsis – Crédit : Jean-Bernard Caron. Copyright: Royal Ontario Museum

Ce nouveau prédateur spectaculaire, l’un des plus grands des arthropodes, rejoint le rang des nombreuses créatures marines inhabituelles qui ont vécu pendant l’explosion cambrienne. L’explosion cambrienne est une période de changement évolutif rapide qui s’est produit il y a environ 500 millions d’années au moment où la plupart des grands groupes d’animaux sont apparus dans le registre fossile selon Jean-Bernard Caron, co-auteur de l’étude.

L’analyse de plusieurs spécimens fossiles a montré que le Tokummia possédait de larges mandibules dentelées ainsi que de grandes griffes antérieures spécialisées qu’on connait comme des maxillipèdes. Les maxillipèdes sont des caractéristiques typiques des mandibules modernes.

Le Tokummia katalepsis possédait des pinces en forme d’ouvre-boite

Les pinces du Tokummia katalepsis étaient de grandes tailles, mais elles étaient également complexes. On peut les comparer à la forme d’un ouvre-boîtes avec leurs 2 dents sur une griffe selon Aria. Mais nous pensons que ces pinces étaient trop fragiles pour saisir des animaux à coquilles, mais elles étaient adaptées pour capturer des proies molles qui se cachaient dans la boue. Une fois que les proies étaient déchirées par les membres épineux du Tokummia katalepsis, celui-ci utilisait ses mandibules pour couper la chair en petites pièces facilement comestibles.

Le corps de Tokummia est composé de plus de 50 petits segments recouverts par une large structure en forme de coque qu’on connait comme une carapace bivalve. Il est à noter que l’animal possède des bases de membres qui sont subdivisées avec des projections minuscules connues comme des endites. On trouve notamment les endites dans les larves de certains crustacés et ils sont considérés comme des innovations cruciales pour l’évolution des mandibules.

Ce corps à plusieurs segments rappelle les myriapodes, un groupe qui comprend les mille-pattes, les millipèdes et leurs proches. Le Tokummia katalepsis ne possède pas de la seconde antenne typique qu’on retrouve dans les crustacés ce qui illustre une convergence très surprenante avec ces mandibules terrestres selon Aria.

L’étude résout également les associations avec les autres fossiles emblématiques du Burgess Shale. Notre étude suggère qu’un certain nombre d’autres fossiles de Burgess Shale tels que le Branchiocaris, le Canadaspis et l’Odaraia forment avec le Tokummia un groupe d’arthropodes de type crustacé que nous pouvons maintenant placer à la base de tous les mandibulés selon Aria. L’animal a été nommé d’après le ruisseau Tokumm Creek qui traverse le Marble Canyon dans le nord du parc national de Kootenay ainsi que du mot grec qui signifie « saisir ».

Une animation en 3D du Tokummia katalepsis

 

Source : Nature (http://dx.doi.org/10.1038/nature22080)

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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