Les fossiles gallois « étranges merveilles » ajoutent une pièce au puzzle de l’évolution des arthropodes


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  • Les fossiles les plus célèbres de l’explosion cambrienne de la vie animale il y a plus d’un demi-milliard d’années sont très différents de leurs homologues modernes. Ces « merveilles étranges », telles que les cinq yeux Opabinie avec sa trompe frontale distinctive et le redoutable prédateur au sommet Anomalocaris avec ses pièces buccales radiales et ses appendices épineux, sont devenus des icônes de la culture populaire. Cependant, ils n’ont été reconnus que très récemment comme des stades d’évolution éteints qui sont cruciaux pour comprendre les origines de l’un des phylums animaux les plus grands et les plus importants, les arthropodes (un groupe qui comprend les crabes, les araignées et les mille-pattes modernes).

    Dans un article publié aujourd’hui dans Communication Nature, deux nouveaux spécimens avec des similitudes frappantes avec Opabinie sont décrits à partir d’un nouveau dépôt fossile enregistrant la vie à l’Ordovicien, 40 millions d’années après l’explosion cambrienne. Ce gisement, situé dans un champ de moutons près de Llandrindod Wells au centre du Pays de Galles (Royaume-Uni), a été découvert pendant les fermetures de COVID-19 par des chercheurs indépendants et des résidents de Llandrindod, le Dr Joseph Botting et le Dr Lucy Muir, chercheurs honoraires à Amgueddfa Cymru — National Museum Pays de Galles.

    La carrière est bien connue comme l’un des nombreux sites locaux produisant de nouvelles espèces d’éponges fossiles. « Quand le verrouillage a commencé, j’ai pensé que je ferais un voyage de plus pour récupérer quelques dernières éponges avant de les écrire », a déclaré Botting, « bien sûr, c’est le jour où j’ai trouvé quelque chose qui sortait ses tentacules d’un tube à la place . »

    « C’est le genre de chose dont rêvent les paléontologues, une véritable préservation des corps mous », a déclaré Muir, « nous n’avons pas bien dormi cette nuit-là. » Ce fut le début d’une enquête approfondie et continue qui s’est transformée en une collaboration internationale, avec l’auteur principal, le Dr Stephen Pates (Université de Cambridge) et l’auteur principal, le Dr Joanna Wolfe (Département de biologie de l’organisme et de l’évolution à l’Université de Harvard).

    Parmi les fossiles déterrés jusqu’à présent se trouvent deux restes très inattendus des « merveilles étranges » du Cambrien. Pates a rencontré Botting et Muir pour étudier les spécimens à l’aide de microscopes achetés grâce à un financement participatif pour examiner les minuscules spécimens. Le plus gros spécimen mesurait 13 mm, tandis que le plus petit mesurait un minuscule 3 mm (à titre de comparaison Opabinie les spécimens peuvent être 20 fois plus longs).

    Des études approfondies au cours de cette visite ont révélé des détails supplémentaires dans les nouveaux spécimens. Certaines de ces fonctionnalités se retrouvent également dans Opabinietels que des «pattes» de lobopodes triangulaires et spongieuses pour interagir avec les sédiments, et – dans le plus petit spécimen – un ventilateur de queue avec des pales de forme similaire à Opabinie‘s sœur récemment décrite, Utaurora. Cependant, d’autres caractéristiques reconnues dans le matériel, telles que des sclérites couvrant la tête ainsi que la présence d’épines sur la trompe, n’étaient connues d’aucun opabiniid et faisaient plutôt allusion à un possible radiodont (y compris Anomalocaris) affinités. Les différences entre les deux spécimens ont amené les chercheurs à se demander si celles-ci étaient dues à des changements au cours de la croissance d’une espèce, ou suggéraient-elles plutôt que deux espèces distinctes étaient présentes dans ce nouveau gisement ?

    Les auteurs décrivent le nouveau taxon, Mieridduryn bonniae, avec le plus grand spécimen désigné l’holotype. Le statut du plus petit spécimen a été laissé ouvert, reflétant ces différentes possibilités. « La taille du plus petit spécimen est comparable à certaines larves d’arthropodes modernes – nous avons dû prendre en compte cette possibilité dans nos analyses », a déclaré Wolfe.

    Le nom du genre Mieridduryn est dérivé de la langue galloise et se traduit par « museau de ronce », reflétant la trompe épineuse dans le nouveau matériau. Il se prononce comme « moi-aéré-theerin. » « De nombreux noms scientifiques sont créés à l’aide de mots latins ou grecs », a déclaré Muir, « mais nous voulions vraiment honorer le Pays de Galles, où les spécimens ont été découverts, et avons donc choisi d’utiliser la langue galloise. » Le nom de l’espèce bonniae rend hommage à la nièce des propriétaires terriens, Bonnie. « Les propriétaires fonciers ont été très favorables à nos recherches, et Bonnie a suivi avec passion nos progrès, assistant même à certaines de nos mises à jour Zoom », a déclaré Botting.

    Les chercheurs ont utilisé des analyses phylogénétiques, comparant les nouveaux fossiles avec 57 autres arthropodes, radiodontes et panarthropodes vivants et fossiles, pour déterminer leur place dans l’histoire de l’évolution des arthropodes. « La position la mieux étayée pour nos spécimens gallois, qu’ils soient considérés comme une ou deux espèces, était plus étroitement liée aux arthropodes modernes qu’aux opabiniids. Ces analyses suggèrent que Mieridduryn et le plus petit spécimen n’était pas de « vrais » opabiniidés », a déclaré Pates.

    Fondamentalement, ces résultats suggèrent qu’une trompe – censée représenter une paire fusionnée d’appendices céphaliques – n’était pas unique aux opabiniidés, mais était plutôt présente dans l’ancêtre commun des radiodontes et des deutéropodes (arthropodes modernes plus dérivés), et à travers l’évolution le temps peut avoir réduit pour devenir le labrum qui recouvre la bouche des arthropodes modernes. Cependant, la deuxième position la mieux soutenue pour ces spécimens était celle de véritables opabiniidés, de sorte que les auteurs ont demandé un peu plus pour tester la robustesse de ce premier résultat.

    « Ces animaux gallois ont 40 millions d’années de moins que Opabinie et Utaurora » a déclaré Wolfe, « il était donc important d’évaluer les implications de certaines caractéristiques, telles que les épines sur les appendices ou une carapace, évoluant de manière convergente avec les radiodontes dans nos analyses. » Si certaines, ou toutes, les caractéristiques partagées entre les animaux gallois et les radiodonts étaient plutôt considérés comme ayant évolué de manière convergente, les analyses ont fortement favorisé que ces spécimens soient considérés comme de véritables opabiniidés, les premiers de l’extérieur de l’Amérique du Nord et les plus jeunes de 40 millions d’années.Quelle que soit la conclusion finale, les fossiles sont une nouvelle pièce importante dans l’évolution de l’arthropode scie sauteuse.

    Ces fossiles petits mais scientifiquement puissants sont quelques-unes des premières découvertes de cette importante nouvelle faune ordovicienne. Botting et Muir continuent leur travail dans la petite carrière du champ de moutons et d’autres encore à venir. Muir a ajouté: « Même les moutons savent que nous sommes sur quelque chose de spécial ici, ils viennent généralement regarder. »

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