De nouvelles pistes sur l’émergence des animaux il y a 540 millions d’années

L’analyse la plus complète du plus grand groupe d’animaux de la Terre, les euarthropodes, montre qu’ils ont évolué progressivement en remettant en question les principales hypothèses de l’évolution précoce des animaux.


Une reconstruction d'un prédateur et euarthropode Anomalocaris canadensis selon des fossiles du Burgess Shale au Canada - Crédit : Natalia Patkiewicz
Une reconstruction d'un prédateur et euarthropode Anomalocaris canadensis selon des fossiles du Burgess Shale au Canada - Crédit : Natalia Patkiewicz

Tous les grands groupes d’animaux sont apparus dans le registre fossile pour la première fois il y a 540 millions à 500 millions d’années dans un événement connu sous le nom d’explosion cambrienne, mais de nouvelles recherches suggèrent que cette explosion était en fait un processus plus progressif.

Les euarthropodes

L’explosion cambrienne a produit les groupes d’animaux les plus diversifiés sur Terre qu’on désigne comme les euarthropodes. Les Euarthropoda incluent les insectes, les crustacés, les araignées, les trilobites, et une grande diversité d’autres formes animales vivantes et éteintes. Ils représentent plus de 80 % de toutes les espèces animales de la planète et est des éléments essentiels de tous les écosystèmes terrestres ce qui en fait le groupe le plus important depuis plus de 500 millions d’années.

Une équipe basée au Muséum d’histoire naturelle de l’Université d’Oxford et à l’Université de Lausanne a réalisé l’analyse la plus complète des premiers euarthropodes fossiles de tous les différents types possibles de préservation des fossiles. Dans un papier publié dans la revue PNAS, ils montrent que l’ensemble des fossiles montre une évolution progressive des euarthropodes au début du Cambrien il y a 540 à 500 millions d’années.

Des fossiles à corps mou exceptionnellement conservés du prédateur du Cambrien et euarthropode de la lignée Anomalocaris canadensis provenant du Burgess Shale au Canada.   En haut à gauche : Un appendice frontal montrant une segmentation similaire aux euarthropodes modernes.   En bas à droite : Un spécimen complet montrant une paire d'appendices frontaux (flèches blanches) et des pièces buccales constituées de plaques avec des dents (flèche noire) sur la tête - Crédit : A. Daley

Des fossiles à corps mou exceptionnellement conservés du prédateur du Cambrien et euarthropode de la lignée Anomalocaris canadensis provenant du Burgess Shale au Canada.
En haut à gauche : Un appendice frontal montrant une segmentation similaire aux euarthropodes modernes.
En bas à droite : Un spécimen complet montrant une paire d’appendices frontaux (flèches blanches) et des pièces buccales constituées de plaques avec des dents (flèche noire) sur la tête – Crédit : A. Daley

La nouvelle analyse présente un défi aux 2 principales hypothèses concurrentes sur l’évolution précoce des animaux. La première suggère une évolution lente et progressive des euarthropodes qui ont commencé il y a 650 à 600 millions d’années ce qui était cohérent avec les premières estimations de datation moléculaire de leur origine. La seconde hypothèse revendique l’apparition presque instantanée des euarthropodes il y a 540 millions d’années en raison de taux d’évolution très élevés.

Un mélange d’apparition et d’évolution progressive

La nouvelle recherche suggère un compromis entre ces deux hypothèses avec l’origine des euarthropodes datant d’il y a 550 millions d’années, correspondant à des estimations de datations moléculaires plus récentes et à la diversification subséquente au cours des 40 millions d’années suivantes.

Chacun des principaux types de preuves fossiles a ses limites et ils sont incomplets sur le plan individuel, mais quand on les regarde en ensemble, ces preuves sont mutuellement intéressantes et permettent une image cohérente de l’origine et de l’apparition des euarthropodes pendant le Cambrien inférieur à moyen selon la professeure Allison Daley, qui a effectué le travail au Muséum d’histoire naturelle de l’Université d’Oxford et à l’Université de Lausanne. Cela indique que l’explosion cambrienne, plutôt que d’être un événement soudain, s’est déroulée progressivement au cours des 40 millions d’années du Cambrien inférieur à moyen.

Un modèle de la lignée Peytoia, basée sur les fossiles de Burgess Shale au Canada.   En haut à gauche : Gros plan des parties de la bouche et des appendices frontaux.   En bas à droite : Vue d'ensemble du corps.  Crédit :  E. Horn

Un modèle de la lignée Peytoia, basée sur les fossiles de Burgess Shale au Canada.
En haut à gauche : Gros plan des parties de la bouche et des appendices frontaux.
En bas à droite : Vue d’ensemble du corps.
Crédit : E. Horn

Le timing de l’origine des Euarthropoda est très important, car il affecte la façon dont nous voyons et interprétons l’évolution du groupe. En déterminant quels groupes se sont développés en premier, nous pouvons suivre l’évolution des caractéristiques physiques telles que les membres. On suggéré que l’absence d’euarthropodes de la période précambrienne, avant 540 millions d’années, est le résultat d’un manque de préservation des fossiles. Mais la nouvelle étude exhaustive sur les fossiles suggère que ce n’est pas le cas.

On peut maintenant rejeter l’idée que les arthropodes sont absents des registres fossiles précambriens en raison des biais dans la préservation des fossiles selon le Dr Greg Edgecombe du Natural History Museum de Londres, qui n’a pas participé à l’étude. Les auteurs avancent un argument très convaincant selon lequel les précambriens et les cambriens tardifs sont très semblables en ce qui concerne la préservation de leurs fossiles et c’est la seule explication plausible est les arthropodes n’avaient pas encore évolué.

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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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