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Un fossile vieux de 500 millions d’années éclaire un étrange mystère de l’évolution

Après quatre ans Le paléontologue amateur Chris Hefner a fait une découverte intéressante. « Je savais que ça valait la peine d’être gardé », a-t-il déclaré. Il a posté sa découverte sur Facebook.

J’ai découvert son message et j’ai réalisé que c’était une énorme trouvaille: J’étudie les fossiles d’invertébrés Au Conseil espagnol de la recherche. Lorsque j’ai contacté Hefner, il a accepté de faire don du fossile au Natural History Museum de Londres.

En collaboration avec des collègues aux États-Unis et au Royaume-Uni, nous avons déterminé qu’il s’agissait d’un parent vieux de 510 millions d’années de l’étoile de mer et de l’oursin d’aujourd’hui. Il est tout à fait unique et nouveau pour la science et n’a qu’un squelette partiel. Nous l’avons appelé Yorkicystis haefneriaprès l’avoir découvert.

yorkistis De nouvelles informations ont été révélées sur l’évolution de la vie sur Terre à une époque où la plupart des groupes d’animaux sont apparus pour la première fois.

Les oursins font partie des yorkistisLes proches survivants.Samuel Zamora

Explosion cambrienne

yorkistis Il a vécu pendant « l’explosion cambrienne » il y a 539 à 485 millions d’années. Avant cette époque, les bactéries et autres micro-organismes simples vivaient côte à côte Animaux édiacariensmystérieuses créatures douces que les scientifiques connaissent peu.

La période cambrienne a apporté une propagation massive d’espèces qui ont émergé des mers. Il comprenait des groupes d’organismes qui finiraient par dominer la planète et des représentants de la plupart des groupes d’animaux d’aujourd’hui.

En quelques millions d’années, des animaux complexes avec des squelettes et des coquilles durs sont apparus. Pourquoi cela s’est produit n’est pas encore clair, mais Grand changement dans la chimie des océansavec une concentration plus élevée de carbonate de calcium a probablement joué un rôle majeur.

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Les échinodermes n’étaient pas les premiers d’entre eux dans les archives géologiques. Brachiopodes – Les animaux marins qui vivaient protégés à l’intérieur du coquillage – l’ont précédé. Alors j’ai fait Arthropodesqui est un groupe bien formé Exosquelettes de calciteY compris trilobite.

Pour le contexte, les dinosaures sont apparus 294 millions d’années après l’aube de la période cambrienne.

Les premiers échinodermes

Il y a plus que 30 000 espèces d’échinodermes éteintesmais il est très rare dans les lieux de conservation cambrienne exceptionnelle, comme Coquille Burgess au Canada et Chengjiang en Chine.

Certains des premiers échinodermes primitifs étaient assez différents de leurs parents actuels, qui ont cinq bras s’étendant du centre de leur corps, une structure appelée « symétrie pentagonale ».

Les échinodermes du Cambrien ont un large éventail de structure du corps. Eucrinoïdes Il a des corps en forme de vase protégés par des panneaux à motifs géométriques et un certain nombre de structures en forme d’arcade. Hélicoplacoïdesen forme de cigare gras, ils étaient recouverts d’un bouclier de calcite avec une « bouche » en spirale autour de leur corps. plastoïde Les espèces ont pris diverses formes, ressemblant souvent à des fleurs exotiques.

Edrioasteroidea ressemblait à étoile de mer aujourd’huiEt avec cinq bras rayonnant de sa bouche, il est l’être vivant Yorkicystis haefneri La plupart ressemble. alors on Classez-le dans ce groupe sur l’arbre d’évolution.

yorkistiséchinodermes sans squelette

Alors que de nombreux organismes cambriens formaient des squelettes complexes et des structures défensives pour les protéger des prédateurs, yorkistis faire le contraire. Il a « enlevé les métaux » de son squelette. C’était un animal partiellement maigre qui ne protégeait pas une grande partie de son corps.

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Pour comprendre l’anatomie de cet organisme, nous nous sommes associés à un ancien photographe pour visualiser cette créature à partir des preuves fossiles dont nous disposons. Hugo Salais a d’abord modélisé chaque partie du squelette en 3D, puis l’a utilisé pour créer une réplique haute résolution.

A partir de cette réplique, nous avons remarqué que seuls ses bras, ou ambulacres, étaient calcifiés, protégeant ses « sillons de nutrition » – pièces d’alimentation, qui sont jaunes dans le fossile. Une série de bols recouvrait ses pattes, qui s’ouvraient et se fermaient pendant qu’elle se nourrissait. Le reste de son corps était lisse, représenté dans le fossile par une membrane sombre et riche en carbone.

La plupart des échinodermes d’aujourd’hui, que l’on trouve des côtes du monde jusqu’aux sombres profondeurs abyssales de l’océan, ont un squelette interne. Les exceptions sont les concombres de mer et certaines espèces qui vivent enfouies sous le fond marin. Des squelettes, tels que yorkistisconstitué de plaques de calcite poreuses.

Représentants des échinodermes cambriens avec un squelette de calcite minérale. une. Cténocystoïde. B. Cincte. C. Hélicoplacoïde. D. Soluté. Eucrinioïde. F. Edrioastéroïde.Samuel Zamora

avait apporté yorkistis vivre

En tant que paléontologues, nous cherchons à comprendre les organismes disparus. yorkistis C’est tout un défi car aucun animal similaire n’est connu, ni vivant ni éteint.

On sait très peu de choses sur pourquoi et comment certains échinodermes perdent des parties de leur squelette. Mais les progrès de la biologie moléculaire ont révélé son existence Un ensemble spécifique de gènes Responsable de la formation du squelette chez les échinodermes. Tous les échinodermes vivants portent ces gènes; Nous supposons que les groupes éteints l’ont fait aussi.

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Mais en yorkistisIl y a une nette différence entre la calcification de ses rayons ou de ses bras et l’absence de présence dans le reste de son corps. Cela soulève l’hypothèse que les gènes impliqués dans la formation du squelette peuvent avoir agi indépendamment dans différentes parties de yorkistis‘ corps. C’est un mystère que seuls les biologistes moléculaires pourront résoudre.

Nos études nous ont permis de formuler quelques hypothèses sur cet animal, bien que de nombreuses questions demeurent. On pense que sans squelette dans une partie importante de son corps, yorkistis Il a pu conserver de l’énergie pour d’autres processus métaboliques tels que l’alimentation ou la respiration. Il améliore également la flexibilité, permettant une respiration plus active en pompant.

Autre possibilité intéressante : l’absence de système squelettique peut être liée à une sorte de système de protection contre les piqûres, comme celui utilisé de nos jours. Anémones qui paralysent les proies Avec des cellules piquantes sur les tentacules qui entourent leur bouche. Malgré cela, cette question et d’autres fossiles ne peuvent pas être résolus seuls.

Mais la surprenante découverte de yorkistis Cela a fourni un aperçu supplémentaire d’une période de l’histoire évolutive divergente à l’aube de l’explosion cambrienne, une époque où certains organismes ont adopté des squelettes pour éviter les prédateurs, tandis que d’autres se sont adaptés de manière entièrement différente.

Cet article a été initialement publié Conversation par Samuel Zamora À l’Instituto Geológico y Minero de España. Lis le L’article d’origine est ici.

Delphine Perrault

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