La pêche au Cambrien

COMMUNIQUÉ DE PRESSE DE L’UNIVERSITÉ DE CAMBRIDGE
 

La pêche au Cambrien
Un nouveau fossile important nous aide à mieux comprendre l’origine et l’évolution des premiers vertébrés

Mettaspriggina

À gauche : Metaspriggina en train de nager. Illustration : Marianne Collins. © Conway Morris et Caron
À droite : Fossile de Metaspriggina, formation de Marble Canyon – la tête et les deux yeux se trouvent à gauche
et les arcs branchiaux, dans la partie supérieure de l’animal
Photo : Jean-Bernard Caron © ROM

On a identifié un chaînon manquant essentiel dans l’évolution des vertébrés en découvrant des fossiles de poissons datant du Cambrien (il y a environ 505 millions d’années) dans les Rocheuses canadiennes. Ce poisson, appelé Metaspriggina, possédait à l’avant du corps des paires d’arcs branchiaux exceptionnellement bien conservés. La première paire, située près de la tête, allait devenir avec le temps les mâchoires des vertébrés. C’est la première fois qu’on observe ces structures à une époque aussi lointaine. 

Très rares, les fossiles de poissons du Cambrien sont habituellement en mauvais état. Cette découverte montre, avec une foule de détails inouïe, l’évolution de certaines espèces de vertébrés primitifs et l’émergence ultérieure des poissons que l’on connaît, des dinosaures et des mammifères tels que le cheval et l’être humain. L’article a été publié dans le numéro du 11 juin de la revue Nature.

On a trouvé des fossiles de Metaspriggina à plusieurs endroits, notamment dans les schistes de Burgess dans les Rocheuses canadiennes, l’un des gîtes fossilifères les plus riches au monde du Cambrien. Ils éclairent une facette de l’explosion cambrienne, période d’évolution rapide ayant débuté il y a environ 540 millions d’années et caractérisée par l’apparition des principaux embranchements du règne animal.

Avant cette découverte, on n’avait identifié que deux spécimens incomplets de Metaspriggina. En 2012, le Musée royal de l’Ontario a découvert les 44 fossiles faisant l’objet de l’article mentionné dans les schistes de Burgess, près de la formation de Marble Canyon dans le parc national Kootenay en Colombie-Britannique. Après avoir examiné ces fossiles, ainsi que plusieurs autres spécimens provenant de l’est des États-Unis, des chercheurs de l’Université de Cambridge et du Musée royal de l’Ontario, ont reclassé Metaspriggina qu’ils considèrent désormais comme l’un des premiers vertébrés.

Vieux de 505 millions d’années, ces fossiles font voir clairement pour la première fois la disposition des arcs branchiaux (qui soutiennent les branchies) chez les vertébrés primitifs. On connaît depuis longtemps le rôle crucial qu’ils ont joué dans l’évolution des vertébrés, y compris l’apparition des mâchoires des vertébrés plus évolués, puis certains des osselets de l’oreille qui transmettent le son chez les mammifères. Avant la découverte de fossiles mieux conservés, la disposition des arcs branchiaux des vertébrés primitifs n’était qu’une simple hypothèse.

Si les premiers fossiles de vertébrés sont un peu plus anciens que Metaspriggina, il n’est pas facile de recréer avec précision leur évolution, parce qu’ils sont rares, incomplets et ouverts à différentes interprétations, leurs tissus mous étant difficiles à déterminer avec précision.

Les nouveaux fossiles de Metaspriggina sont remarquablement bien préservés. Leurs muscles prouvent qu’ils savaient nager (un peu comme une truite) et qu’ils étaient dotés de la vue et de l’odorat grâce à leurs deux grands yeux et leurs structures nasales.

« L’abondance de détails de ce fossile de Metaspriggina est extraordinaire, déclare l’auteur principal de l’article, le professeur Simon Conway Morris du Département des sciences de la Terre de l’Université de Cambridge. Même les yeux sont bien conservés et très faciles à voir. »

Ce sont les arcs branchiaux qui rendent cette découverte si importante. On croyait auparavant que les arcs se présentaient sous la forme de structures séparées mais, grâce à Metaspriggina, on sait maintenant qu’ils existaient par paires. La paire antérieure est aussi un peu plus épaisse que les autres arcs – cette distinction subtile est peut-être la première étape du processus graduel qui conduirait aux mâchoires. « Et l’évolution des mâchoires a ouvert un monde de possibilités, ajoute le professeur. Nous étions absolument ravis de découvrir un fossile concrétisant nos hypothèses sur le passé. »

« Les poissons à mâchoires sont évidemment apparus plus tard, mais tout est déjà là en puissance, déclare le deuxième auteur de l’article, Jean-Bernard Caron, conservateur de la paléontologie des invertébrés au Musée royal de l’Ontario et professeur associé à l’Université de Toronto. Non seulement s’agit-il d’une découverte capitale, qui nous aidera à comprendre nos propres origines, mais la nouvelle formation des schistes de Burgess, Marble Canyon, est pleine de potentiel. Elle pourra sans doute jeter la lumière sur le début de l’évolution de plusieurs autres groupes d’animaux au cours de cette période cruciale de l’histoire de la vie. »

David Wilks, député fédéral de Kootenay-Columbia, conclut en disant : « Le gouvernement du Canada se passionne pour cette découverte incroyable. Chef de file mondial de la conservation de la nature et intendant des schistes de Burgess, Parcs Canada est fier de donner accès aux fossiles à ses partenaires scientifiques. Leurs remarquables découvertes jouent un rôle crucial dans notre travail, soit de faire connaître la richesse de notre histoire naturelle au moyen de nos populaires randonnées pédestres guidées et de protéger ce patrimoine canadien essentiel dans le parc national et site du patrimoine mondial de l’UNESCO ».

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