Le mystère des fossiles coniques résolu après 175 ans

Je m'appelle Joe Moysiuk et je suis un étudiant de premier cycle de 20 ans à l'université de Toronto, inscrit dans les départements d'écologie et de biologie évolutive et de sciences de la terre. Je suis heureux d'annoncer qu'un article de recherche dont je suis l'auteur principal, intitulé Hyoliths are Palaeozoic lophophorates, a récemment été publié dans la revue Nature. Cet article se fonde principalement sur des fossiles récemment découverts dans les collections de paléontologie des invertébrés du ROM.

Ajouter une nouvelle branche à l'arbre de la vie

Depuis un an et demi, j'ai eu l'occasion de collaborer avec Martin R. Smith de l'université de Durham et Jean Bernard Caron du ROM. Le sujet de notre recherche était un groupe éteint d'organismes marins en forme de cône appelés hyolithes. Les hyolithes ont été parmi les premiers animaux à développer un squelette externe minéralisé - composé de coquilles supérieure et inférieure et d'épines incurvées - au cours de l'explosion cambrienne (qui a commencé il y a environ 542 millions d'années). Les restes fossilisés de squelettes d'hyolithes sont abondants dans le monde entier et démontrent que ces animaux ont existé pendant environ 280 millions d'années au cours de l'ère paléozoïque, mais qu'ils se sont éteints environ 20 millions d'années avant l'apparition des premiers dinosaures. Malgré leur excellent registre fossile, on ne savait pas grand-chose sur la place des hyolithes dans l'arbre de la vie - un mystère paléontologique qui a persisté pendant plus de 175 ans après leur découverte. Dans notre article, mes coauteurs et moi-même présentons des fossiles d'hyolithes exceptionnellement préservés provenant des schistes de Burgess, dont l'anatomie interne molle a été conservée. Des caractéristiques nouvellement décrites, en particulier une bande de tentacules alimentaires, révèlent une relation évolutive surprenante entre les hyolithes et un groupe d'animaux appelés lophophorates (dont les représentants vivants comprennent les brachiopodes et les vers phoronidés). Pour plus d'informations sur les hyolithes et nos recherches, consultez notre communiqué de presse.

Comment je me suis impliqué dans la paléontologie au ROM

J'ai été captivé par la paléontologie dès mon plus jeune âge. Mon intérêt a commencé lorsque j'ai remarqué pour la première fois les nombreux fossiles d'invertébrés marins conservés dans les roches des ravins de Toronto. Mes parents ont assouvi ma curiosité en se rendant fréquemment aux ateliers d'identification des roches, gemmes, minéraux, fossiles et météorites au ROM, où je pouvais apporter les fossiles que je trouvais et en apprendre davantage sur eux auprès des experts du ROM. Ces premières interactions avec les chercheurs en paléontologie des invertébrés du ROM - en particulier les conservateurs adjoints David Rudkin et Janet Waddington (aujourd'hui à la retraite) - ont été ma première source d'inspiration pour poursuivre une carrière dans ce domaine, soulignant le rôle vital que les activités de sensibilisation des musées peuvent jouer dans l'épanouissement des jeunes chercheurs.

Au cours de mes études secondaires, j'ai pu obtenir un stage d'enseignement coopératif dans les impressionnantes collections de fossiles d'invertébrés du ROM, travaillant en étroite collaboration avec le technicien Peter Fenton sur une grande variété de projets liés à l'entretien des collections et à la recherche. Depuis lors, j'ai continué à me familiariser avec la paléontologie des invertébrés et les collections du ROM, d'abord en tant que bénévole, puis en tant qu'employée contractuelle et enfin en tant qu'étudiante-chercheuse. Au total, cela fait environ quatre ans et demi que je travaille pour la section de paléobiologie des invertébrés du ROM.

Recherche sur les schistes de Burgess

À la suite de mon travail au ROM, M. Caron, conservateur principal de la paléontologie des invertébrés du ROM et spécialiste de l'explosion cambrienne et des fossiles des schistes de Burgess, m'a recruté pour participer en tant que bénévole à l'expédition de terrain de l'été 2014 sur ce gisement de fossiles de renommée mondiale situé dans les montagnes Rocheuses de la Colombie-Britannique. Les schistes de Burgess sont remarquables pour leurs fossiles exceptionnellement préservés d'animaux marins à corps mou, qui vivaient il y a environ 508 millions d'années (voir le site web ROM Burgess Shale pour plus d'informations sur cet incroyable trésor fossile). L'expédition de 2014 s'est déroulée dans la localité récemment découverte de Marble Canyon, à environ 40 km du site original des schistes de Burgess, dans le parc national de Kootenay. Pour en savoir plus sur la découverte de Marble Canyon, consultez l'article du Dr Caron sur ROMblog.

À Marble Canyon, nous avons ouvert une carrière pour accéder aux couches de schiste les plus riches en fossiles, dans la continuité des travaux réalisés sur ce site en 2012. La roche ne livre pas facilement ses secrets, mais le jeu en vaut la chandelle. L'abondance de fossiles à Marble Canyon est stupéfiante, avec des centaines de spécimens mis au jour les meilleurs jours. De plus, les découvertes extraordinaires qui révèlent de nouveaux aspects d'organismes éteints, voire des espèces entièrement nouvelles, se produisent à une fréquence surprenante. L'émotion de fendre un morceau de schiste pour révéler un fossile vieux de 508 millions d'années, comme on n'en a peut-être jamais vu auparavant, est incroyable et addictive. Cette atmosphère d'excitation, ainsi que le cadre magnifique des montagnes du parc national de Kootenay, m'ont incité à retourner dans la région de Marble Canyon avec M. Caron au cours des saisons 2015/16 de travail sur le terrain.

Les nombreuses découvertes spectaculaires qui ont déjà été publiées grâce aux fossiles trouvés sur le site de Marble Canyon ne représentent que la partie émergée de l'iceberg, et de nombreuses années de travail supplémentaire sont à prévoir. Les liens suivants permettent d'en savoir plus sur d'autres recherches menées au Marble Canyon : Metaspriggina; Yawunik; Oesia; Surusicaris.

Au printemps dernier, j'ai terminé un projet de recherche d'un an crédité par l'Université de Toronto (Programme d'opportunités de recherche - EEB 299) avec le Dr Caron comme superviseur de projet. Les fossiles d'hyolithes, en particulier les nouveaux spécimens que j'ai aidé à collecter, étaient au centre de mon projet. Lorsque j'ai commencé ce projet, j'aspirais à présenter les résultats sous la forme d'un article révisé par des pairs, en collaboration avec les docteurs Caron et Smith. Au cours de l'année, j'ai étudié l'ensemble des plus de 1 500 fossiles d'hyolithes conservés au ROM. J'ai notamment préparé mécaniquement certains spécimens. La préparation est une tâche délicate qui consiste à travailler sous un microscope tout en utilisant un petit ciseau pneumatique pour exposer les parties encore enfouies du fossile, ce qui oblige à observer les moindres détails préservés. Le Dr Caron m'a également formé aux techniques de microscopie optique et électronique utilisées pour observer les fossiles.

J'ai eu le privilège de bénéficier de l'aide de Sharon Lackie, de l'université de Windsor, qui a pu produire des cartes de la répartition des éléments dans nos fossiles d'hyolithes. J'ai également eu l'occasion de collaborer avec la talentueuse paléoartiste Danielle Dufault du ROM, qui a réalisé d'incroyables reconstitutions d'hyolithes. À la fin du programme d'opportunités de recherche, j'ai rédigé un manuscrit qui est devenu la base de notre article. J'ai passé une grande partie de l'été et de l'automne à travailler avec le Dr Smith et le Dr Caron pour affiner le document et le préparer à la soumission et, après examen par les pairs, à la publication.

Prochaines étapes

En décembre, j'ai présenté nos nouvelles découvertes d'hyolithes lors de la réunion annuelle de l'Association paléontologique à Lyon, en France. Notre affiche a reçu le prix de l'affiche du Conseil de la réunion annuelle. Je présenterai bientôt notre étude au public lors du colloque de recherche du ROM de cette année, en février (restez à l'écoute pour plus de détails sur le site Web du ROM). J'ai hâte de partager nos nouvelles découvertes étonnantes dans les mois à venir !

J'ai eu la chance de pouvoir développer mon intérêt pour la paléontologie des invertébrés, mais je ne suis pas le seul à avoir bénéficié de telles interactions au ROM. M. Caron a supervisé un certain nombre d'étudiants de premier et de deuxième cycle de l'Université de Toronto (y compris mon co-auteur, M. Smith, il y a quelques années). Le haut niveau de professionnalisme, d'enthousiasme et d'expertise de classe mondiale dont font preuve le Dr Caron et mes collègues étudiants dans son laboratoire au ROM est une source d'inspiration. Je me réjouis de poursuivre mes recherches au ROM, alors que j'entame un nouveau projet avec le Dr Caron sur un autre groupe de fossiles intrigants provenant de Marble Canyon.

Une initiative passionnante en cours de développement au ROM est la Galerie de l'aube de la vie, qui présentera au public une vitrine unique de fossiles et de découvertes issues de la recherche au Canada et dans le monde entier, depuis le début de la vie sur Terre jusqu'aux premiers dinosaures. Le travail de mes collègues et de moi-même n'est qu'un aspect de cette histoire plus vaste, et j'espère qu'il contribuera à faire de cette galerie la meilleure de son genre et à former la prochaine génération de paléontologues.

La publication d'un article de recherche a été mon objectif à long terme pendant de nombreuses années et il est très gratifiant d'avoir pu mener le projet sur les hyolithes à une conclusion publiée. Je remercie mes coauteurs et collaborateurs, le ROM et l'Université de Toronto (Victoria College et les départements EEB et ES) d'avoir facilité mes recherches, ainsi que ma famille, mes amis et mes professeurs qui ont soutenu et encouragé ma passion au fil des ans. J'aimerais également remercier le CRSNG (par l'intermédiaire de M. Caron), l'Union des étudiants en arts et en sciences de l'Université de Toronto et l'Association paléontologique pour les fonds alloués aux frais de déplacement pour la conférence.