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Un fossile de 480 millions d’années révèle l’origine des lys de mer

Tige, thèque et bras d'un crinoïde ou lys de mer de la famille des Isselicrinidés. NOAA, domaine public.

Les lys de mer, malgré leur nom, ne sont pas des plantes. Ce sont des animaux liés aux étoiles de mer et aux oursins, avec de longs bras plumeux attachés au sommet d’une tige qui les maintient ancrés au fond de l’océan. Les lys de mer ont existé depuis au moins 480 millions d’années – des centaines de millions d’années avant les dinosaures. Pendant près de deux siècles, les scientifiques ont réfléchi à la façon dont les lys de mer modernes ont évolué à partir de leurs ancêtres. Dans une nouvelle étude dans le Journal of Paleontology , les chercheurs réécrivent l’arbre de la famille des lys de mer, aidés par des fossiles récemment découverts qui montrent comment les bras de ces animaux ont évolué.

« Ces premiers fossiles fournissent de nouveaux indices clés montrant que ce que nous pensions de l’origine des lys de mer depuis 1846 est faux », explique Tom Guensburg, auteur principal de l’article et associé de recherche au Field Museum de Chicago. « Ce n’est pas très souvent que nous contestons des idées qui ont presque deux cents ans. »

Crinoïde blanc et comatule rouge. NOAA, domaine public.

Les lys de mer sont plus officiellement connus sous le nom de crinoïdes, mais ils ont gagné leur surnom – ils ressemblent vraiment à des fleurs qui poussent au fond de l’océan. Ils passent leur vie d’adulte coincés au même endroit, avec des queues en forme de tige qui les attachent au fond marin. Au sommet de ces tiges, se trouvent un groupe de bras, peut-être de la taille de la paume de votre main. Ces bras piègent un minuscule plancton flottant dans l’eau, que le lys de mer mange ensuite.

« Certaines personnes considèrent en fait les lys de mer et leurs parents, les comatules, comme les plus beaux animaux. Ils ont n’importe quelle couleur – violet, rouge vif, vert », explique Guensburg. « Ils ressemblent à des plantes, mais lorsque vous regardez vraiment leur corps, vous trouvez toute l’anatomie habituelle d’animaux complexes comme le tube digestif et le système nerveux – ils sont plus proches des vertébrés, et de nous, que presque tous les autres animaux invertébrés. »

Crinoïde à Batu Moncho Island, Indonésie. @ Alexander Vasenin /Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0.

Dans le nouvel article, Guensburg et ses collègues décrivent un nouveau type de lys de mer fossile qu’ils ont appelé Athenacrinus broweri, du nom de la déesse grecque Athéna. « Athéna est souvent représentée avec des membres effilés, presque dégingandés, sur d’anciens vases grecs ; les bras de ce fossile sont également longs et minces », explique Guensburg. Et, ajoute-t-il, « Athéna est la déesse de la sagesse, et ce fossile nous dit quelque chose d’important sur l’origine de ce groupe. Ce fossile a une grande signification. »

Cette découverte a mis du temps à venir. En 1846, les scientifiques assemblaient l’arbre généalogique des échinodermes – des animaux comme les lys de mer, les étoiles de mer, les clyspéastéroïdes [oursins plats appelés sand dollars en anglais], les oursins, les concombres de mer et une multitude de groupes disparus. Dans les archives fossiles, ils ont trouvé des animaux anciens qui ressemblent à des lys de mer modernes, avec des tiges se terminant par un bouquet de bras délicats, appelées cystoïdes. Ils ont pensé que ces deux animaux anciens devaient être étroitement liés. Mais à partir des années 1950, certains scientifiques ont exprimé des doutes sur l’appartenance des cystoïdes aux lys de mer – que les similitudes n’étaient que superficielles. Pourtant, des indices utilisés pour soutenir que les crinoïdes et les cystoïdes n’étaient que de loin apparentés ont été critiqués à ce jour par ceux qui favorisaient la vieille idée traditionnelle de l’origine des crinoïdes.

Leptometra celtica, une comatule dans les eaux froides des côtes écossaises. @ Bernard Picton / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0.

La structure des bras d’Athenacrinus s’est avérée être la clé pour comprendre comment les lys de mer ont évolué à partir des premiers échinodermes connus, certains d’entre eux jusqu’à 515 millions d’années. Ces premiers échinodermes n’avaient pas encore de bras, mais ils avaient des plaques dans leur corps similaires à celles trouvées dans les premiers bras de crinoïdes. Ainsi, certaines des plaques des premiers bras de crinoïdes ont précédé l’origine des bras eux-mêmes. Ces plaques sont introuvables dans les lys de mer à partir de 450 millions d’années. Et bien que que les nénuphars modernes aient un placage de bras différent, ils ont des tissus qui sont des restes hérités de ce modèle ancien. Le nouvel article du Journal of Paleontology montre que les premiers lys de mer d’il y a 480 millions d’années sont le chaînon manquant entre les premiers ancêtres des lys de mer et ce que nous voyons chez les crinoïdes vivants.

Les cystoïdes, quant à eux, ont des structures de bras différentes qui, selon Guensburg, indiquent qu’ils n’appartiennent même pas à la même classe d’animaux que les lys de mer. « Ces nouveaux fossiles fournissent pour la première fois une image précise de ce qu’étaient les premiers bras des crinoïdes, et ils ne ressemblent à aucun cystoïde sur d’importants points », explique Guensburg. « Aucun cystoïde n’a une telle anatomie. » Cela signifie, dit Guensburg, que les crinoïdes et les cystoïdes ne sont liés qu’au niveau le plus profond et le plus primitif de l’histoire des échinodermes. « L’une des branches les plus fascinantes de l’arbre de vie, les échinodermes, doit être réorganisée », note-t-il. « C’est un gros problème. »

Et, dit-il, reconstituer comment les nénuphars ont évolué aide à élargir notre compréhension de toute vie : « Ce qui rend les humains différents des autres animaux, c’est que nous sommes curieux de comprendre notre place dans l’univers et de comprendre notre place dans l’histoire de la vie. C’est un morceau de cela – c’est ce qui rend la vie intéressante. »

Voir Description d’un Échinoderme du début du Cambrien

Arbre de l’évolution des échinodermes montrant la parenté des crinoïdés et des blastozoaires. Le second sous-embranchement a disparu à la fin du Permien. Les cystoïdes sont classés dedans.

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Traduction d’un communiqué de presse du Field Museum.

Thomas E. Guensburg et al., Athenacrinus n. gen. and other early echinoderm taxa inform crinoid origin and arm evolution, Journal of Paleontology, 9 December 2019.

https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-paleontology/article/athenacrinus-n-gen-and-other-early-echinoderm-taxa-inform-crinoid-origin-and-arm-evolution/C0B0B4298FA393521C7DB79EDE18F0F2

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