Les animaux du Cambrien montrent leurs muscles

Publié par Redbran le 13/02/2022 à 13:00
Source: CNRS INSU
Les premiers animaux apparaissent au cours de la transition Précambrien-Cambrien et se diversifient rapidement au début du Cambrien (env. 540-520 Ma) donnant naissance aux grandes lignées actuelles (ex: les arthropodes). Des fossiles à préservation exceptionnelle (Chine, Canada, Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de...), Groenland) nous permettent de reconstituer leur anatomie (L'anatomie (provenant du nom grec ἀνατομία...). Mais que sait-on exactement des autres aspects de leur biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....) tels que leurs comportements et leur capacité à se déplacer dans leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) ?


Représentation artistique des cnidaires primitifs étudiés. La forme sphérique pouvait se contracter via des muscles circulaires permettant ainsi la capture de nourriture. © J. Vannier

La locomotion des animaux actuels est générée par des fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se...) d'actine et de myosine dont la contraction est régulée par un neurotransmetteur (Les neurotransmetteurs, ou neuromédiateurs, sont des composés chimiques...). Nous avons pu mettre en évidence des fibres musculaires chez des cnidaires vieux de 535 millions d'années, découverts en Chine dans la Province de Shaanxi. Il s'agit des lointains ancêtres des méduses actuelles dont les structures corporelles ont été parfaitement conservées grâce à la minéralisation de leurs tissus en phosphate (Un phosphate, en chimie inorganique, est un sel d'acide phosphorique résultant de l'attaque...) de calcium (Le calcium est un élément chimique, de symbole Ca et de numéro atomique 20.), juste après leur mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si...). Ces fossiles montrent un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) de fibres concentriques très semblable à celui des méduses actuelles comme le confirment les études comparatives réalisées par Lucas Leclère. Ces fibres seraient ainsi formées de cellules myoépithéliales. Toutefois leur rôle n'était pas de propulser l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un...) à travers la colonne d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) comme chez les méduses actuelles mais plutôt de produire des contractions permettant la capture de nourriture. Il s'agit du plus ancien système musculaire connu chez les animaux.

En parallèle, nous nous sommes intéressés aux muscles présents chez d'autres animaux du Cambrien (Le Cambrien, qui s'étend de -542 ± 0.3 à...), notamment certains vers et les précurseurs des arthropodes, les lobopodiens. Leur système musculaire était fondamentalement différent de celui des méduses et principalement constitué de fibres circulaires et longitudinales tapissant le corps de l'animal. Ces muscles exerçaient une pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) sur le fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette...) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...) de l'organisme, à l'image d'un ballon de baudruche (La baudruche est une pellicule extraite des l'intestin de divers animaux, et, par analogie, une...) rempli d'eau que l'on pincerait. Ils permettaient à l'animal de se mouvoir et notamment de fouir le sédiment. Ce système locomoteur est très différent de celui des arthropodes qui apparaissent plus tard au Cambrien dont les muscles relient les éléments articulés de leur squelette (Le squelette est une charpente animale rigide servant de support pour les muscles. Il est à la...) externe.

En résumé, ces recherches montrent que la diversification des systèmes musculaires au début de Cambrien a joué un rôle fondamental dans la mobilité des premiers animaux, leur permettant de coloniser de nouveaux espaces à la fois dans la colonne d'eau et le sédiment mais aussi d'associer la locomotion à de multiples activités vitales (Les Vitales sont un ordre de plantes dicotylédones. Cet ordre a été réintroduit...) comme la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) de nourriture ou des comportements de fuite.


Matériel fossile étudié provenant de la base du Cambrien (Formation de Kuanchuanpu ; env. 535 Ma) de Chine (Shaanxi). Ce sont des cnidaires de forme sphérique avec une ouverture orale. © J. Vannier

Notes:
Lucas Leclère , chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) au Laboratoire de Biologie du Développement à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) de la Mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) de Villefranche-sur-mer et co-auteur de l'article.


Pour en savoir plus:
Muscle (Les muscles sont une forme contractile des tissus des animaux. Ils forment l'un des quatre types...) systems and motility of early animals highlighted by cnidarians from the basal Cambrian

Contact:
Jean Vannier - Laboratoire de géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et...) de Lyon: Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...), planètes et environnement (CNRS, ENS, Lyon 1) jean.vannier at univ-lyon1.fr
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