Un fossile vieux de 530 millions d'années nous éclaire sur l'origine des échinodermes

Publié par Isabelle le 23/04/2019 à 14:00
Source: CNRS INEE
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Yanjiahella
© Sébastien Clausen
Les échinodermes, parmi lesquels on compte les oursins, étoiles de mers, concombres de mers, ophiures et lys de mer sont probablement l'un des groupes les plus emblématiques du domaine océanique. Caractérisés aujourd'hui par leur symétrie (De manière générale le terme symétrie renvoie à l'existence, dans une...) radiale d'ordre 5, leur évolution s'enracine pourtant dans un groupe à la symétrie bilatérale: les deutérostomiens, auxquels appartient aussi l'Homme. Comment et quand cette évolution a-t-elle eu lieu ? Un fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement...) de plus de 500 millions d'années, décrit dans la revue Nature Communications par un consortium scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) (du Muséum (Salle d'exposition du Muséum Provincial (1908) à Toronto (Ontario, Canada) ...) d'Histoire Naturelle (La démarche d'observation et de description systématique de la nature commence dès...) de Stockholm (Suède), de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Xi'an (Chine) et de l'UMR Evolution, Ecologie et Paléontologie (La paléontologie est la science qui étudie les restes fossiles des êtres vivants du...) - UMR8198, CNRS/Université de Lille) offre des éléments de réponse à cette énigme.

Peu d'animaux marins sont aussi facilement identifiables que les représentants actuels des échinodermes qui, avec plus de 7 000 espèces, colonisent aujourd'hui quasiment tous les environnements marins, depuis les milieux côtiers tropicaux jusqu'aux eaux froides de l'Antarctique et aux plaines abyssales. Les oursins, les étoiles de mers, les concombres de mers, les ophiures, et les lys de mer sont caractérisés par une symétrie pentaradiaire, et par un squelette (Le squelette est une charpente animale rigide servant de support pour les muscles. Il est à la...) constitué de nombreuses plaques de calcite (La calcite est un minéral chimique ou biochimique (biominéralisation) composé de...) à la microstructure très poreuse. Bien que les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) moléculaires montrent que les échinodermes appartiennent à la même branche du règne animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un...) que l'Homme, les deutérostomiens, leur morphologie caractéristique, notamment leur symétrie, en ont toujours fait un groupe à part. Mais les échinodermes n'ont pas toujours possédé ces caractères et leur histoire primitive reste très controversée. Comment et quand leur symétrie pentaradiée, qui correspond aux cinq bras des étoiles de mer, a-t-elle évolué à partir de la symétrie bilatérale typique des deutérostomiens ? La découverte récente d'un fossile de 530 millions d'années permet de mieux cerner l'origine et l'évolution de ce groupe fascinant.

Découverte dans les roches de la Chine septentrionale, l'espèce Yanjiahella biscarpa précède les autres fossiles connus d'échinodermes d'environ 10 millions d'années, et à ce titre fait partie des plus anciens fossiles de deutérostomiens connus. Y. biscarpa possède une thèque couverte de plaques, comme les autres échinodermes, fossiles et actuels, mais se distingue par la présence de deux appendices nourriciers souples et d'une tige musculaire, caractéristique du groupe frère des échinodermes, les hémichordés. Plus intéressant encore, Y. biscarpa montre une symétrie bilatérale, différenciant d'une part cette espèce de tous les échinodermes connus actuellement, dont la larve bilatérale subit une métamorphose conduisant à la symétrie radiale caractéristique du groupe, mais la rapprochant d'autre part des hémichordés et autres deutérostomiens "typiques". Ces petits animaux de quelques centimètres de long auraient vécu sur les fonds marins, avec leur tige ancrée dans les sédiments, se nourrissant des nutriments en suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de...) dans la colonne d'eau grâce à deux longs appendices nourriciers.


Reconstitution de Y. biscarpa sur les fonds marins cambriens
© Sébastien Clausen

De plus en plus d'indices suggèrent que les échinodermes basaux possédaient une symétrie bilatérale. Y. biscarpa, le plus ancien et certainement l'échinoderme le plus basal connu à ce jour, confirme cette interprétation, démontrant que le squelette typique des échinodermes est apparu chez des organismes bilatéraux, bien avant l'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un...) de la symétrie pentaradiale ;, probablement plusieurs millions d'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) plus tard. Possédant des similarités à la fois avec les échinodermes et les hémichordés, Y. biscarpa fournit une avancée majeure dans la connaissance de l'ancêtre commun (En phylogénie, un ancêtre commun à plusieurs espèces est l'individu le plus...) de ces deux espèces au sein des deutérostomiens, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives dans l'étude de l'histoire préradiale des échinodermes.


Position phylogénique de Y. biscarpa, du Cambrien inférieur (Fortunien ; ~ 540-530 Ma) de Chine, au sein des deuterostomiens. © Sébastien Clausen

Référence publication
Timothy P. Topper, Junfeng Guo, Sébastien Clausen, Christian B. Skovsted & Zhifei Zhang,"A stem group echinoderm from the basal Cambrian of China and the origins of Ambulacraria", Nature Communications, 10, article number 1366, 2019.

Contact chercheur:
Sébastien Clausen - Evolution, Ecologie et Paléontologie (Evo-Eco-Paleo - CNRS/Université de Lille)
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