Les premières données fossiles d’euarthropodes et l’explosion cambrienne

Une nouvelle théorie vient bousculer les deux grandes analyses dominantes d’une phase particulièrement importante du développement de la vie animale sur Terre, jusqu’ici qualifiée d’explosion cambrienne. Faisant appel à une analyse complète de nombreux types de données fossiles, elle démontre que l’explosion cambrienne, plutôt que d’être un brusque événement, se serait déployée progressivement tout au long des ~40 premiers millions d’années du Cambrien. C’est le principal apport d’une publication de chercheurs des universités de Lausanne et d’Oxford dans la série Perpectives des Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) parue le 21 mai 2018.

Model of the Cambrian stem lineage euarthropod Peytoia, based on fossils from the Burgess Shale. Top left: Closeup of the mouth parts and frontal appendages. Bottom right: Overall view of the body. Model and image credit: E. Horn.

Tous les groupes majeurs d’animaux font leur première apparition dans le registre fossile il y a entre ~540 et ~500 millions d’années : un événement connu sous le nom d’explosion cambrienne. On s’est durant longtemps interrogé de savoir si cela coïncidait avec la période d’origine de ces groupes ou si cela était dû aux aléas de la préservation fossile. Des recherches menées par les universités de Lausanne et d’Oxford établissent que cette période a vu l’origine et l’évolution de la plus large et importante branche animale sur Terre : les arthropodes.

Les estimations moléculaires précédentes suggéraient une apparition des arthropodes il y a ~650 millions d’années environ, bien au-delà des ~100 millions d’années avant les fossiles les plus anciens découverts, cette phase étant interprétée comme une période de lente évolution dont nous n’avons pas de trace fossile. Les données fossiles, en termes de corps, de traces, et de microfossiles, s’ajustent avec les horloges moléculaires les plus récentes et suggèrent une explosion de ces organismes avec une rapide évolution débutant autour de ~550 millions d’années.

Dans un article publié ce jour dans les Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), la Prof. Allison Daley précise que les fossiles les plus anciens montrent que :

« chacun des principaux types de preuves fossiles retrouvées a ses limites et se révèle incomplet d’une manière ou d’une autre, mais lorsqu’ils sont corroborés, ils apportent des éclaircissements mutuels et permettent de faire émerger une image cohérente quant à l’origine et à la radiation des arthropodes dans la période qui court du Cambrien inférieur au Cambrien moyen. Cela indique que l’explosion cambrienne, plutôt que d’être un brusque événement, se serait déployée progressivement tout au long des ~40 premiers millions d’années environ du Cambrien ».

Cette perspective nouvelle vient défier les deux théories classiques en compétition touchant l’évolution animale, qui veulent l’une une lente évolution des arthropodes entre ~650 et ~600 millions d’années, l’autre une brusque apparition vers ~540 millions d’années. En entreprenant la plus englobante des études jamais menée jusqu’ici dans le domaine des arthropodes fossiles primitifs, à partir de toutes les formes possibles de préservation fossile, il est devenu évident aux chercheurs impliqués dans cette étude que ces deux visions traditionnelles pouvaient être réconciliées dans la mesure où cette évolution progressive prend place dans la période comprise entre ~540 et ~500 millions avant notre ère.

Le Dr Jonathan Antcliffe, l’un des coauteurs de cet article conclut :

« Cela démontre que lorsqu’il est question de la compréhension de l’histoire de la vie primitive, la meilleure source de preuve que nous ayons sont les archives fossiles, qui sont convaincantes et très complètes entre le cambrien inférieur et le cambrien moyen, et nous révèlent beaucoup sur l’origine des arthropodes dans un intervalle temporel où la préservation fossile a été optimale. »

Interview d’Allison Daley

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