Sur la photo, une dalle rocheuse contenant les premières preuves de la présence de vertébrés des grands fonds. Les preuves fossiles consistent en des fosses et des sentiers produits par l’alimentation des poissons au début du Crétacé. Les structures en forme de plat mesurent environ 4 cm de large. Crédit : Andréa Baucon
Des scientifiques découvrent une pièce manquante du puzzle de l’évolution dans des roches vieilles de 130 millions d’années. La découverte est le résultat d’une collaboration internationale, dans laquelle le Faculté des Sciences de l’Université de Lisbonne (Portugal) est impliqué.
Malgré vertébrés étant un élément dominant des écosystèmes contemporains des grands fonds, il n’existe aucune preuve fossile de poissons des grands fonds âgés de plus de 50 millions d’années. Aujourd’hui, la découverte récente de fossiles exceptionnellement rares constitue la première preuve connue de la présence de poissons des grands fonds. Cela repousse la chronologie de la colonisation des grands fonds marins de 80 millions d’années.
Les résultats ont été récemment publiés dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences.
« Quand j’ai découvert les fossiles pour la première fois, je ne pouvais pas croire ce que je voyais », explique la paléontologue Andrea Baucon, responsable de cette étude et chercheuse à l’Université de Gênes (Italie). C’est lui qui a découvert les fossiles de poissons dans le nord-ouest des Apennins, près de Plaisance, Modène et Livourne (Italie).
Rouget produisant une fosse d’alimentation dans les fonds marins peu profonds de la mer Ligure. La nouvelle étude rapporte des structures identiques provenant des dépôts du Crétacé des Apennins du Nord, en Italie. Les résultats indiquent que les fosses d’alimentation fossiles constituent la première preuve de la présence de vertébrés des grands fonds. Crédit : Andréa Baucon
La raison de cet étonnement est l’âge lointain des fossiles, qui sont antérieurs de plusieurs millions d’années à toute autre preuve de poissons des grands fonds. Les fossiles récemment découverts remontent au début Crétacé (il y a 130 millions d’années). « Les nouveaux fossiles montrent l’activité des poissons sur un fond marin de l’ère des dinosaures qui s’étendait sur des milliers de mètres de profondeur », ajoute Andrea Baucon.
Grâce à la photogrammétrie, les scientifiques ont fourni une carte des hauteurs phototexturées des fosses et des sentiers d’alimentation des fossiles. Celles-ci représentent les premières preuves de la présence de vertébrés des grands fonds. Crédit : Girolamo Lo Russo
Les fossiles récemment découverts sont rares et inhabituels. Ils comprennent des excavations en forme de bol produites par d’anciens poissons se nourrissant, ainsi que le sentier sinueux formé par la queue d’un poisson nageant, incisant le fond marin boueux. Ces traces fossiles ne comprennent pas de fossiles corporels tels que des arêtes de poisson, mais elles enregistrent un comportement ancien. En tant que tels, les fossiles des Apennins marquent un point critique dans l’espace et le temps. C’est le moment où les poissons ont quitté le plateau continental et ont colonisé un nouvel environnement hostile, situé loin de leur habitat d’origine.
À des milliers de mètres sous la surface de l’océan Téthys – un ancien océan qui existait il y a entre 250 et 50 millions d’années, précurseur de l’actuelle mer Méditerranée –, les premiers poissons des grands fonds ont été confrontés à des conditions environnementales extrêmes par rapport à leurs origines en eaux peu profondes. : l’obscurité totale, les températures proches de zéro et les pressions énormes ont mis à l’épreuve la survie de ces pionniers des abysses.
La vidéo montre une chimère nageant sur les sédiments de la fosse de Kermadec (profondeur : 1544 m) puis plongeant sa bouche dans les sédiments pour se nourrir. Dans la nouvelle étude, les scientifiques ont étudié le comportement des poissons modernes pour comprendre les comportements associés aux premiers fossiles de vertébrés des grands fonds. Crédit : Thomas Linley, Alan Jamieson
De telles conditions extrêmes ont nécessité des adaptations à la vie sous-marine qui sont des innovations évolutives aussi importantes que celles qui ont permis la colonisation de la terre et de l’air, comme les ailes et les membres, par exemple.
Les fossiles récemment découverts représentent non seulement les premiers poissons des grands fonds, mais aussi les premiers vertébrés des grands fonds. L’évolution des vertébrés – animaux à colonne vertébrale – a été rythmée par des transitions d’habitats depuis leurs origines marines peu profondes vers des environnements terrestres, aériens et profonds. L’invasion des grands fonds marins est la transition d’habitat la moins comprise en raison du faible potentiel de fossilisation associé aux grands fonds marins.
« Les nouveaux fossiles mettent en lumière un chapitre autrement obscur de l’histoire de la vie sur Terre », commente Carlos Neto de Carvalho, chercheur à l’Instituto Dom Luiz, Faculté des Sciences de l’Université de Lisbonne (Ciências ULisboa) (Portugal).
Carte des hauteurs de la dalle rocheuse au-dessus, préservant les premières preuves de la présence de vertébrés des grands fonds. Le codage couleur est lié à la hauteur, les couleurs les plus chaudes étant situées aux altitudes les plus élevées. Crédit : Girolamo Lo Russo
Les fossiles des Apennins obligent les scientifiques à reconsidérer les facteurs qui pourraient avoir déclenché la colonisation des fonds marins par les vertébrés. Les auteurs proposent que le déclencheur ait été l’apport sans précédent de matière organique survenu entre la fin jurassique et le Crétacé inférieur. La disponibilité de nourriture dans les eaux profondes favorisait les vers de fond, qui, à leur tour, attiraient les poissons qui utilisaient des comportements spécifiques pour les exposer.
Dans cette étude, les chercheurs se sont tournés vers les mers actuelles pour comprendre le comportement des fossiles, en étudiant le comportement des poissons modernes dans leurs habitats. Des scientifiques ont exploré les profondeurs de l’océan Pacifique pour étudier les chimères, également connues sous le nom de requins fantômes, dans leur milieu de vie.
Les nouveaux fossiles sont identiques aux structures produites par les poissons modernes qui se nourrissent soit en grattant le fond marin, soit en exposant leurs proies vivant au fond par aspiration. Cela rappelle les Neoteleostei, le groupe de vertébrés qui comprend les poissons méduse et les poissons lézards modernes.
Chimère nageant sur les sédiments de la fosse de Kermadec dans l’océan Pacifique (profondeur : 1544 m). Dans la nouvelle étude, les scientifiques ont étudié le comportement des poissons modernes des grands fonds pour comprendre le mécanisme de formation des traces de fossiles du Crétacé. Les résultats révèlent les premières preuves de la présence de vertébrés des grands fonds. Crédit : Thomas Linley, Alan Jamieson
« Contrairement à la croyance populaire, les sédiments des fonds marins sont remplis de restes fossiles de vie ancienne, mais provenant normalement de petits organismes qui vivent bien au-dessus de la colonne d’eau comme le phyto ou le zooplancton », explique Mário Cachão, co-auteur de cet ouvrage. étudiant et chercheur à l’Instituto Dom Luiz, Ciências ULisboa.
« Cependant, découvrir et interpréter des preuves directes de l’activité organique de vertébrés imprimés et géologiquement préservés dans de tels sédiments, après avoir été tectoniquement déformés et exposés comme la chaîne de montagnes des Apennins du Nord, mis en place principalement au cours des époques géologiques du Miocène et du Pliocène – c’est-à-dire approximativement le il y a 20 millions d’années -, c’est en effet une découverte très, très, rare », ajoute Mário Cachão.
Les fossiles récemment découverts pourraient représenter la première étape majeure dans les origines de la biodiversité moderne des vertébrés des grands fonds. Les racines des écosystèmes modernes des grands fonds se trouvent dans les fossiles des Apennins, témoins d’une transition clé de l’habitat dans l’histoire des océans. «Nos découvertes de fossiles réévaluent le mode et le rythme de la colonisation vertébrée des grands fonds marins. Les fossiles récemment découverts contiennent des indices fondamentaux à propos des tout débuts de l’évolution des vertébrés dans les profondeurs marines, avec de profondes implications pour les sciences de la Terre et de la vie », résume Andrea Baucon.
L’étude est le résultat de la collaboration de chercheurs affiliés à des institutions scientifiques d’Italie (Universités de Gênes, Modène et Reggio Emilia, Padoue, Pise, Parme ; Musée d’histoire naturelle de Plaisance ; Musée de la nature du Tyrol du Sud), du Portugal (Géoparc mondial Naturtejo UNESCO ; Université de Lisbonne), Angleterre (Université de Newcastle), Espagne (Universités de Séville et de Barcelone), Australie (Université d’Australie occidentale), Écosse (Université d’Aberdeen).
