Un nouveau regard sur les fossiles de la période cambrienne il y a environ 500 millions d'années a révélé que certains des premiers animaux passaient du temps sur desflats de boue qui étaient parfois exposés à l'air – une découverte qui pourrait réécrire l'histoire du moment où la vie a quitté les océans pour la première fois
Trace fossile d'un animal qui a peut-être vécu sur une masse pendant la période Cambrienne
Les animaux vivant il y a environ 500 millions d'années ont passé du temps sur desflats de boue qui ont été périodiquement exposés à l'air. La constatation suggère que certains des premiers animaux ont pu survivre à l'extérieur de l'eau, ne serait-ce que pour une durée limitée – des dizaines de millions d'années avant que certains animaux ne commencent à vivre en permanence sur terre.
«Ils devaient avoir des mécanismes pour faire face à certains des facteurs de stress de cet environnement», explique Giovanni Mussini à l'Université de Cambridge. «Il y avait déjà la boîte à outils génétique, la boîte à outils physiologique, pour faire de ces brèves excursions en environnements très terrestres.»
Mussini et ses collègues ont réexaminé les roches sédimentaires de la formation Pika dans le parc national de Jasper, Canada. Ils ont été à l'origine collectés en 1999, mais ont ensuite été largement non examinés pendant deux décennies. Les roches sont estimées à environ 498 millions d'années, les plaçant au milieu de la période Cambrien (il y a 539 à 487 millions d'années), lorsque de nombreux groupes animaux majeurs sont originaires.
L'équipe a trouvé de fines couches de schiste avec des fissures révélatrices – indiquant que les roches se sont formées à partir de boue qui s'était séchée au soleil. Combinée à d'autres preuves, cela suggère que les flats de boue étaient parfois exposés à l'air.
Mussini souligne que nous ne pouvons pas être sûrs si lesflats de boue étaient régulièrement exposés, comme dans une zone de marée moderne, ou uniquement par intermittence. «Tout ce que nous pouvons dire à partir des preuves que j'ai vues, au moins, c'est que parfois cela a été exposé», dit-il. « En partie du temps, sinon la plupart du temps, je dirais que c'était sous l'eau. »
Malgré ce cadre exposé, l'équipe a trouvé de nombreux fossiles animaux. Il y avait des vers annelid, qui sont liés aux vers de terre modernes et aux vers marins appelés priapulides. Ils ont également trouvé des fragments d'animaux similaires à Wiwaxiaque Mussini appelle une «créature épineuse et limace avec des lames couvrant son corps».
Ces types d'animaux sont connus dans d'autres lits fossiles du Cambrien, y compris le schiste de Burgess en Colombie-Britannique, également au Canada, qui a préservé de nombreuses créatures à corps doux. Cependant, la plupart de ces dépôts se sont formés dans des eaux profondes. Cela a suggéré que les animaux ne pouvaient pas survivre hors de l'eau. La formation de PiKa trouve indique que certains d'entre eux pourraient, au moins pendant un certain temps.
«Les animaux, à ce moment-là, ne se limitaient pas à ces environnements en eau plus profonde», explique Mussini. «Certains d'entre eux avaient déjà des tolérances physiologiques et des tolérances environnementales qui leur ont permis de se rapprocher des environnements exposés.»
Rock de schiste avec des fissures révélatrices indiquant que la roche s'est formée à partir de boue qui s'était séchée au soleil
«Ils ont élargi les gammes écologiques de la faune cambrienne», explique Xiaoya MA à l'Université d'Exeter au Royaume-Uni. L'équipe de Ma a montré en 2022 qu'un autre ensemble de fossiles du Cambrien, le Chengjiang Biota, venait probablement d'un delta de la rivière. «Néanmoins, ils ont été entièrement submergés sous l'eau», dit-elle.
Passer du temps hors de l'eau a nécessité une tolérance pour des changements de température pointus et pour le séchage, explique Ma. Les organismes intertidaux modernes, comme les mollusques sur la mer, ont des tolérances similaires. «Ils peuvent endurer des environnements assez durs», dit-elle.
Les plantes et les animaux ne commenceraient pas à vivre en permanence sur terre avant les périodes siluriennes et dévoniennes, des dizaines de millions d'années plus tard, explique Ma. Cependant, elle dit que la nouvelle étude correspond à des preuves croissantes que certains animaux du Cambrien ont pu survivre à être exposés à l'air. Par exemple, les traces de fossiles suggèrent que des trilobites aventurés sur des refroidisseurs de boudons de marée.
Les paléontologues pensaient que les animaux ont d'abord évolué en tant que groupe pendant le Cambrien – auquel cas il semblerait qu'ils ont commencé à s'aventurer dans des eaux peu profondes à quelques millions d'années après leur origine. Cependant, les preuves ont accumulé que les organismes particuliers de la période d'Ediacaran précédente (il y a 635 à 539 millions d'années) étaient en fait des animaux, ce qui signifie que le groupe pourrait être significativement plus âgé qu'on ne le pensait auparavant.
Malheureusement, presque tous les fossiles d'Ediacaran proviennent d'une eau profonde, explique Mussini. «Nous ne savons pas vraiment ce qui se passait près du rivage», dit-il. Il se peut que les animaux d'Ediacaran soient confinés dans des eaux profondes – ou il se peut que certains vivaient dans les bas-fonds et aient même passé un peu de temps hors de l'eau, mais nous n'avons pas les fossiles. Mussini pointe vers Auroromina attenboroughiiun premier cnidarian lié aux méduses d'aujourd'hui, de l'Ediacaran. «Il semble qu'il ait été transporté des eaux peu profondes dans un dépôt marin plus profond où il a été conservé», dit-il.
