La tête de Youti yuanshimontrant (de gauche à droite) une vue externe par en dessous ; les organes internes, avec les organes ventraux omis ; les organes internes ; (à droite) vue oblique montrant l'anatomie interne. Crédit : Emma J. Long
Des chercheurs de l'Université de Durham ont découvert un fossile extraordinairement détaillé vieux de 520 millions d'années, Youti yuanshi, révélant des informations évolutives importantes sur l'anatomie complexe et le développement des premiers arthropodes.
Une étude récente menée par des chercheurs de l'Université de Durham a dévoilé un fossile exceptionnellement rare et détaillé nommé Youti yuanshioffrant un aperçu de l’un des premiers ancêtres des insectes, araignées, crabes et mille-pattes modernes.
Ce fossile remonte à plus de 520 millions d'années, à l'époque du Cambrien, époque à laquelle les principaux groupes d'animaux que nous connaissons aujourd'hui ont commencé à évoluer. Ce fossile appartient à un groupe appelé les euarthropodes, qui comprend les insectes, les araignées et les crabes modernes. Ce fossile est si particulier car la minuscule larve, pas plus grosse qu'une graine de pavot, possède des organes internes préservés dans une qualité exceptionnelle.
Dissection virtuelle de Youti yuanshimontrant la structure interne de la cavité corporelle principale (périviscérale). Tête à gauche de l'image. Crédit : Emma J. Long
En utilisant des techniques de numérisation avancées de tomographie à rayons X synchrotron à Source de lumière en forme de diamantl'installation scientifique nationale de rayonnement synchrotron du Royaume-Uni, les chercheurs ont généré des images 3D de régions cérébrales miniatures, de glandes digestives, d'un système circulatoire primitif et même de traces des nerfs alimentant les pattes et les yeux simples de la larve.
Ce fossile permet aux chercheurs d'observer sous la peau de l'un des premiers ancêtres des arthropodes. Le niveau de complexité de l'anatomie montre que ces premiers parents des arthropodes étaient bien plus avancés que ce que pensaient les chercheurs.
Les points de vue des principaux chercheurs
Martin Smith, chercheur principal à l’université de Durham, a déclaré : « Quand je rêvais du fossile que j’aimerais le plus découvrir, je pensais toujours à une larve d’arthropode, car les données sur le développement sont essentielles pour comprendre leur évolution. Mais les larves sont si minuscules et fragiles que les chances d’en trouver une fossilisée sont pratiquement nulles – du moins c’est ce que je pensais ! Je savais déjà que ce simple fossile ressemblant à un ver était quelque chose de spécial, mais lorsque j’ai vu les structures étonnantes préservées sous sa peau, je suis resté bouche bée : comment ces caractéristiques complexes ont-elles pu éviter la décomposition et être encore là un demi-milliard d’années plus tard ? »
Image composite montrant les systèmes d'organes internes à l'avant, au milieu et à l'arrière de Youti yuanshiCrédit photo : Emma J. Long
La co-auteure de l'étude, la Dre Katherine Dobson de l'Université de Strathclyde, a déclaré : « Il est toujours intéressant de voir ce qu'il y a à l'intérieur d'un échantillon à l'aide de l'imagerie 3D, mais dans cette incroyable petite larve, la fossilisation naturelle a atteint une préservation presque parfaite. »
Importance évolutive
L'étude de cette ancienne larve fournit des indices clés sur les étapes évolutives nécessaires pour que de simples créatures ressemblant à des vers se transforment en un arthropode sophistiqué doté de membres, d'yeux et de cerveaux spécialisés. Par exemple, le fossile révèle une région cérébrale ancestrale, le « protocerebrum », qui formerait plus tard le noyau de la tête segmentée et spécialisée de l'arthropode avec ses divers appendices comme les antennes, les pièces buccales et les yeux.
Cette tête complexe a permis aux arthropodes d'adopter une grande variété de modes de vie et a permis aux chercheurs de devenir les organismes dominants dans les océans du Cambrien. Des détails comme ceux-ci aident également à retracer la façon dont les arthropodes modernes ont acquis leur incroyable complexité et diversité anatomiques et sont devenus le groupe d'animaux le plus abondant aujourd'hui.
Les chercheurs soulignent que le fossile comble une lacune importante dans notre compréhension de la façon dont le plan corporel des arthropodes est né et est devenu si performant au cours de l'explosion cambrienne de la vie.
Ce spécimen remarquable est conservé à l'Université du Yunnan en Chine, où il a été découvert à l'origine.
