Les restes momifiés d'un vertébré terrestre aident à révéler comment les premiers reptiles anciens ont commencé à respirer avec toute leur poitrine – le style de respiration utilisé par les reptiles, les oiseaux et les mammifères modernes.
Les deux nouveaux spécimens d'un petit reptile ressemblant à un lézard appelé Captorhinus ont été trouvés dans un système de grottes de l'Oklahoma. Captorhinus mesurait moins d’un mètre de long, peut-être la taille d’un dragon barbu. Les restes, datant d'entre 289 et 286 millions d'années, ont été soigneusement embaumés par l'infiltration lente de pétrole brut et d'eaux souterraines riches en minéraux dans leur corps, tout en étant délicatement enfermés et conservés dans de la boue fine.
En conséquence, les fossiles contiennent non seulement des cages thoraciques et des côtes préservées, mais également le cartilage et les restes de protéines les plus anciens connus, rapportent le paléontologue Robert Reisz de l'Université de Toronto Mississauga et ses collègues en ligne le 8 avril dans Nature.
Les reptiles ont évolué à partir d’ancêtres ressemblant à des amphibiens il y a environ 320 à 310 millions d’années – non seulement en plongeant un orteil sur le rivage, mais en survivant à plein temps sur la terre ferme, grâce à des adaptations évolutives telles que des coquilles dures protégeant leurs œufs.
Ensuite, il y a la respiration. Les anciennes méthodes de respiration des animaux étaient liées à l'eau : les amphibiens, par exemple, peuvent respirer sous l'eau via des échanges gazeux à travers la surface humide et poreuse de leur peau ; Certains poissons et requins respirent en pompant de l'eau de manière rythmée à travers leurs branchies. Les premiers amphibiens avaient des poumons rudimentaires, mais utilisaient d'autres méthodes pour y pomper de l'air, comme lever et abaisser la mâchoire.
À un moment donné, les premiers reptiles ont développé un nouvel appareil respiratoire qui utilisait les muscles de la poitrine pour pomper de l'air dans les poumons, permettant ainsi aux animaux de rester à plein temps sur terre. C'est le même type d'appareil utilisé aujourd'hui par leurs descendants, y compris les humains. Mais on ne sait pas exactement quand cette adaptation évolutive s'est produite dans la lignée des reptiles, notamment parce que la fossilisation de tissus mous qui pourrait donner un aperçu de cette transition est extrêmement rare.
L’équipe a utilisé une technique appelée tomodensitométrie neutronique pour examiner les spécimens fossilisés sans les déranger. L'un des deux nouveaux fossiles se compose d'un crâne partiel, d'une épaule et de certaines côtes, ainsi que d'un membre antérieur complet. Ces éléments étaient encore presque recouverts de peau, et il y avait également des fragments 3D de cartilage flexible accrochés au cou, aux épaules et à la cage thoracique. Le deuxième spécimen a révélé que l’animal avait un sternum cartilagineux flexible ainsi que des paires de côtes.
Ce qui est vraiment excitant avec ces fossiles, c'est qu'il est possible de voir comment les pièces s'assemblent pour former un appareil respiratoire complet et flexible – un appareil qui semble terriblement familier, explique Elizabeth Brainerd, biologiste à l'Université Brown qui n'était pas liée à l'étude. « Nous savons que la cage thoracique et la ceinture scapulaire travaillent ensemble pour respirer chez les lézards modernes », explique Brainerd. « Ce fossile montre que le même mécanisme respiratoire était possible chez cet ancien reptile. »
