Des chercheurs ont découvert un cœur vieux de 380 millions d’années – le plus ancien jamais trouvé – aux côtés d’un estomac, d’un intestin et d’un foie fossilisés séparés chez un ancien poisson à mâchoires, jetant un nouvel éclairage sur l’évolution de notre propre corps.
La nouvelle recherche, publiée aujourd’hui dans La scienceont découvert que la position des organes dans le corps des arthrodires – une classe éteinte de poissons blindés qui a prospéré au cours de la période dévonienne d’il y a 419,2 millions d’années à 358,9 millions d’années – est similaire à l’anatomie moderne des requins, offrant de nouveaux indices évolutifs vitaux.
Le chercheur principal, John Curtin Distinguished Professor Kate Trinajstic de la Curtin’s School of Molecular and Life Sciences et du Western Australian Museum, a déclaré que la découverte était remarquable étant donné que les tissus mous d’espèces anciennes étaient rarement préservés et qu’il était encore plus rare de trouver une préservation 3D.
« En tant que paléontologue qui a étudié les fossiles pendant plus de 20 ans, j’ai été vraiment étonné de trouver un cœur en 3D et magnifiquement préservé chez un ancêtre vieux de 380 millions d’années », a déclaré le professeur Trinajstic.
Animation de la position du cœur créée par Alice Clement. Crédit : Alice Clément
« L’évolution est souvent considérée comme une série de petits pas, mais ces anciens fossiles suggèrent qu’il y a eu un saut plus important entre les vertébrés sans mâchoires et ceux avec mâchoires. Ces poissons ont littéralement leur cœur dans la bouche et sous les branchies, tout comme les requins aujourd’hui. »
Cette recherche présente le premier modèle 3D d’un cœur complexe en forme de S dans une arthrodire composée de deux chambres, la plus petite étant située au-dessus.
Le professeur Trinajstic a déclaré que ces caractéristiques étaient avancées chez ces premiers vertébrés, offrant une fenêtre unique sur la façon dont la région de la tête et du cou a commencé à changer pour s’adapter aux mâchoires, une étape critique dans l’évolution de notre propre corps.
« Pour la première fois, nous pouvons voir tous les organes ensemble chez un poisson à mâchoires primitif, et nous avons été particulièrement surpris d’apprendre qu’ils n’étaient pas si différents de nous », a déclaré le professeur Trinajstic.
« Cependant, il y avait une différence critique : le foie était gros et permettait au poisson de rester flottant, tout comme les requins aujourd’hui. aucune preuve de poumons chez aucun des poissons blindés éteints que nous avons examinés, ce qui suggère qu’ils ont évolué indépendamment dans les poissons osseux à une date ultérieure. »
La formation de Gogo, dans la région de Kimberley en Australie occidentale où les fossiles ont été collectés, était à l’origine un grand récif.
Avec l’aide de scientifiques de l’Australian Nuclear Science and Technology Organization à Sydney et de l’European Synchrotron Radiation Facility en France, les chercheurs ont utilisé des faisceaux de neutrons et des rayons X synchrotron pour scanner les spécimens, toujours intégrés dans les concrétions calcaires, et ont construit des images tridimensionnelles images des tissus mous à l’intérieur en fonction des différentes densités de minéraux déposés par les bactéries et la matrice rocheuse environnante.
Cette nouvelle découverte d’organes minéralisés, en plus des découvertes antérieures de muscles et d’embryons, fait des Gogo arthrodires le mieux compris de tous les vertébrés souches à mâchoires et clarifie une transition évolutive sur la lignée des vertébrés vivants à mâchoires, qui comprend les mammifères et les humains.
Le co-auteur, le professeur John Long, de l’Université Flinders, a déclaré : « Ces nouvelles découvertes d’organes mous chez ces poissons anciens font vraiment rêver les paléontologues, car sans aucun doute ces fossiles sont les mieux conservés au monde à cette époque. Ils montrent la valeur des fossiles de Gogo pour comprendre les grandes étapes de notre évolution lointaine. Gogo nous a donné des premières mondiales, des origines du sexe au plus ancien cœur de vertébré, et est aujourd’hui l’un des sites fossilifères les plus importants au monde. moment où le site a été sérieusement considéré pour le statut de patrimoine mondial. »
Le co-auteur, le professeur Per Ahlberg, de l’Université d’Uppsala, a déclaré : « Ce qui est vraiment exceptionnel chez les poissons Gogo, c’est que leurs tissus mous sont préservés en trois dimensions. La plupart des cas de préservation des tissus mous se trouvent dans des fossiles aplatis, où l’anatomie molle est rien de plus qu’une tache sur la roche. Nous avons également beaucoup de chance car les techniques de numérisation modernes nous permettent d’étudier ces tissus mous fragiles sans les détruire. Il y a quelques décennies, le projet aurait été impossible.
La recherche dirigée par Curtin était une collaboration avec l’Université Flinders, le Western Australian Museum, l’European Synchrotron Radiation Facility en France, le réacteur nucléaire de l’Australian Nuclear Science and Technology Organization, l’Université d’Uppsala, l’Australian Regenerative Medicine Institute de l’Université Monash et le South Australian Museum.
L’article s’intitule « Conservation exceptionnelle d’organes dans les placodermes dévoniens du Gogo lagerstätte ».
Kate Trinajstic, Préservation exceptionnelle des organes dans les placodermes dévoniens du Gogo lagerstätte, La science (2022). DOI : 10.1126/science.abf3289. www.science.org/doi/10.1126/science.abf3289