Une équipe de chercheurs, dont des scientifiques de l’Université d’Oxford, a fait une découverte étonnante : celle d’une nouvelle espèce de mollusque qui vivait il y a 500 millions d’années. Le nouveau fossile, appelé Shishania aculeata, révèle que les mollusques les plus primitifs étaient des limaces plates, sans coquille, recouvertes d’une armure épineuse protectrice. Les résultats ont été publiés dans la revue Science.
La nouvelle espèce a été découverte dans des fossiles exceptionnellement bien préservés de la province orientale du Yunnan, dans le sud de la Chine, datant d’une période géologique appelée le Cambrien inférieur, il y a environ 514 millions d’années. Les spécimens de Shishania ne mesurent que quelques centimètres de long et sont recouverts de petits cônes pointus (sclérites) faits de chitine, un matériau également présent dans les carapaces des crabes, des insectes et de certains champignons modernes.
Les spécimens conservés à l’envers montrent que le dessous de l’animal était nu, avec un pied musclé comme celui d’une limace que Shishania aurait utilisé pour ramper sur le fond marin il y a plus d’un demi-milliard d’années. Contrairement à la plupart des mollusques, Shishania n’avait pas de coquille qui recouvrait son corps, ce qui suggère qu’il représente un stade très précoce de l’évolution des mollusques.
Les mollusques actuels présentent une variété vertigineuse de formes, et comprennent des escargots et des palourdes, ainsi que des groupes très intelligents comme les calmars et les poulpes.
Cette diversité de mollusques a évolué très rapidement il y a longtemps, lors d’un événement connu sous le nom d’explosion cambrienne, au cours duquel tous les principaux groupes d’animaux se sont rapidement diversifiés. Cette période de changement évolutif rapide signifie que peu de fossiles ont été laissés derrière nous pour témoigner de l’évolution précoce des mollusques.
Luke Parry, auteur correspondant et professeur associé du département des sciences de la Terre de l’université d’Oxford, a déclaré : « Essayer de découvrir à quoi ressemblait l’ancêtre commun d’animaux aussi différents qu’un calmar et une huître est un défi majeur pour les biologistes évolutionnistes et les paléontologues, un défi qui ne peut être résolu en étudiant uniquement les espèces vivantes aujourd’hui.
« Shishania nous offre un aperçu unique d’une période de l’évolution des mollusques pour laquelle nous disposons de très peu de fossiles, nous informant que les tout premiers ancêtres des mollusques étaient des limaces épineuses blindées, antérieures à l’évolution des coquilles que nous observons chez les escargots et les palourdes modernes. »
Étant donné que le corps de Shishania était très mou et constitué de tissus qui ne se conservent généralement pas dans les archives fossiles, les spécimens étaient difficiles à étudier, car beaucoup d’entre eux étaient mal conservés.
Guangxu Zhang, premier auteur et récent titulaire d’un doctorat de l’Université du Yunnan en Chine, qui a découvert les spécimens, a déclaré : « Au début, je pensais que les fossiles, qui n’avaient que la taille de mon pouce, n’étaient pas visibles, mais j’ai vu à la loupe qu’ils semblaient étranges, épineux et complètement différents de tous les autres fossiles que j’avais vus.
« Au début, je l’appelais « le sac en plastique » parce qu’il ressemblait à un petit sac en plastique en décomposition. Lorsque j’ai trouvé d’autres fossiles et que je les ai analysés en laboratoire, j’ai réalisé qu’il s’agissait d’un mollusque. »
Le professeur associé Parry a ajouté : « Nous avons trouvé des détails microscopiques à l’intérieur des épines coniques recouvrant le corps de Shishania qui montrent comment elles étaient sécrétées au cours de la vie. Ce type d’information est incroyablement rare, même dans des fossiles exceptionnellement préservés. »
Les épines de Shishania présentent un système interne de canaux de moins d’un centième de millimètre de diamètre. Ces caractéristiques montrent que les cônes ont été sécrétés à leur base par des microvillosités, de minuscules protubérances de cellules qui augmentent la surface, comme dans nos intestins où elles facilitent l’absorption des aliments.
Cette méthode de sécrétion de parties dures s’apparente à une imprimante 3D naturelle, permettant à de nombreux animaux invertébrés de sécréter des parties dures avec une grande variation de forme et de fonction, allant de la défense à la facilitation de la locomotion.
Des épines et des soies dures sont connues chez certains mollusques actuels (comme les chitons), mais elles sont constituées de carbonate de calcium minéral plutôt que de chitine organique comme chez Shishania. Des soies chitineuses organiques similaires se trouvent dans des groupes d’animaux plus obscurs tels que les brachiopodes et les bryozoaires, qui forment avec les mollusques et les annélides (vers de terre et leurs parents) le groupe des Lophotrochozoa.
Le professeur Parry a ajouté : « Shishania nous indique que les épines et les spicules que nous observons aujourd’hui chez les chitons et les mollusques aplacophores ont en fait évolué à partir de sclérites organiques comme celles des annélides. Ces animaux sont très différents les uns des autres aujourd’hui et des fossiles comme Shishania nous disent à quoi ils ressemblaient dans le passé, peu après qu’ils se soient éloignés de leurs ancêtres communs. »
Jakob Vinther, co-auteur de l’étude à l’université de Bristol, a déclaré : « Les mollusques d’aujourd’hui sont extrêmement disparates et se sont diversifiés très rapidement au cours de l’explosion cambrienne, ce qui signifie que nous avons du mal à reconstituer leur histoire évolutive précoce. Nous savons que l’ancêtre commun de tous les mollusques vivant aujourd’hui n’avait qu’une seule coquille, et Shishania nous parle donc d’une époque très ancienne dans l’évolution des mollusques avant l’évolution de la coquille. »
Xiaoya Ma, coauteure de l’étude (Université du Yunnan et Université d’Exeter), a déclaré : « Cette nouvelle découverte met en lumière le trésor de fossiles d’animaux primitifs préservés dans les roches cambriennes de la province du Yunnan. Les mollusques à corps mou ont un registre fossile très limité, et ces découvertes très rares nous en disent donc beaucoup sur ces animaux divers. »
Plus d’information:
Guangxu Zhang et al, Un mollusque à tige épineuse du Cambrien et l’homologie profonde des scléritomes lophotrochozoaires, Science (2024). DOI: 10.1126/science.ado0059. www.science.org/doi/10.1126/science.ado0059