Les cerveaux fossilisés de Stanleycaris vieux de 500 millions d’années incitent à repenser l’évolution des insectes et des araignées

Le Musée royal de l’Ontario a révélé de nouvelles recherches basées sur une cache de fossiles contenant le cerveau et le système nerveux d’un prédateur marin vieux d’un demi-milliard d’années des schistes de Burgess appelé Stanleycaris. Stanleycaris appartenait à une ancienne ramification éteinte de l’arbre évolutif des arthropodes appelé Radiodonta, apparenté de loin aux insectes et araignées modernes. Ces découvertes mettent en lumière l’évolution du cerveau, de la vision et de la structure de la tête des arthropodes. Les résultats ont été annoncés dans l’article « Un radiodonte à trois yeux avec une neuroanatomie fossilisée informe de l’origine de la tête et de la segmentation de l’arthropode », publié dans la revue Biologie actuelle.

C’est ce qu’il y a dans la tête de Stanleycaris qui enthousiasme le plus les chercheurs. Dans 84 des fossiles, les restes du cerveau et des nerfs sont encore préservés après 506 millions d’années.

« Bien que les cerveaux fossilisés de la période cambrienne ne soient pas nouveaux, cette découverte se distingue par l’étonnante qualité de conservation et le grand nombre de spécimens », a déclaré Joseph Moysiuk, auteur principal de la recherche et professeur à l’Université de Toronto (U of T) doctorat Candidat en écologie et biologie évolutive, basé au Musée royal de l’Ontario. « Nous pouvons même distinguer des détails fins tels que des centres de traitement visuel desservant les grands yeux et des traces de nerfs entrant dans les appendices. Les détails sont si clairs que c’est comme si nous regardions un animal mort hier. »

Les nouveaux fossiles montrent que le cerveau de Stanleycaris était composé de deux segments, le protocerebrum et le deutocerebrum, reliés respectivement aux yeux et aux griffes frontales. « Nous concluons qu’une tête et un cerveau à deux segments ont des racines profondes dans la lignée des arthropodes et que son évolution a probablement précédé le cerveau à trois segments qui caractérise tous les membres vivants de ce phylum animal diversifié », a ajouté Moysiuk.

Chez les arthropodes actuels comme les insectes, le cerveau est constitué de protocerebrum, de deutocerebrum et de tritocerebrum. Bien que la différence d’un segment puisse ne pas sembler changer la donne, elle a en fait des implications scientifiques radicales. Étant donné que des copies répétées de nombreux organes d’arthropodes peuvent être trouvées dans leurs corps segmentés, il est essentiel de comprendre comment les segments s’alignent entre les différentes espèces pour comprendre comment ces structures se sont diversifiées à travers le groupe. « Ces fossiles sont comme une pierre de Rosette, aidant à relier les traits des radiodonts et d’autres arthropodes fossiles précoces avec leurs homologues dans les groupes survivants. »

En plus de sa paire d’yeux pédonculés, Stanleycaris possédait un grand œil central à l’avant de sa tête, une caractéristique jamais remarquée auparavant chez un radiodont. « La présence d’un énorme troisième œil chez Stanleycaris était inattendue. Cela souligne que ces animaux étaient encore plus bizarres que nous ne le pensions, mais nous montre également que les premiers arthropodes avaient déjà développé une variété de systèmes visuels complexes comme beaucoup de leurs modernes. kin », a déclaré le Dr Jean-Bernard Caron, conservateur Richard Ivey de la paléontologie des invertébrés du ROM et titulaire d’un doctorat de Moysiuk. superviseur. « Étant donné que la plupart des radiodonts ne sont connus qu’à partir de fragments épars, cette découverte est un bond en avant crucial pour comprendre à quoi ils ressemblaient et comment ils vivaient », a ajouté Caron, qui est également professeur agrégé à l’U de T, en écologie et Évolution et Sciences de la Terre.

À l’époque cambrienne, les radiodontes comprenaient certains des plus gros animaux du monde, avec la fameuse « merveille étrange » Anomalocaris atteignant au moins 1 mètre de long. Ne mesurant pas plus de 20 cm de long, Stanleycaris était petit pour son groupe, mais à une époque où la plupart des animaux ne grandissaient pas plus gros qu’un doigt humain, il aurait été un prédateur impressionnant. Les systèmes sensoriels et nerveux sophistiqués de Stanleycaris lui auraient permis de repérer efficacement de petites proies dans l’obscurité.

Avec de grands yeux composés, une formidable bouche circulaire bordée de dents, des griffes frontales avec un éventail impressionnant d’épines et un corps flexible et segmenté avec une série de volets de natation le long de ses côtés, Stanleycaris aurait été un cauchemar pour n’importe qui. petit habitant du fond assez malheureux pour croiser son chemin.

À propos des schistes de Burgess

Pour cette recherche, Moysiuk et Caron ont étudié une collection inédite de 268 spécimens de Stanleycaris. Les fossiles ont été principalement collectés dans les années 1980 et 90 à partir de couches rocheuses au-dessus du célèbre site de la carrière Walcott du schiste de Burgess dans le parc national Yoho, en Colombie-Britannique, au Canada, et font partie de la vaste collection de fossiles de schiste de Burgess hébergés au ROM.

Les sites fossilifères de Burgess Shale sont situés dans les parcs nationaux Yoho et Kootenay et sont gérés par Parcs Canada. Parcs Canada est fier de travailler avec des chercheurs scientifiques de premier plan pour approfondir les connaissances et la compréhension de cette période clé de l’histoire de la Terre et pour partager ces sites avec le monde grâce à des randonnées guidées primées. Le schiste de Burgess a été désigné site du patrimoine mondial de l’UNESCO en 1980 en raison de sa valeur universelle exceptionnelle et fait maintenant partie du site du patrimoine mondial des parcs des Rocheuses canadiennes.

Les fossiles de Stanleycaris peuvent être vus par le public dans la nouvelle exposition de fossiles de Burgess Shale à la Willner Madge Gallery, Dawn of Life au ROM.

Fourni par Musée royal de l’Ontario