Un nouveau fossile de poisson exceptionnel incite à repenser la façon dont la géologie de la Terre détermine l’évolution

Les cœlacanthes sont des poissons des profondeurs qui vivent au large des côtes du sud de l’Afrique et de l’Indonésie et qui peuvent atteindre jusqu’à deux mètres de long. Pendant longtemps, les scientifiques ont cru qu’ils étaient éteints.

Dans Nouvelle recherche publié dans Nature Communicationsnous révélons le fossile de cœlacanthe le mieux préservé jamais découvert, datant de la période antique, il y a des centaines de millions d’années, lorsque ces anciens habitants de la mer ont commencé à évoluer. Le fossile provient de la formation de Gogo, dans le comté de Gooniyandi, dans le nord de l’Australie occidentale.

Nous avons également étudié l’évolution des centaines d’espèces de cœlacanthes que nous connaissons à partir des fossiles pour découvrir ce qui a motivé la création de nouvelles espèces au fil des éons.

La réponse fut surprenante : ce n’est pas la température des océans ou les niveaux d’oxygène qui ont eu le plus d’influence sur l’évolution du cœlacanthe, mais l’activité tectonique. Lorsque les vastes plaques de la croûte terrestre se déplaçaient davantage, de nouvelles espèces étaient plus susceptibles d’apparaître.

« Fossiles vivants »

Les cœlacanthes sont des poissons à nageoires lobées, ce qui signifie qu’ils ont des os robustes dans leurs nageoires, un peu comme les os de nos bras. Les scientifiques pensent qu’ils sont plus proches des tétrapodes (animaux dotés d’une colonne vertébrale et de quatre membres, comme les grenouilles, les émeus et les humains) que de la plupart des autres poissons.

Les cœlacanthes existent depuis longtemps. Les plus anciens fossiles connus datent de plus de 410 millions d’années. Mais comme ces fossiles sont principalement des fragments, nous ne savons pas grand-chose sur l’apparence des premiers cœlacanthes.

Plus tard, à l’époque des dinosaures, il y a environ 250 millions d’années, les cœlacanthes se sont diversifiés. Au total, on a retrouvé des traces de plus de 175 espèces fossiles du monde entier.

Finalement, à la fin du Crétacé, il y a 66 millions d’années, toute trace de cœlacanthes a mystérieusement disparu des archives fossiles. Pendant longtemps, les scientifiques ont supposé que les cœlacanthes étaient les victimes de l’impact massif d’un astéroïde qui a également signé l’arrêt de mort des dinosaures (ainsi que d’environ les trois quarts de toute la vie sur Terre).

Tout a changé en 1938, lorsque des pêcheurs d’Afrique du Sud ont sorti des profondeurs de l’océan un gros poisson énigmatique qui ne ressemblait à rien de ce qu’ils avaient vu auparavant. Un employé du musée local, passionné par les sciences naturelles, Marjorie Courtenay-Latimerj’ai immédiatement su que le poisson était spécial.

Courtenay-Latimer a enrôlé son amie JLB Smithun chimiste sud-africain renommé qui s’intéressait à l’ichtyologie (l’étude des poissons). Smith a identifié et nommé Latimeria, le premier cœlacanthe vivant connu de la science.

La découverte de ce « poisson Lazare » était comme la découverte d’un dinosaure Triceratops vivant qui erre encore aujourd’hui dans les forêts d’Amérique du Nord. Aujourd’hui encore, les cœlacanthes sont souvent décrits comme des « fossiles vivants ».

Un nouveau fossile de cœlacanthe

Notre équipe de l’Université Flinders, en collaboration avec d’autres collègues d’Australie, du Canada et d’Europe, a découvert une nouvelle espèce de cœlacanthe fossile dans le comté de Gooniyandi, dans le nord de l’Australie occidentale. Il y a environ 380 millions d’années, le site était un récif tropical regorgeant de plus de 50 espèces de poissons.

Ngamugawi wirngarri, le nouveau fossile de cœlacanthe, est le premier poisson découvert dans la région à porter un nom qui nous a été donné en langue gooniyandi. Ce nom signifie « poisson ancien en l’honneur de Wirngarri », un ancien respecté de la communauté.

Ngamugawi est le cœlacanthe le mieux préservé en trois dimensions de la période dévonienne (il y a 359 à 419 millions d’années). Ce fossile offre un excellent aperçu de l’anatomie primitive de cette lignée.

La tectonique des plaques est à l’origine de l’évolution du cœlacanthe

L’étude de cette nouvelle espèce nous a conduit à analyser l’histoire évolutive de tous les cœlacanthes connus. Nous avons ainsi calculé les taux d’évolution au cours de leurs 410 millions d’années d’histoire.

Nous avons constaté que les cœlacanthes ont généralement évolué lentement, à quelques exceptions près.

Nous avons également analysé une série de facteurs environnementaux que nous avons considérés comme des candidats potentiels pour influencer les taux d’évolution du cœlacanthe. Il s’agit notamment de l’activité des plaques tectoniques, de la température des océans, des niveaux d’oxygène dans l’eau et des niveaux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

Parmi toutes les variables que nous avons étudiées, celle qui a eu la plus grande influence sur le rythme d’évolution du cœlacanthe était l’activité des plaques tectoniques. De nouvelles espèces de cœlacanthes étaient plus susceptibles d’apparaître pendant les périodes d’activité tectonique accrue, lorsque les mouvements sismiques transformaient les habitats.

Les cœlacanthes sont-ils encore en évolution ?

Parallèlement à notre analyse de tous les cœlacanthes fossiles, nous avons également examiné de près les deux espèces vivantes, Latimeria chalumnae et Latimeria menadoensis.

À première vue, ces poissons ressemblent presque à certains de leurs homologues d’il y a des centaines de millions d’années. Cependant, après une analyse plus approfondie, nous avons pu constater qu’ils étaient en fait distincts de leurs parents disparus.

Bien que Latimeria ait pratiquement cessé de développer de nouvelles caractéristiques, les proportions de son corps et les détails de son ADN continuent de changer un peu. Il ne s’agit donc peut-être pas d’un « fossile vivant » après tout.

Cet article est republié à partir de La Conversation sous licence Creative Commons. Lire la suite article original.