Un nouvel aperçu des origines et de l’évolution précoce des échinoïdes, un groupe qui comprend les oursins, les dollars des sables et leurs parents, a été publié aujourd’hui dans la revue eVie.
L’étude suggère que les échinoïdes modernes sont apparus il y a environ 300 millions d’années, ont survécu à l’événement d’extinction de masse du Permo-Trias – la crise de biodiversité la plus grave de l’histoire de la Terre – et se sont rapidement diversifiés par la suite. Ces découvertes aident à combler une lacune dans les connaissances causée par le manque relatif de preuves fossiles de cette diversification précoce.
Il existe plus de 1 000 espèces vivantes d’échinoïdes, dont les oursins, les oursins, les dollars des sables et les biscuits de mer, qui vivent dans différents environnements océaniques allant des eaux peu profondes aux abysses. Tout au long de l’histoire, les squelettes durs recouverts d’épines de ces créatures ont laissé un nombre impressionnant de fossiles. Cependant, malgré ces archives fossiles remarquables, leur émergence est documentée par quelques spécimens fossiles aux affinités peu claires avec les groupes vivants, ce qui rend leur histoire ancienne incertaine.
« Il y a encore des débats parmi les scientifiques sur le moment où les ancêtres des échinoïdes ont émergé et sur le rôle que l’événement d’extinction de masse qui s’est produit entre les périodes du Permien et du Trias a pu jouer dans leur évolution », explique le premier auteur Nicolás Mongiardino Koch, qui a terminé le travail alors qu’il était à l’Université de Yale, New Haven, Connecticut, États-Unis, et est maintenant boursier postdoctoral à la Scripps Institution of Oceanography de l’UC San Diego, États-Unis.
« Nous avons entrepris d’aider à résoudre ces débats en combinant des données génomiques et paléontologiques pour démêler leurs relations évolutives. L’extraordinaire registre fossile des échinoïdes et la facilité avec laquelle ces fossiles peuvent être incorporés dans les analyses phylogénétiques en font un système idéal pour explorer leur évolution précoce. en utilisant cette approche. »
Mongiardino Koch et l’équipe se sont appuyés sur les ressources moléculaires disponibles avec 18 nouveaux ensembles de données génomiques, créant la plus grande matrice moléculaire existante pour les échinoïdes. À l’aide de cet ensemble de données, ils ont pu reconstruire les relations phylogénétiques et les temps de divergence des principales lignées d’échinoïdes vivants et placer leur diversification dans une histoire évolutive plus large. Ils l’ont fait en appliquant une technique d’horloge moléculaire à leur ensemble de données, selon laquelle la vitesse à laquelle les mutations accumulées dans les génomes des échinoïdes sont traduites en temps géologique grâce à l’utilisation de preuves fossiles, permettant aux chercheurs de déterminer quand différentes lignées se sont diversifiées pour la première fois.
Leurs analyses suggèrent que les ancêtres des échinoïdes modernes ont probablement émergé au début du Permien et se sont rapidement diversifiés au cours de la période du Trias à la suite d’un événement d’extinction de masse, même si ce rayonnement évolutif ne semble pas avoir été capturé par les archives fossiles.
De plus, les résultats suggèrent que les dollars de sable et les biscuits de mer sont probablement apparus beaucoup plus tôt que prévu, au cours de la période du Crétacé, environ 40 à 50 millions d’années avant les premiers fossiles documentés de ces créatures. Les auteurs disent que ce résultat est remarquable, car le squelette solide des dollars de sable, leurs modes de vie enfouis et leurs morphologies extrêmement distinctes impliquent que leurs archives fossiles doivent refléter fidèlement leur véritable histoire évolutive.
L’équipe a également développé une approche statistique multivariée appelée «chronospace» pour les aider à visualiser et à évaluer la robustesse de leur chronologie évolutive à différents choix dans leurs analyses. Ils ont constaté que différentes implémentations du modèle d’horloge moléculaire avaient le plus fort impact sur les temps de divergence, tandis que d’autres décisions montraient des effets minimes.
« Notre travail élargit considérablement les données génomiques disponibles pour les échinoïdes et aide à résoudre certaines des questions de longue date concernant leur histoire évolutive », conclut l’auteur principal Greg Rouse, professeur de biologie marine à Scripps Oceanography. « Ensemble, les résultats suggèrent que nous devons réévaluer les archives fossiles des échinoïdes, les futures études sur les restes fossiles négligés fournissant potentiellement un soutien supplémentaire à nos découvertes. »
Nicolás Mongiardino Koch et al, Les analyses phylogénomiques de la diversification des échinoïdes incitent à une réévaluation de leurs archives fossiles, eVie (2022). DOI : 10.7554/eLife.72460