Découverte d’un fossile ancien
Un fossile vieux de 520 millions d’années offre un aperçu fascinant des premières adaptations des céphalopodes pour réguler leur flottabilité. À l’intérieur des coquilles de ces créatures, un petit tube leur a permis de contrôler leur ascension ou descente dans les eaux océaniques. Cette capacité s’est révélée cruciale pour tous les céphalopodes, actuels ou disparus, tels que les poulpes, les calmars, les ammonites, les seiches et les nautiles, qu’ils possèdent ou non une coquille rigide.
La structure de la flottabilité des céphalopodes
Les céphalopodes à coquille robuste utilisaient diverses structures pour gérer leur position dans l’eau, notamment des chambres, des septa, des cou et un siphoncule. Ce dernier est un tube courant à travers les chambres de la coquille, capable de réguler le ratio entre eau et gaz semi-pressurisé à l’intérieur. Bien que ce mécanisme ait été fondamental pour leur survie, il reste mal compris dans son évolution en raison de lacunes dans les archives fossiles.
Un fossile qui change la donne
Une équipe internationale de chercheurs a récemment identifié le céphalopode le plus ancien connu doté d’un siphoncule. Ce fossile a été extrait des strates du Cambrien précoce en sud de la Chine, et il apporte des éléments précieux sur l’apparition de ce groupe et le développement de son anatomie distinctive. Dirigé par Junfeng Guo de l’Université de Chang’an, l’équipe, comprenant des scientifiques venant de la Chine, du Royaume-Uni et des États-Unis, a décrit une nouvelle espèce nommée Eoceras shaanxiense, provenant de la formation Shuijingtuo.
Les résultats de leurs recherches ont été publiés dans la revue Nature le 29 juillet.
Une révélation grâce à des fossiles de petite taille
Avant cette découverte, le céphalopode le plus ancien reconnu était Plectronoceras cambria, qui datait de la fin du Cambrien et était environ 30 millions d’années plus récent que les estimations basées sur l’analyse moléculaire du moment où la lignée céphalopode a divergé lors de l’Explosion Cambrienne. En quête de preuves plus anciennes, les chercheurs ont examiné des microfossiles appelés “petits fossiles coquillés”, présents en grande quantité dans le Cambrien précoce, ce qui leur a permis de retracer les premiers céphalopodes.
En se concentrant sur les petites fossiles issus de la formation Shuijingtuo, l’équipe a identifié 32 spécimens d’E. shaanxiense, confirmant qu’il s’agissait d’un céphalopode ancien. Les fossiles ont été remarquablement préservés grâce à la phosphatation, une procédure au cours de laquelle des minéraux phosphatés conservent les détails anatomiques fins. Les chercheurs ont utilisé des techniques telles que la microscopie électronique à balayage (SEM) et la micro-tomographie par ordinateur (micro-CT) pour reconstruire sa forme externe et ses structures internes.
Des caractéristiques anatomiques révélatrices
L’espèce Eoceras mesurait uniquement quelques millimètres et présentait une coquille de forme conique orthocone, rectiligne et une ouverture angulaire, accompagnée de plusieurs septa internes et d’un tube segmenté situé en dessous de la coquille. Des canaux minimes reliaient ce tube à travers les septa.
Des comparaisons avec des céphalopodes ayant un siphoncule ont permis de conclure que ce tube segmenté chez Eoceras agissait comme un siphoncule. Cela en fait les plus anciens céphalopodes connus possédant cette structure de flottabilité. Les chercheurs estiment qu’Eoceras représente un stade intermédiaire entre des animaux antérieurs à coquille compartimentée et des céphalopodes d’évolution plus avancée.
Les étapes évolutives de la flottabilité
L’anatomie du fossile a permis aux scientifiques de proposer un séquençage évolutif global pour les premiers céphalopodes. Ils ont suggéré que l’évolution a commencé avec des animaux possédant des coquilles droites, subdivisées par plusieurs septa, suivie du développement d’un siphoncule segmenté et, par la suite, de siphoncules plus sophistiqués avec des necks septaux et des anneaux interconnectés.
Bien que le système de flottabilité d’Eoceras soit relativement simple, il est probable qu’il se soit principalement maintenu près du fond marin. Toutefois, plusieurs caractéristiques présentes chez des céphalopodes postérieurs ne sont pas préservées dans ce fossile, et l’anatomie de son corps mou reste inconnue. Des fossiles supplémentaires du Cambrien seront nécessaires pour mieux comprendre les débuts de l’évolution des céphalopodes et la manière dont leurs coquilles uniques ont fait leur apparition.
FAQ
Qu’est-ce qu’un siphoncule ?
Le siphoncule est un tube interne que l’on trouve dans les céphalopodes, permettant de réguler la flottabilité en équilibrant le contenu en gaz et en liquide à l’intérieur de la coquille.
Comment les céphalopodes régulent-ils leur flottabilité ?
Les céphalopodes régulent leur flottabilité grâce à des structures internes qui ajustent la quantité d’eau et de gaz dans leur coquille, leur permettant de plonger ou de remonter à la surface de l’eau.
Quelles autres espèces de céphalopodes sont connues ?
Outre Eoceras et Plectronoceras cambria, il existe de nombreuses espèces actuelles et fossiles, comme les calmars, les poulpes, et les ammonites, qui font partie de ce groupe.
Pourquoi le fossile d’Eoceras est-il important ?
Ce fossile est significatif car il représente les premiers céphalopodes connus possédant un siphoncule, fournissant ainsi un aperçu des étapes évolutives des systèmes de flottabilité.
Comment les chercheurs étudient-ils ces fossiles ?
Les chercheurs utilisent des techniques avancées comme la microscopie électronique et la tomographie par ordinateur pour examiner et reconstruire les structures des fossiles, révélant des détails que l’œil nu ne peut pas percevoir.