Des fossiles vieux de 500 millions d’années résolvent un mystère vieux de plusieurs siècles dans l’évolution de la vie sur Terre

Reconstitution par l’artiste de Gangtoucunia aspera tel qu’il serait apparu dans la vie sur le fond marin du Cambrien, il y a environ 514 millions d’années. Une partie du squelette de l’individu au premier plan est retirée pour montrer la tumeur molle à l’intérieur du squelette. Crédit : Reconstitution par Xiaodong Wang

Les scientifiques ont enfin pu résoudre un mystère vieux de plusieurs siècles dans l’évolution de la vie sur Terre, révélant à quoi ressemblaient les premiers animaux qui ont fabriqué des squelettes. Cette découverte a été rendue possible grâce à la collection exceptionnellement bien conservée de fossiles découverts dans la province orientale du Yunnan, en Chine. Les résultats de la recherche ont été publiés le 2 novembre dans la revue scientifique Actes de la Royal Society B.

Lors d’un événement appelé l’explosion cambrienne il y a environ 550 à 520 millions d’années, les premiers animaux à construire des squelettes solides et solides sont soudainement apparus dans les archives fossiles en un clin d’œil géologique. Beaucoup de ces premiers fossiles sont de simples tubes creux dont la longueur varie de quelques millimètres à plusieurs centimètres. Cependant, le type d’animal qui a fabriqué ces squelettes était presque complètement inconnu, car il leur manquait la conservation des parties molles nécessaires pour les identifier comme appartenant aux principaux groupes d’animaux encore vivants aujourd’hui.

Spécimen fossile (à gauche) et diagramme schématique (à droite) de Gangtoconia aspera préservé les tissus mous, y compris l’intestin et les tentacules. Crédit : Luke Parry et Guangxu Zhang

Quatre échantillons de Gangtokonya aspéra Avec des tissus mous encore intacts, y compris les intestins et les pièces buccales, il a été inclus dans le nouveau groupe de 514 millions d’années de fossiles. Ceux-ci révèlent que cette espèce avait une bouche entourée d’un anneau de griffes lisses et non ramifiées d’environ 5 mm (0,2 po) de long. Il est probable que ceux-ci aient été utilisés pour piquer et capturer des proies, telles que de petits arthropodes. Les fouilles montrent également que Gangtokunya Il avait un intestin aveugle (ouvert à une seule extrémité), divisé en cavités internes, remplissant la longueur du tube.

Ces caractéristiques ne se trouvent aujourd’hui que chez les méduses modernes, les anémones et leurs proches (appelés cnidaires), des organismes dont les parties molles sont extrêmement rares dans les archives fossiles. L’étude a montré que ces animaux simples ont été parmi les premiers à construire des squelettes solides qui constituent une grande partie des archives fossiles connues.

Selon les chercheurs, Gangtokunya Elle aurait ressemblé à une méduse scyphozoaire moderne, avec une structure tubulaire rigide fixée à un substrat. La bouche du tentacule s’étendait hors du tube, mais aurait pu se rétracter à l’intérieur du tube pour éviter les prédateurs. Contrairement aux polypes des méduses vivantes, le tube Gangtokunya Fait de phosphate de calcium, un minéral dur qui compose nos dents et nos os. L’utilisation de ces matériaux pour construire des squelettes est devenue plus rare chez les animaux au fil du temps.

Un gros plan de l’embouchure du Gangtokonya aspera montrant des tentacules qui auraient pu être utilisés pour attraper des proies. Crédit : Luke Parry et Guangxu Zhang

Auteur correspondant Dr. Luke Barry, Département des sciences de la Terre,[{ » attribute= » »>University of Oxford, said: “This really is a one-in-million discovery. These mysterious tubes are often found in groups of hundreds of individuals, but until now they have been regarded as ‘problematic’ fossils, because we had no way of classifying them. Thanks to these extraordinary new specimens, a key piece of the evolutionary puzzle has been put firmly in place.”

The new specimens clearly demonstrate that Gangtoucunia was not related to annelid worms (earthworms, polychaetes and their relatives) as had been previously suggested for similar fossils. It is now clear that Gangtoucunia’s body had a smooth exterior and a gut partitioned longitudinally, whereas annelids have segmented bodies with transverse partitioning of the body.

The fossil was found at a site in the Gaoloufang section in Kunming, eastern Yunnan Province, China. Here, anaerobic (oxygen-poor) conditions limit the presence of bacteria that normally degrade soft tissues in fossils.

Fossil specimen of Gangtoucunia aspera preserving soft tissues, including the gut and tentacles (left and middle). The drawing at the right illustrates the visible anatomical features in the fossil specimens. Credit: Luke Parry and Guangxu Zhang

PhD student Guangxu Zhang, who collected and discovered the specimens, said: “The first time I discovered the pink soft tissue on top of a Gangtoucunia tube, I was surprised and confused about what they were. In the following month, I found three more specimens with soft tissue preservation, which was very exciting and made me rethink the affinity of Gangtoucunia. The soft tissue of Gangtoucunia, particularly the tentacles, reveals that it is certainly not a priapulid-like worm as previous studies suggested, but more like a coral, and then I realised that it is a cnidarian.”

Although the fossil clearly shows that Gangtoucunia was a primitive jellyfish, this doesn’t rule out the possibility that other early tube-fossil species looked very different. From Cambrian rocks in Yunnan province, the research team has previously found well-preserved tube fossils that could be identified as priapulids (marine worms), lobopodians (worms with paired legs, closely related to arthropods today), and annelids.

Co-corresponding author Xiaoya Ma (Yunnan University and University of Exeter) said: “A tubicolous mode of life seems to have become increasingly common in the Cambrian, which might be an adaptive response to increasing predation pressure in the early Cambrian. This study demonstrates that exceptional soft-tissue preservation is crucial for us to understand these ancient animals.”

Reference: “Exceptional soft tissue preservation reveals a cnidarian affinity for a Cambrian phosphatic tubicolous enigma” by Guangxu Zhang, Luke A. Parry, Jakob Vinther and Xiaoya Ma, 2 November 2022, Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences.
DOI: 10.1098/rspb.2022.1623