Nos anciens cousins ​​: un tunicier vieux de 500 millions d’années recèle des secrets intrigants

Karma Nanglu, chercheur postdoctoral au Département de biologie organisationnelle et évolutive de l’Université Harvard, affirme que son animal préféré est celui sur lequel il travaille à l’époque. Ses recherches les plus récentes se concentrent cependant sur un animal qui pourrait conserver sa place de favori pendant un certain temps : un extraordinaire fossile vieux de 500 millions d’années issu d’un groupe fascinant et bizarre d’invertébrés marins appelés tuniciers.

Les recherches de Nanglu, publiées dans la revue Communications naturelles, décrit cet ancien spécimen, nommé Megasiphon thylakos, et donne un aperçu surprenant de l’évolution précoce des tuniciers. «Cet animal est une découverte aussi passionnante que certaines choses que j’ai trouvées en me suspendant au flanc d’une falaise ou en sautant d’un hélicoptère. C’est tout aussi cool », a déclaré Nanglu.

Nos plus proches parents invertébrés

Les tuniciers, communément appelés ascidies, sont des créatures inhabituelles qui se présentent sous différentes formes et tailles et ont des modes de vie variés. Un tunicier adulte a généralement une forme en forme de tonneau avec deux siphons, ou tubes, dépassant de son corps. L’un de ces siphons aspire de l’eau, complétée par des particules de nourriture, permettant à l’animal de se nourrir à travers un filtre interne. Après le repas, le deuxième siphon expulse l’eau.

Bien que ces tuniciers soient nos plus proches parents invertébrés, leur cycle de vie est tout simplement étonnant. Nanglu a expliqué : « Cette idée selon laquelle ils commencent comme une larve ressemblant à un têtard qui, lorsqu’elle est prête à se développer, donne un coup de tête à un rocher, s’y colle et commence à se métamorphoser en réabsorbant sa propre queue pour se transformer en cet être avec deux siphons est tout simplement impressionnante. -inspirant. »

L’arbre généalogique des tuniciers se divise en deux lignées principales, les ascidies, qui sont sessiles (immobiles), et les appendiculaires mobiles. La plupart des ascidiacés commencent leur vie en ressemblant à des têtards avant de se métamorphoser en adultes en forme de tonneau, menant une vie stationnaire attachée au fond marin. En revanche, les appendiculaires conservent leur apparence de têtard jusqu’à l’âge adulte, nageant librement dans les eaux supérieures.

Il est intéressant de noter que les tuniciers sont plus étroitement liés aux vertébrés, qui comprennent des espèces allant des poissons aux humains, qu’à tout autre groupe d’invertébrés. Le stade têtard des tuniciers donne un aperçu de cette connexion inattendue, offrant des informations cruciales sur nos propres origines évolutives. Cependant, cela s’est avéré difficile car les tuniciers n’ont laissé qu’une faible présence dans les archives fossiles.

Le plus ancien fossile connu de ce type

M. thylakos a été découvert dans la formation de Marjum du Cambrien moyen dans l’Utah, le plus ancien fossile connu de ce type et le seul fossile définitif de tunicier avec des tissus mous préservés à ce jour. Il présente toutes les caractéristiques d’un ascidie : un corps en forme de tonneau et deux excroissances proéminentes en forme de siphon. Cependant, la caractéristique la plus intrigante était les bandes sombres qui parcouraient le corps du fossile.

En utilisant l’imagerie à haute résolution, Nanglu et ses collègues ont comparé M. thylakos à une espèce d’ascidie moderne, Ciona. Les similitudes entre les bandes sombres du fossile et les muscles qui permettent aux tuniciers modernes de contrôler leurs siphons étaient remarquables.

« La morphologie du mégasiphon nous suggère que le mode de vie ancestral des tuniciers impliquait un adulte immobile qui se nourrissait par filtre avec ses grands siphons », a expliqué Nanglu.

Le fossile a été identifié comme un tunicier par les co-auteurs Rudy Lerosey-Aubril et le professeur Javier Ortega-Hernández, tous deux du Département de biologie organique et évolutive de Harvard. Ils ont découvert le fossile lors d’une visite au Musée d’histoire naturelle de l’Utah (UMNH) en 2019.

« Le fossile a immédiatement attiré notre attention… la similitude morphologique étroite du mégasiphon avec les tuniciers modernes était tout simplement trop frappante pour être ignorée, et nous avons immédiatement su que le fossile aurait une histoire intéressante à raconter », a déclaré Ortega-Hernández.

Histoire évolutive des tuniciers anciens

L’âge du fossile, environ 500 millions d’années, le situe à l’époque qui a suivi l’explosion cambrienne, un moment charnière dans l’histoire de la Terre où la plupart des principaux groupes d’animaux sont apparus pour la première fois dans les archives fossiles, transformant radicalement les écosystèmes marins. Pourtant, les tuniciers sont manifestement absents des roches cambriennes, malgré leur diversité et leur abondance dans les océans modernes.

Selon les estimations de l’horloge moléculaire, les tuniciers ascidiens sont apparus il y a environ 450 millions d’années. Le fossile plus ancien de M. thylakos offre donc un aperçu unique de l’anatomie et de l’histoire évolutive des tuniciers anciens, suggérant que la plupart des caractéristiques des tuniciers modernes étaient déjà établies peu de temps après l’explosion cambrienne.

« Compte tenu de la qualité exceptionnelle de conservation et de l’âge du fossile, nous pouvons en dire beaucoup sur l’histoire évolutive des tuniciers », a déclaré Nanglu.

Avec des centaines de nouveaux fossiles collectés ce printemps, les chercheurs estiment que la Formation de Marjum est loin de révéler tous ses secrets et attendent avec impatience les surprises qui pourraient les réserver.

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