Téthymyxine tapirostrum, a 100 millions d'années, Poisson de 12 pouces de long noyé dans une dalle de calcaire du Crétacé du Liban, considéré comme le premier fossile détaillé d'une myxine. Crédit :Tetsuto Miyashita, Université de Chicago.
Les paléontologues de l'Université de Chicago ont découvert le premier fossile détaillé d'une myxine, le visqueux, mangeurs de charognes ressemblant à des anguilles de l'océan. Le fossile vieux de 100 millions d'années aide à répondre aux questions sur le moment où ces anciens, le poisson sans mâchoires a dérivé de l'arbre évolutif de la lignée qui a donné naissance aux vertébrés à mâchoires modernes, y compris les poissons osseux et les humains.
Le fossile, nommé Téthymyxine tapirostrum, est un poisson de 12 pouces de long enchâssé dans une dalle de calcaire du Crétacé du Liban. Il comble une lacune de 100 millions d'années dans les archives fossiles et montre que la myxine est plus étroitement liée à la lamproie hématophage qu'à d'autres poissons. Cela signifie que les myxines et les lamproies ont développé leur forme corporelle semblable à celle de l'anguille et leurs systèmes d'alimentation étranges après s'être séparées du reste de la lignée des vertébrés il y a environ 500 millions d'années.
"Il s'agit d'une réorganisation majeure de l'arbre généalogique de tous les poissons et de leurs descendants. Cela nous permet de dater l'évolution de traits uniques qui distinguent la myxine de tous les autres animaux, " dit Tetsuto Miyashita, Doctorat., un boursier de Chicago au département de biologie et d'anatomie des organismes à UChicago qui a dirigé la recherche. Les résultats sont publiés cette semaine dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .
Le cadeau mort gluant
Les myxines modernes sont connues pour leur bizarrerie, apparence cauchemardesque et mécanisme de défense unique. Ils n'ont pas d'yeux, ou des mâchoires ou des dents pour mordre, mais utilisez plutôt un appareil en forme de langue hérissée pour râper la chair des poissons morts et des baleines au fond de l'océan. Lorsqu'il est harcelé, ils peuvent instantanément transformer l'eau qui les entoure en un nuage de boue, obstruer les branchies des prédateurs potentiels.
Le balayage synchrotron du fossile de myxine Tethymyxine tapirostrum a révélé des traces de produits chimiques laissés lorsque les tissus mous se sont fossilisés, y compris des signes de kératine qui indiquent une série de glandes productrices de boue le long du corps. Crédit :Tetsuto Miyashita, Université de Chicago.
Cette capacité à produire de la boue est ce qui a révélé le fossile de Téthymyxine. Miyashita a utilisé une technologie d'imagerie appelée balayage synchrotron à l'Université de Stanford pour identifier les traces chimiques de tissus mous qui ont été laissées dans le calcaire lorsque la myxine s'est fossilisée. Ces tissus mous sont rarement conservés, c'est pourquoi il y a si peu d'exemples d'anciens parents de myxines à étudier.
Le scan a capté un signal de kératine, le même matériau qui compose les ongles des humains. Kératine, comme il s'avère, est un élément crucial de ce qui rend la défense contre la myxine si efficace. Les myxines ont une série de glandes le long de leur corps qui produisent de minuscules paquets de fibres de kératine étroitement enroulées, lubrifié par du mucus-y goo. Lorsque ces paquets touchent l'eau de mer, les fibres explosent et emprisonnent l'eau à l'intérieur, transformant tout en slop étouffant les requins. Les fibres sont si résistantes qu'une fois séchées, elles ressemblent à des fils de soie; elles sont même étudiées en tant que fibres biosynthétiques possibles pour fabriquer des vêtements et d'autres matériaux.
Miyashita et ses collègues ont trouvé plus d'une centaine de concentrations de kératine le long du corps du fossile, ce qui signifie que l'ancienne myxine a probablement développé sa défense visqueuse lorsque les mers comprenaient des prédateurs redoutables tels que les plésiosaures et les ichtyosaures que nous ne voyons plus aujourd'hui.
"Nous avons maintenant un fossile qui peut repousser l'origine du plan corporel semblable à la myxine de centaines de millions d'années, " dit Miyashita. " Maintenant, la question suivante est de savoir comment cela change notre vision des relations entre toutes ces premières lignées de poissons."
Le fossile de myxine Tethymyxine tapirostrum suggère une nouvelle hypothèse pour la structure de l'arbre généalogique des vertébrés, avec des myxines et d'autres créatures ressemblant à des anguilles se ramifiant tôt de la lignée qui a donné naissance aux vertébrés à mâchoires modernes, y compris les poissons osseux et les humains. Crédit :Tetsuto Miyashita, Université de Chicago.
Secouer l'arbre généalogique des vertébrés
Les caractéristiques du nouveau fossile aident à placer la myxine et ses proches dans l'arbre généalogique des vertébrés. Autrefois, les scientifiques ne sont pas d'accord sur leur appartenance, selon la façon dont ils ont abordé la question. Ceux qui se fondent uniquement sur des preuves fossiles ont tendance à conclure que les myxines sont si primitives qu'elles ne sont même pas des vertébrés. Cela implique que tous les poissons et leurs descendants vertébrés avaient un ancêtre commun qui ressemblait plus ou moins à une myxine.
Mais ceux qui travaillent avec des données génétiques soutiennent que les myxines et les lamproies sont plus étroitement liées les unes aux autres. Cela suggère que les myxines et les lamproies modernes sont les rares dans l'arbre généalogique des vertébrés. Dans ce cas, l'aspect primitif des myxines et des lamproies est trompeur, et l'ancêtre commun de tous les vertébrés était probablement quelque chose de plus classiquement semblable à un poisson.
Le travail de Miyashita concilie ces deux approches, utilisant des preuves physiques de l'anatomie de l'animal à partir du fossile pour arriver à la même conclusion que les généticiens :que les myxines et les lamproies devraient être groupées séparément du reste des poissons.
« Dans un sens, cela réinitialise l'agenda de la façon dont nous comprenons ces animaux, " a déclaré Michael Coates, Doctorat., professeur de biologie et d'anatomie de l'organisme à UChicago et co-auteur de la nouvelle étude. "Maintenant, nous avons cette importante corroboration qu'ils sont un groupe à part. Bien qu'ils fassent toujours partie de la biodiversité des vertébrés, nous devons maintenant examiner plus attentivement les myxines et les lamproies, et reconnaissent leur apparente primitivité comme une condition spécialisée.
Les paléontologues ont de plus en plus recours à des techniques d'imagerie sophistiquées ces dernières années, mais la recherche de Miyashita est l'une des rares à utiliser le balayage synchrotron pour identifier des éléments chimiques dans un fossile. Alors qu'il était crucial de détecter les structures anatomiques dans le fossile de myxine, il pense que cela peut également être un outil utile pour aider les scientifiques à détecter la peinture ou la colle utilisée pour embellir un fossile ou même forger carrément un spécimen. Toute tentative de pimenter un spécimen fossile laisse des empreintes chimiques qui s'illuminent comme des décorations de vacances dans un balayage synchrotron.
"Je suis impressionné par ce que Tetsuto a organisé ici, " a déclaré Coates. " Il a maximisé toutes les différentes techniques et approches qui peuvent être appliquées à ce fossile pour en extraire des informations, de le comprendre et de le vérifier minutieusement."
