Les mouches fossilisées qui vivaient il y a 54 millions d'années ont révélé une tournure surprenante dans l'histoire de l'évolution des yeux des insectes. Ces grues, dévoilé dans La nature aujourd'hui, montrer que les yeux des insectes piègent la lumière de la même manière que les yeux humains, en utilisant le pigment mélanine - encore un autre exemple d'évolution trouvant des solutions similaires à des problèmes similaires.

Les biologistes évolutionnistes ont toujours été fascinés par les yeux. Charles Darwin, anticiper les sceptiques, a consacré une longue explication à la façon dont une mutation aléatoire suivie d'une sélection naturelle pouvait facilement façonner de tels « organes d'une extrême perfection ». Il n'est pas surprenant que ces adaptations utiles aient évolué à plusieurs reprises à travers le règne animal - poulpes et calmars, par exemple, ont acquis indépendamment des yeux étrangement similaires aux nôtres.

La vision est si vitale que la plupart des animaux ont aujourd'hui des photorécepteurs. Les exceptions notables incluent les créatures qui vivent dans l'obscurité totale, comme dans les grottes ou les profondeurs de l'océan.

Pourtant, les archives fossiles des yeux sont très pauvres. Le disque de roche préserve généralement les parties dures telles que les os et les coquillages. Yeux et autres tissus mous, comme les nerfs, veines et intestins, ne sont conservés que dans des circonstances exceptionnelles.

Fossiles d'insectes exceptionnellement conservés

Parce que les yeux sont des icônes de l'évolution mais rarement fossilisés, la découverte d'yeux parfaitement conservés d'insectes vieux de 54 millions d'années est remarquable. Dans leur nouvelle étude, des chercheurs dirigés par Johan Lindgren de l'Université de Lund en Suède ont collecté et analysé les yeux de 23 grues - des parents aux longues pattes de mouches domestiques embêtantes.

Les fossiles ont été magnifiquement conservés dans des sédiments contenant des niveaux élevés de cendres volcaniques à grain fin. Ils ont été déterrés dans ce qui est maintenant le Danemark froid, mais à l'époque, c'était un paradis tropical avec une vie d'insectes abondante.

Les yeux fossilisés étaient étonnamment similaires à nos propres yeux d'une manière importante. L'arrière de notre globe oculaire, appelé la choroïde, est sombre et opaque; cela protège contre les rayons ultraviolets et empêche également la lumière parasite de rebondir et d'interférer avec la vision. Aux yeux de l'homme, cette couche antireflet contient des niveaux élevés du pigment mélanine, la même molécule impliquée dans la pigmentation de la peau (d'où des termes tels que "mélanome").

Insectes, trop, ont des couches antireflet sombres dans leurs yeux, mais on a longtemps pensé que cela consistait entièrement en une molécule différente, ommochrome. Étant donné que les yeux d'insectes sont apparus indépendamment des nôtres et ont une structure entièrement différente, il semble raisonnable que leur machinerie moléculaire soit également différente.

Des yeux comme les nôtres ?

Cependant, Une analyse chimique détaillée des yeux de la grue fossile a révélé qu'ils contenaient de la mélanine de type humain. Lorsque les chercheurs ont examiné à nouveau les yeux de grues vivantes, ils ont été surpris de confirmer la présence de mélanine (ainsi que beaucoup d'ommochrome). Il a fallu des fossiles pour nous alerter que les yeux des humains et des insectes utilisent les mêmes pigments protecteurs (mélanine) - encore un autre exemple d'évolution convergente.

Curieusement, les couches externes des yeux fossilisés étaient pleines de calcite, le minéral qui compose la majeure partie du calcaire. Non seulement que, mais les cristaux de la calcite étaient alignés pour transmettre efficacement la lumière dans l'œil. Pourtant, cette apparente ingénierie fine (une couche oculaire externe minéralisée optimisée pour transmettre la lumière) a presque certainement été causée par le processus de fossilisation, car les yeux des grues vivantes ne sont pas minéralisés.

Alors que les archives fossiles peuvent révéler, cela peut aussi induire en erreur, s'il n'est pas interprété avec prudence. Trilobites, les créatures ressemblant à des crabes à carapace dure qui comptent parmi les fossiles d'animaux les plus abondants et les plus divers, se trouvent fréquemment avec des minéralisations, couches oculaires externes transmettant la lumière. Ceux-ci ont généralement été supposés refléter fidèlement leur condition de vie :la prédation dans les anciens océans était si intense que les trilobites ont même blindé leurs globes oculaires.

Lindgren et ses collègues mettent en garde contre cette interprétation :peut-être que les "lunettes de protection" du trilobite ne sont apparues qu'après la fossilisation, tout comme dans les grues. Cependant, cette interprétation sera probablement débattue. Les yeux trilobites semblent avoir été exceptionnellement rigides et résistants dans la vraie vie, car ils sont conservés en trois dimensions beaucoup plus souvent que les yeux des autres animaux. Ils ont également certaines propriétés optiques qui ont plus de sens lorsque la couche externe rigide est acceptée comme réelle.

Un désaccord entre quelques paléontologues peut paraître un peu obscur, mais ces débats peuvent avoir une pertinence dans le monde réel. Le plus célèbre, le concept d'hiver nucléaire a été directement inspiré par la discussion sur l'extinction des dinosaures, quand un impact de météorite a enveloppé le monde dans un nuage de poussière, surgeler toute la biosphère.

Accordé, le débat sur le fonctionnement des yeux d'insectes et de trilobites est peu susceptible d'influencer la paix dans le monde, mais il pourrait encore avoir des applications utiles. Par exemple, la façon dont les lentilles trilobites fournissent (apparemment) une acuité constante tout en étant totalement rigides a inspiré les bio-ingénieurs à concevoir des dispositifs optiques haute performance avec des utilisations allant de la microscopie à la physique des lasers.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.