Reconstitution de Mollisonia plenovenatrix , par Joanna Liang. Mollisonia ne mesurait qu'environ 2,5 cm de long. Crédit :Joanna Liang, © Musée royal de l'Ontario
Deux paléontologues travaillant sur les schistes de Burgess de renommée mondiale ont révélé une nouvelle espèce, appelé Mollisonia plénovénatrice , qui est présenté comme le plus ancien chélicérat. Cette découverte place l'origine de ce vaste groupe d'animaux - de plus de 115, 000 espèces, y compris les limules, les scorpions et les araignées, il y a plus de 500 millions d'années. Les résultats sont publiés dans la prestigieuse revue La nature le 11 septembre 2019.
Mollisonia plénovénatrice aurait été un prédateur féroce pour sa taille. Gros comme un pouce, la créature possédait une paire de grands yeux en forme d'œuf et une "tête multi-outils" avec de longues jambes qui marchent, ainsi que de nombreuses paires de membres qui pourraient tous ensemble sentir, saisir, écraser et mâcher. Mais, le plus important, la nouvelle espèce avait également une paire de minuscules "pinces" devant sa bouche, appelés chélicères. Ces appendices typiques donnent le nom au groupe de scorpions et d'araignées, les chélicéras, qui les utilisent pour tuer, prise, et parfois coupé, leur proie.
"Avant cette découverte, nous n'avons pas pu identifier les chélicères dans d'autres fossiles cambriens, bien que certains d'entre eux aient clairement des caractéristiques de type chélicérate, " dit l'auteur principal Cédric Aria, membre des expéditions Burgess Shale du Musée royal de l'Ontario depuis 2012, et est actuellement chercheur post-doctoral à l'Institut de géologie et de paléontologie de Nanjing (Chine). "Cette caractéristique clé, ce blason des chélicérats, manquait toujours à l'appel."
Autres caractéristiques de ce fossile, y compris les membres du dos assimilés à des branchies, suggèrent en outre que Mollisonia n'était pas une version "primitive" d'un chélicérat, mais qu'elle était en fait déjà proche morphologiquement des espèces modernes.
Mollisonia plenovenatrix conservé en vue dorsale, montrant les grands yeux, les pattes ambulantes et les petites chélicères à l'avant. Crédit :ROMIP 62978, Jean-Bernard Caron© Musée royal de l'Ontario
« Les chélicérats ont ce que nous appelons soit des branchies de livre, soit des poumons de livre, " explique Aria. " Ce sont des organes respiratoires constitués de nombreuses feuilles minces assemblées, comme un livre. Cela augmente considérablement la surface et donc l'efficacité des échanges gazeux. Mollisonia avait des appendices constitués de l'équivalent de seulement trois de ces feuilles, qui a probablement évolué à partir de membres plus simples."
Les auteurs croient que Mollisonia chasse préférentiellement près du fond marin, grâce à ses jambes de marche bien développées, un type d'écologie appelé prédation benthique. Parce que Mollisonia est si moderne, les chélicérats semblent donc avoir prospéré rapidement, remplissant une niche écologique qui était autrement laissée mal occupée par d'autres arthropodes à cette époque. Les auteurs concluent que l'origine des chélicérats doit se situer encore plus profondément dans le Cambrien, quand le cœur de "l'explosion" a vraiment eu lieu.
"Les preuves convergent vers une image de l'explosion cambrienne encore plus rapide que ce que nous pensions, ", dit Aria. "Trouver un site fossilifère comme les schistes de Burgess au tout début du Cambrien serait comme regarder dans l'œil du cyclone."
L'importance des schistes de Burgess et des gisements similaires, comme le biote de Chengjiang en Chine, réside dans leur préservation exceptionnelle des premières communautés d'animaux marins à une époque de diversification unique et rapide des formes corporelles appelée « explosion cambrienne ». Les animaux fossiles de ces sites sont remarquables pour la préservation d'un large éventail de caractéristiques morphologiques, comme les membres et les yeux, mais aussi des tripes et, beaucoup plus rarement, tissus du système nerveux.
Arbre évolutif illustrant la relation de Mollisonia aux autres arthropodes. Cette étude le place comme basal au sein des chélicérats, un groupe comprenant des arachnides (scorpions, les araignées, acariens, et leurs proches), limules et scorpions de mer. Certains fossiles cambriens (orange) ont joué récemment un rôle important dans la compréhension de l'origine des groupes d'arthropodes modernes, mandibules et chélicérases. Crédit :Cédric Aria© Musée royal de l'Ontario
Mollisonia a été décrit pour la première fois il y a plus d'un siècle par le découvreur des schistes de Burgess, Charles Doolittle Walcott. Cependant, jusque là, seuls de rares exosquelettes de cet animal étaient connus. "C'est la première fois que des preuves des membres et autres tissus mous de ce type d'animal sont décrites, qui ont été la clé pour révéler son affinité, " dit le co-auteur Jean-Bernard Caron, Richard M. Ivey Conservateur de paléontologie des invertébrés au Musée royal de l'Ontario (Canada). Les fossiles exceptionnellement bien conservés proviennent d'un nouveau site de Burgess Shale près de Marble Canyon, dans le parc national Kootenay, Colombie britannique.
"Marble Canyon est le plus grand projecteur de ma carrière jusqu'à présent. Cette région continue de nous offrir de merveilleux trésors année après année, " dit Caron, qui dirige les expéditions du Musée royal de l'Ontario sur les schistes de Burgess depuis 10 ans. "Je n'aurais pas imaginé que nous pourrions, dans un sens, redécouvrir les schistes de Burgess comme ça, cent ans plus tard, avec toutes les nouvelles espèces que nous trouvons."
Les spécimens de Mollisonia plénovénatrice décrits dans cette nouvelle recherche sont mieux conservés que ceux trouvés dans la carrière Walcott originale qui est située à environ 40 kilomètres au nord-ouest de la carrière de Marble Canyon. De nombreux autres fossiles trouvés à Marble Canyon et dans ses environs ont déjà joué un rôle essentiel dans notre compréhension de l'évolution précoce de nombreux groupes d'animaux. Il s'agit notamment des vertébrés, notre propre lignée, grâce à de nombreux spécimens exceptionnellement bien conservés du poisson primitif Metaspriggina walcotti. De nombreuses nouvelles espèces attendent d'être décrites; le dernier en date, un nouvel arthropode prédateur "en forme de soucoupe volante" avec d'énormes griffes en forme de râteau appelé Cambroraster falcatus, vient d'être publié le 31 juillet 2019.
Les sites fossiles des schistes de Burgess sont situés dans les parcs nationaux Yoho et Kootenay et sont gérés par Parcs Canada. Parcs Canada est fier de travailler avec des chercheurs scientifiques de premier plan pour approfondir les connaissances et la compréhension de cette période clé de l'histoire de la Terre et de partager ces sites avec le monde grâce à des randonnées guidées primées. Les schistes de Burgess ont été désignés site du patrimoine mondial de l'UNESCO en 1980 en raison de leur valeur universelle exceptionnelle et font maintenant partie du plus grand site du patrimoine mondial des parcs des montagnes Rocheuses canadiennes.
Mollisonia fera partie des nombreux fossiles exceptionnels des schistes de Burgess qui seront exposés dans la future nouvelle galerie du ROM, La galerie Willner Madge, Aube de la vie, ouverture prévue en 2021.
