L'illustration du premier plan montre Gyaltsenglossus tel qu'il apparaîtrait alors qu'il était mobile. L'arrière-plan illustre la posture de l'animal lorsqu'il est attaché au fond marin pendant l'alimentation en suspension. Crédit :Illustré par Emily S. Damstra.© Musée royal de l'Ontario
De nouvelles recherches entreprises par des scientifiques du Smithsonian National Museum of Natural History, Musée royal de l'Ontario (ROM) et Université de Montréal, a découvert des fossiles d'une nouvelle espèce d'animal marin, Gyaltsenglossus senis , (prononcé Gen-zay-gloss-us senis) qui fournit de nouvelles preuves dans le débat historique parmi les zoologistes :comment les anatomies des deux principaux types d'un groupe animal appelé les hémichordés sont liées. Les fossiles ont plus d'un demi-milliard d'années et ont été découverts sur un site des schistes de Burgess dans les Rocheuses canadiennes. Cette découverte a été publiée le 27 août 2020, dans la revue scientifique Biologie actuelle .
L'évolution précoce des hémichordés étant controversée parmi les chercheurs, la découverte de Gyaltsenglossus senis est significatif. Il fournit des preuves fossiles directes reliant les deux principaux groupes d'hémichordés :les enteropneusta et les pterobranchia.
Bien que les enteropneusts et les ptérobranches semblent être des types d'animaux assez différents, ils sont étroitement liés. Cette relation étroite est étayée par l'analyse de l'ADN des espèces actuelles. Plus généralement, le rôle de Gyaltsenglossus dans la compréhension, l'évolution des hémichordés nous aide à comprendre les origines d'un groupe plus large d'animaux appelés deutérostomes (qui comprend les humains) en clarifiant les caractéristiques qu'ils ont pu partager avec les hémichordés au début de leur histoire.
Les enteropneusta sont un groupe d'animaux communément appelés vers glands, qui sont longues, principalement des animaux fouisseurs de boue, que l'on trouve aujourd'hui dans les océans du monde entier, des tropiques à l'Antarctique. L'autre groupe principal d'animaux au sein des hémichordés sont les ptérobranches, qui sont des animaux microscopiques qui vivent en colonies, chacun protégé par des tubes qu'ils construisent et qui se nourrissent de plancton à l'aide d'une couronne de bras tentaculaires.
"Les vers glands et les ptérobranches semblent si différents les uns des autres que comprendre les origines de leur relation évolutive a été une question historique majeure en zoologie, " a déclaré le Dr Karma Nanglu, Peter Buck Deep Time boursier postdoctoral au Smithsonian National Museum of Natural History et auteur principal de cet article. "Répondre à cette question a été rendu beaucoup plus difficile par le manque extrême de fossiles de ces hémichordés au corps mou. Tout au long de l'histoire d'un demi-milliard d'années des hémichordés, vous pouvez compter d'un côté le nombre d'espèces fossiles exceptionnelles préservées."
Phylogénie simplifiée illustrant où Gyaltsenglossus s'intègre dans l'arbre évolutif avec les autres hémichordés. Cela montre également deux autres espèces d'hémichordés fossiles Spartobranque et Oésie . Crédit :© Karma Nanglu
Bien qu'il ne mesure que deux centimètres de long, les tissus mous remarquablement préservés de la Gyaltsenglossus les fossiles révèlent des structures anatomiques incroyablement détaillées. Ces détails incluent la trompe de forme ovale des vers glands et un panier de tentacules alimentaires similaires à ceux des ptérobranches. L'âge de ces fossiles, combiné à la combinaison morphologique unique des deux principaux groupes d'hémichordés, fait de cette découverte une découverte critique pour comprendre l'évolution précoce des hémichordés.
"Un ancien animal avec une anatomie intermédiaire entre les vers glands et les ptérobranches avait déjà fait l'objet d'hypothèses auparavant, mais ce nouvel animal est la vision la plus claire de ce à quoi l'hémichordé ancestral pouvait ressembler, " dit le Dr Christopher Cameron, Professeur agrégé à l'Université de Montréal et co-auteur de cette étude. "C'est excitant d'avoir autant de nouveaux détails anatomiques pour aider à formuler de nouvelles hypothèses sur l'évolution des hémichordés."
Dans le cas d Gyaltsenglossus , la préservation exceptionnelle de ces détails fins peut être attribuée aux conditions environnementales uniques des schistes de Burgess, qui a rapidement enseveli d'anciens animaux dans des coulées de boue sous-marines. Grâce à une combinaison de facteurs, y compris le ralentissement du taux de bactéries dégradant les corps des animaux ensevelis, les fossiles des schistes de Burgess sont préservés avec une bien plus grande fidélité que les sites fossiles typiques.
« Les schistes de Burgess ont joué un rôle crucial dans la compréhension de l'évolution animale précoce depuis sa découverte il y a plus de 100 ans, " dit le co-auteur Dr Jean-Bernard Caron, Richard M. Ivey Conservateur de paléontologie des invertébrés au ROM et professeur agrégé à l'Université de Toronto. Le Dr Caron a dirigé l'expédition sur le terrain en 2010 qui a permis de recueillir les 33 fossiles de Gyaltsenglossus .
« Dans la plupart des localités, tu aurais de la chance d'avoir les parties les plus dures des animaux, comme des os et des dents, conservé, mais aux schistes de Burgess, même les parties les plus molles du corps peuvent être fossilisées avec des détails exquis, " dit le Dr Caron. " Cette nouvelle espèce souligne l'importance de faire de nouvelles découvertes de fossiles pour faire la lumière sur les mystères de l'évolution les plus tenaces. "
Ce fossile de Gyaltsenglossus senis est le spécimen le mieux conservé et l'holotype de l'espèce nouvellement identifiée. Les bras d'alimentation sont déployés en haut de la photo, et l'éminent, la structure de fixation circulaire est en bas. Crédit :Jean-Bernard Caron. © Musée royal de l'Ontario
Dans ce cas particulier, Gyaltsenglossus suggère que l'hémichordé ancestral aurait pu utiliser les stratégies d'alimentation des deux groupes modernes. Comme les vers glands, la longue trompe peut avoir été utilisée pour se nourrir de boue marine remplie de nutriments, pendant ce temps-là, et comme les ptérobranches, le réseau de six bras d'alimentation a probablement été utilisé pour saisir les particules de nourriture en suspension directement dans l'eau au-dessus de l'endroit où elle rampait.
Les hémichordés appartiennent à une division majeure de la vie animale appelée Deutérostomie, qui comprend des cordés comme les poissons et les mammifères, et non la division de la vie animale appelée Protostomie, qui comprend les arthropodes tels que les insectes et les annélides tels que les vers de terre. Le Dr Nanglu explique, en regardant Gyaltsenglossus , nous examinons en fait un très, parent très éloigné de notre propre branche de l'évolution des vertébrés et de l'homme.
"La relation étroite entre les hémichordés et notre propre groupe évolutif, les cordés, est l'une des premières choses qui m'ont rendu enthousiaste à l'idée de les rechercher, " Explique Nanglu. " Comprendre les liens anciens qui unissent les animaux comme les poissons et même les humains à leurs cousins éloignés comme les oursins et les vers glands est un domaine tellement intéressant sur l'arbre évolutif et Gyaltsenglossus aide à mettre ce lien en évidence un peu plus clairement."
La découverte et la recherche originales de 1909 sur les schistes de Burgess ont été faites par Charles Walcott, qui était alors secrétaire de la Smithsonian Institution. Les sites fossiles des schistes de Burgess sont situés dans les parcs nationaux Yoho et Kootenay et sont gérés par Parcs Canada.
