Pour mieux comprendre l'évolution et la diversité de cette architecture en colonnes biominéralisée complexe, le Dr Zhang Zhiliang de l'Institut de géologie et de paléontologie de Nanjing de l'Académie chinoise des sciences, en collaboration avec des collaborateurs de Chine et de Suède, a examiné des fossiles extrêmement bien conservés de certains des plus anciennes familles de brachiopodes linguliformes, fournissant de nouvelles preuves fossiles pour comprendre le processus de biominéralisation et l'évolution adaptative des taxons de brachiopodes ancestraux du Cambrien inférieur.

L'étude a été publiée dans eLife .

Le Cambrien, une période géologique il y a environ un demi-milliard d'années, a été témoin de l'une des évolutions animales les plus intenses de l'histoire de la Terre. À cette époque, la plupart des groupes d’animaux marins que nous reconnaissons aujourd’hui dans les océans ont émergé et se sont diversifiés partout dans le monde. L'une des avancées clés lors de cette explosion de la vie a été le développement de coquilles biominéralisées.

La biominéralisation, qui fait référence à la biominéralisation qui produit des squelettes et des coquilles composites organiques-inorganiques, est un processus qui modifie la nature des archives fossiles de la Terre en associant des tissus organiques mous vivants à des minéraux terrestres solides.

Les brachiopodes, connus sous le nom de « coquilles de lampe », constituent l'un des groupes d'animaux biominéralisés les plus prospères, ayant survécu pendant plus de 500 millions d'années. La plupart des groupes d'animaux n'ont la capacité de sécréter qu'un seul minéral, mais les brachiopodes sont des animaux uniques dans le sens où ils ont la capacité de sécréter deux minéraux différents, le phosphate de calcium et le carbonate de calcium.

Bien que de nombreuses espèces de brachiopodes vivantes aient des coquilles de carbonate de calcium, les brachiopodes linguliformes phosphatés de calcium ont été l'un des premiers groupes d'animaux porteurs de coquilles à apparaître dans les archives fossiles. Les coquilles de brachiopodes linguliformes sont généralement constituées d'une matrice organique combinée à des minéraux de phosphate de calcium (apatite). Les coquilles linguliformes sont complexement composées de colonnes cylindriques microscopiques, mais le développement et le rôle de ces colonnes microscopiques dans l'évolution des brachiopodes ne sont pas clairs.

Dans cette étude, les échantillons de fossiles, notamment les Eoobolidae, les Lingulellotretidae et les Acrotretidae, ont été collectés dans la formation Cambrian Series 2 Shuijingtuo du sud du Shaanxi et de l'ouest du Hubei, dans le sud de la Chine, une région largement considérée comme l'un des centres d'origine et distribution précoce des brachiopodes linguliformes.

Les chercheurs ont montré que les colonnes microscopiques étaient empilées les unes sur les autres pour former une couche secondaire de la coque, dans ce que les chercheurs ont appelé un « modèle sandwich empilé » (en raison de la ressemblance avec la section transversale d'un sandwich). Cette architecture en colonnes sandwich empilée augmente la solidité, la flexibilité et la capacité de la coque à résister à la rupture en remplissant l'espace entre les colonnes avec un matériau organique, similaire aux colonnes en béton armé souvent utilisées dans la construction de bâtiments.

"Ainsi, nous émettons l'hypothèse que cette architecture de coquille efficace et économique a probablement joué un rôle important dans l'évolution des brachiopodes linguliformes", a déclaré Zhang, "elle pourrait expliquer l'épanouissement des acrotrétides à coquille phosphatée dans la seconde moitié du Cambrien, et la diversification continue des brachiopodes lors du Grand Événement de Biodiversification 50 millions d'années plus tard."