Cette image est basée sur la présence et l'absence de caractéristiques anatomiques, comme des jambes articulées et des yeux composés, neurones et crânes osseux. Compte tenu de toutes ces caractéristiques, les animaux qui sont similaires se regroupent, loin des animaux dissemblables. La plupart de cet « espace de conception » est inoccupé, en partie à cause de l'extinction d'ancêtres anciens qui ne sont pas représentés, en partie parce que les animaux n'existent que depuis un demi-milliard d'années et que ce n'est pas assez de temps pour explorer toutes les conceptions possibles, mais la plupart de l'espace de conception est inoccupé parce que ces conceptions sont impossibles. Crédit :Université de Bristol
Une nouvelle étude menée par une équipe internationale de chercheurs, dirigé par des scientifiques de l'Université de Bristol, a révélé les origines et l'évolution des plans corporels des animaux.
Les animaux ont évolué à partir d'ancêtres unicellulaires, se diversifiant en trente ou quarante dessins anatomiques distincts. Quand et comment ces conceptions ont émergé a été au centre du débat, à la fois sur la vitesse du changement évolutif, et les mécanismes par lesquels le changement évolutif fondamental se produit.
Les plans corporels des animaux ont-ils émergé au cours des éons de changements évolutifs graduels, comme Darwin l'a suggéré, ou ces conceptions ont-elles émergé dans un épisode de diversification explosif au cours de la période cambrienne, il y a environ un demi-milliard d'années ?
L'équipe de recherche a abordé cette question en compilant de manière exhaustive la présence et l'absence de milliers de caractéristiques de tous les groupes d'animaux vivants.
Professeur Philip Donoghue, de l'École des sciences de la Terre de l'Université de Bristol, a déclaré:"Cela nous a permis de créer un" espace de forme "pour les plans du corps animal, quantifier leurs similitudes et leurs différences.
"Nos résultats montrent que le changement évolutif fondamental ne s'est pas limité à une explosion précoce d'expérimentation évolutive. Les conceptions animales ont continué à évoluer jusqu'à nos jours - pas progressivement comme Darwin l'avait prédit - mais par à-coups, épisodiquement à travers leur histoire évolutive."
Un trilobite fossile du fossile cambrien Sirius Passet Lagerstätte du nord du Groenland. Les trilobites sont l'un des premiers groupes d'animaux à apparaître dans les archives fossiles. Crédit :Jakob Vinther, Université de Bristol.
Co-auteur Bradley Deline, de l'Université de Géorgie occidentale, a ajouté :« Nos résultats sont importants dans la mesure où ils mettent en évidence les modèles et les voies dans lesquels les plans corporels des animaux ont évolué.
"De plus, les grandes expansions sous forme animale suivant le Cambrien s'alignent sur d'autres grandes transitions écologiques, comme l'exploration des terres.
"Beaucoup d'animaux que nous connaissons aujourd'hui sont objectivement bizarres par rapport aux étranges merveilles cambriennes. Franchement, les papillons et les oiseaux sont plus étranges que tout ce qui nage dans l'ancienne mer."
Les co-auteurs James Clark de la Bristol's School of Earth Sciences et le Dr Mark Puttick du département de biologie de l'Université de Bath, a travaillé à essayer d'intégrer les espèces fossiles dans l'étude.
Le Dr Puttick a déclaré:"L'un des problèmes que nous avons rencontrés est que notre étude est principalement basée sur des espèces vivantes et nous devions inclure des fossiles. Nous avons résolu le problème en combinant l'analyse des fossiles et l'utilisation de modèles informatiques d'évolution."
Fossile Halkieria évangéliste du fossile cambrien Sirius Passet Lagerstätte du nord du Groenland. L'affinité des Halkieriids a été très débattue, montrant des similitudes avec les mollusques, brachiopodes et annélides. Il a été interprété comme représentant un plan corporel animal cambrien distinct, mais il est plus conventionnellement interprété comme un mollusque primitif. Crédit :Jakob Vinther, Université de Bristol.
James Clark a ajouté:"Les fossiles tracent les intermédiaires de leurs parents vivants dans l'espace de forme. Cela signifie que le caractère distinctif des groupes vivants est une conséquence de l'extinction de leurs intermédiaires évolutifs. Par conséquent, les animaux semblent différents en raison de leur histoire plutôt que de sauts non préservés dans l'anatomie."
Co-auteur Jenny Greenwood, également de l'École des sciences de la Terre de l'Université de Bristol, voulait creuser plus profondément. Elle voulait déterminer lequel des nombreux mécanismes génétiques proposés était à l'origine de l'évolution des plans corporels des animaux.
Jenny Greenwood a déclaré :« Nous l'avons fait en collectant des données sur les différents génomes, protéines, et les gènes régulateurs, que possèdent les groupes d'animaux vivants. Les différences dans les conceptions anatomiques sont en corrélation avec les ensembles de gènes régulateurs, mais pas le type ou la diversité des protéines. Cela indique que c'est l'évolution de la régulation génétique de l'embryologie qui a précipité l'évolution de la biodiversité animale."
Co-auteur Kevin Peterson du Dartmouth College, a ajouté:"Notre étude confirme l'opinion selon laquelle la construction continue de régulation des gènes était la clé de l'évolution animale."
