Un coup de pied de kung-fu a conduit les chercheurs aux plus anciens fossiles de poissons complets au monde – voici ce qu’ils ont trouvé

Plus tôt cette semaine, quatre nouveaux articles publiés dans La nature perpétuer cette tradition en révélant les plus anciens poissons à mâchoires bien conservés du monde, datant d’il y a entre 436 millions et 439 millions d’années au début de la période silurienne.

Les découvertes de fossiles proviennent toutes de nouveaux sites de fossiles dans les provinces du Guizhou et de Chongqing en Chine.

Des rochers sont tombés, révélant un fossile spectaculaire à l’intérieur.

Les équipes de recherche à l’origine des articles sont dirigées par Zhu Min de l’Institut de paléontologie des vertébrés et de paléoanthropologie de Pékin.

« La découverte du lagerstatte de Chongqing (un ‘lagerstatte’ est un site fossilifère de préservation exceptionnelle) est en effet un incroyable miracle de la chasse aux fossiles », a déclaré Min.

« Soudain, nous avons réalisé que nous avions trouvé une lagerstatte à couper le souffle.

« Nous sommes maintenant proches du cœur du démêlage de l’arbre à poissons des premiers vertébrés à mâchoires. »

De quels types de poissons s’agissait-il ?

La plupart des poissons se répartissent aujourd’hui en deux groupes principaux :

Les origines de ces groupes de poissons vivants sont maintenant beaucoup plus claires grâce aux nouvelles découvertes des plus anciens poissons complets de Chine.

C’étaient des poissons ressemblant à des requins.

Certains étaient des placodermes, une classe éteinte de poissons blindés qui avaient des plaques osseuses formant un bouclier solide autour de la tête et du tronc.

D’autres étaient des types ancestraux de requins appelés acanthodiens.

Ce sont des formes éteintes de « requins-souches » qui ont évolué en tant que branche distincte – ou tige – de la lignée évolutive qui a conduit aux requins modernes.

Les placodermes sont les premiers vertébrés à mâchoires connus.

Les rechercher est important car ils aident à révéler les origines de nombreuses parties du corps humain (y compris nos cœurs et nos visages).

Un petit placoderme aplati appelé Xiushanosteusd’environ trois centimètres de long, est le poisson le plus commun trouvé sur le nouveau site de Chongqing.

Son crâne montre des os appariés qui reflètent ceux au-dessus de nos propres têtes.

Les os frontaux et pariétaux ont leur origine chez ces poissons.

« Toutes les choses sont encore comme des rêves. Aujourd’hui, nous regardons les premiers poissons du Silurien complets, 11 millions d’années plus tôt que les découvertes les plus anciennes », a déclaré Zhu You-an, qui a dirigé l’étude sur ces poissons.

« Ce sont à la fois les fossiles les plus passionnants et les plus difficiles sur lesquels j’ai eu le privilège de travailler. »

Les plus vieux requins et dents du monde

Les nouveaux articles décrivent également le plus ancien poisson complet ressemblant à un requin, nommé Shenacanthus.

Il a une forme de corps similaire à celle d’autres acanthodiens préhistoriques (ou requins-tiges) – mais diffère par des plaques épaisses formant une armure autour de lui, comme on le voit chez les placodermes.

Le fait que Shenacanthus partage les caractéristiques des acanthodiens et des placodermes suggère que ces deux groupes ont évolué à partir d’une souche ancestrale similaire.

Cela dit, Shenacanthus conserve les épines typiques des ailerons de requin, il n’est donc pas considéré comme un placoderme, mais comme un chondrichtyen (le groupe comprenant les requins cartilagineux d’aujourd’hui).

La recherche révèle également les dents les plus anciennes connues de tous les vertébrés – au moins 14 millions d’années de plus que toutes les découvertes précédentes.

Issu d’un chondrichtyen fossile nommé Qianodusles dents sont disposées en rangées enroulées appelées « spires ».

Ces verticilles dentaires sont courantes à la jonction des mâchoires chez de nombreux requins anciens et certains premiers poissons osseux tels que Onychodus.

Les chercheurs ont également trouvé un autre requin tige précoce appelé Fangjinshania sur le nouveau site de Giuzhou.

Plus de 300 kilogrammes de roche ont été collectés et dissous dans de l’acide acétique faible pour libérer des milliers de morceaux microscopiques d’os et de dents.

Fangjinshania ressemble à un requin tige appelé Climatius connu pour avoir vécu environ 30 millions d’années plus tard en Europe et en Amérique du Nord.

Fangjinshania vécu il y a 436 millions d’années, ce qui nous indique que les archives fossiles de ces requins sont beaucoup plus anciennes que nous ne le pensions auparavant.

Tous les deux Fangjinshania et Qianodus mesuraient environ 10 à 15 cm de long, ce qui les rend plusieurs fois plus grands que les placodermes et les Shenacanthus.

Ils auraient été les principaux prédateurs de leur ancien écosystème et les premiers prédateurs du monde armés de dents acérées.

Plamen Andreev, l’auteur principal de deux des nouveaux articles, m’a dit :

« Ces nouvelles découvertes confirment l’idée que les anciennes écailles fossiles ressemblant à des requins trouvées dans la période ordovicienne pourraient maintenant vraiment être appelées requins. »

Une autre découverte intéressante de ces fossiles concerne la façon dont les membres appariés chez les vertébrés ont évolué pour la première fois.

Un nouveau poisson sans mâchoire appelé Tujiiaspis montre maintenant l’état primitif des nageoires appariées avant qu’elles ne se séparent en nageoires pectorales et pelviennes – le précurseur des bras et des jambes.

On pense que les nageoires pectorales ont évolué chez les poissons sans mâchoires appelés ostéostracés, puis les nageoires pelviennes plus tard chez les placodermes.

Mais le nouveau Tujiiaspis fossile suggère que les deux ensembles de nageoires auraient pu évoluer en même temps à partir de plis de nageoires qui courent le long du corps et se terminent à la nageoire caudale.

De quand date la première radiation des poissons à mâchoires ?

Enfin, toutes ces découvertes révèlent que la première grande « radiation » majeure du vertébré à mâchoires (qui fait référence à une explosion de diversité) a eu lieu bien plus tôt qu’on ne l’imaginait.

Ivan Sansom de l’Université de Birmingham était co-auteur de l’un des articles. Comme le note Sansom :

Nous avons déjà eu des indices de matériel plus ancien, mais l’apparition de restes clairement définis de vertébrés à mâchoires si près de la base du Silurien suggère que des poissons à mâchoires et sans mâchoires ont coexisté plus longtemps qu’on ne le pensait auparavant.

Il existe maintenant des preuves d’un rayonnement antérieur de requins et d’autres poissons à mâchoires dans la période ordovicienne.

Les quatre articles ont bousculé l’arbre évolutif et de nouveaux diagrammes montrent des hypothèses révisées sur les relations entre les poissons vivants.

Zhu Min m’a informé qu’il faudra de nombreuses années pour terminer les études sur les nouveaux fossiles, plusieurs nouvelles espèces n’ayant pas encore été décrites dans les articles.

Nous devrons attendre patiemment les prochaines découvertes passionnantes qui seront annoncées à partir de ces sites fossilifères extraordinaires.