Une équipe de scientifiques australiens a découvert le Le cœur le plus ancien du monde, une partie des restes fossilisés d’un poisson blindé mort il y a environ 380 millions d’années. Le poisson avait également un estomac, un foie et un intestin fossilisés. Tous les organes ont été disposés un peu comme des organes similaires dans l’anatomie moderne des requins, selon un document récent publié dans la revue Science.

Comme nous l’avons fait signalé précédemment, la plupart des fossiles sont des os, des coquilles, des dents et d’autres formes de tissus « durs », mais parfois des fossiles sont découverts qui préservent les tissus mous comme la peau, les muscles, les organes ou même le globe oculaire occasionnel. Cela peut en dire beaucoup aux scientifiques sur les aspects de la biologie, de l’écologie et de l’évolution de ces organismes anciens que les squelettes seuls ne peuvent pas transmettre.

Par exemple, plus tôt cette année, chercheurs créés un modèle 3D très détaillé d’un fossile d’ammonite vieux de 365 millions d’années provenant du Jurassique période en combinant des techniques d’imagerie avancées, révélant les muscles internes cela n’avait jamais été observé auparavant. Entre autres résultats, les chercheurs ont observé des muscles appariés s’étendant du corps de l’ammonite, qu’ils supposent que l’animal utilisait pour se rétracter plus loin dans sa coquille pour éviter les prédateurs.

Et passé, chercheurs britanniques décrit leurs expériences surveiller les carcasses de bars morts alors qu’elles pourrissaient pendant 70 jours pour mieux comprendre comment (et pourquoi) les tissus mous des organes internes peuvent être préservés de manière sélective dans les archives fossiles. L’une des meilleures façons dont les tissus mous peuvent se transformer en roche est lorsqu’ils sont remplacés par un minéral appelé phosphate de calcium (parfois appelé apatite). Plus précisément, les muscles, l’estomac et les intestins ont tendance à « phosphater » beaucoup plus fréquemment que d’autres organes comme les reins et les gonades. Les auteurs ont conclu que la teneur en phosphore de tissus d’organes spécifiques contribue à ce biais de sélection inhabituel pour lequel les tissus mous sont préservés dans les archives fossiles.

Les spécimens fossilisés examinés dans ce dernier article ont été collectés dans la formation de Gogo en Australie occidentale, qui était autrefois un récif et est riche en fossiles dévoniens exceptionnellement bien conservés, tels que la classe des poissons préhistoriques blindés connus sous le nom de placodermes. Cette préservation comprend les tissus mous, y compris les nerfs. En 2005, des paléontologues ont même mis au jour une nouvelle espèce de placoderme, surnommée Materpiscis (« poisson mère »), avec un embryon encore attaché par un cordon ombilical – preuve qu’au moins certaines espèces de poissons blindés ont donné naissance à une progéniture vivante bien développée.

Selon les auteurs de ce dernier article, les placodermes ont été parmi les premiers vertébrés à mâchoires, dont l’évolution a impliqué des changements significatifs de la structure squelettique et de l’anatomie molle. Parce que la préservation des tissus mous est si rare dans les archives fossiles, les échantillons prélevés à la formation de Gogo (et maintenant conservés dans les collections publiques du Western Australian Museum et du Museum of Victoria) pourraient contenir des indices sur la façon dont cette transition s’est produite, en particulier, comment la région de la tête et du cou a changé pour accueillir les mâchoires.

« Ce qui est vraiment exceptionnel avec les poissons Gogo, c’est que leurs tissus mous sont préservés en trois dimensions » a déclaré le co-auteur Per Ahlberg de l’Université d’Uppsala. « La plupart des cas de préservation des tissus mous se trouvent dans des fossiles aplatis, où l’anatomie molle n’est guère plus qu’une tache sur la roche. Nous avons également beaucoup de chance dans la mesure où les techniques modernes de balayage nous permettent d’étudier ces tissus mous fragiles sans les détruire. Il y a quelques décennies, le projet aurait été impossible. »

Les paléontologues ont recueilli les échantillons en divisant les concrétions de calcaire dans le champ, puis en collant les morceaux brisés ensemble pour le transport. Les chercheurs ont pu scanner les échantillons intacts à l’aide de faisceaux de neutrons et de rayonnement synchrotron. Ensuite, ils ont construit des images 3D des tissus mous conservés à l’intérieur en fonction des différentes densités de minéraux déposés par les bactéries et la matrice environnante de la roche.

Le résultat : le premier modèle 3D d’un cœur complexe, plat en forme de S avec deux chambres distinctes. L’équipe a également photographié un estomac à paroi épaisse avec des intestins intacts et un foie, séparés du cœur; ils ont également noté l’absence de poumons. Le foie fossilisé était assez gros et a probablement aidé le poisson à rester flottant, selon les auteurs. C’est la première fois que les scientifiques ont pu voir la disposition des organes à l’intérieur d’un poisson primitif à mâchoires.

« En tant que paléontologue qui étudie les fossiles depuis plus de 20 ans, j’ai été vraiment étonné de trouver un cœur 3D et magnifiquement préservé chez un ancêtre vieux de 380 millions d’années. » a déclaré la co-auteure Kate Trinajstic, paléontologue des vertébrés à l’Université Curtin. L’évolution est souvent considérée comme une série de petits pas, mais ces fossiles anciens suggèrent qu’il y a eu un plus grand saut entre les vertébrés sans mâchoire et à mâchoires. Ces poissons ont littéralement le cœur dans la bouche et sous les branchies, tout comme les requins d’aujourd’hui. »

DOI: Science, 2022. 10.1126/science.abf3289 (À propos des DOI).

Image de la liste par Yasmine Phillips / Curtin University