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Les tuniciers sont des animaux marins fascinants qui nous renseignent sur l’origine des vertébrés. Mais leur histoire fossile est très incomplète. Des chercheurs de l’université Harvard ont fait une découverte qui pourrait changer la donne : un fossile de 500 millions d’années qui présente des caractéristiques similaires à celles des tuniciers modernes.
Qui sont les tuniciers ?
Les tuniciers sont les plus proches parents invertébrés des vertébrés, le groupe qui inclut des espèces allant des poissons aux humains. Ils existent sous différentes formes et tailles et ont des modes de vie variés. Certains sont fixés au fond de la mer, d’autres nagent librement dans les eaux supérieures.
Il existe deux grands groupes de tuniciers : les ascidies et les appendiculaires. Les ascidies ont un corps en forme de tonneau avec deux siphons qui sortent de leur corps. L’un des siphons aspire l’eau avec des particules alimentaires, que l’animal filtre avec un organe interne en forme de panier. L’autre siphon rejette l’eau après la filtration. Les ascidies commencent leur vie comme des larves mobiles qui ressemblent à des têtards, puis se transforment en adultes en forme de tonneau avec deux siphons. Ils passent leur vie adulte collés au fond marin.
Les appendiculaires, en revanche, gardent l’aspect d’un têtard en grandissant et nagent librement dans les eaux supérieures. Ils ont un corps allongé avec une queue et une nageoire caudale. Ils se nourrissent également par filtration, mais ils utilisent une structure externe en forme de panier qui entoure leur tête.
Leur cycle de vie est étonnant : ils commencent comme des larves ressemblant à des têtards, puis se métamorphosent en adultes en perdant leur queue et leur notochorde, une structure qui préfigure la colonne vertébrale chez les vertébrés.
Quel est le fossile découvert ?
Karma Nanglu, chercheur postdoctoral à Harvard et principal auteur de l’étude, publiée dans la revue Nature Communications, et son équipe décrivent le nouvel animal, appelé Megasiphon thylakos. Il a été trouvé dans la formation géologique de Marjum, dans l’Utah, par les co-auteurs Rudy Lerosey-Aubril et Javier Ortega-Hernández, tous deux du Département de biologie organique et évolutive de Harvard.
M. thylakos est le plus ancien fossile connu de son genre et le seul à avoir conservé des tissus mous. Il présente un corps en forme de tonneau et deux siphons qui lui permettent de filtrer l’eau pour se nourrir. Ces caractéristiques sont similaires à celles des ascidies, une branche principale des tuniciers modernes.
“Le fossile a immédiatement attiré notre attention… la ressemblance morphologique étroite de Megasiphon avec les ascidies modernes était trop frappante pour être ignorée, et nous avons tout de suite su que le fossile aurait une histoire intéressante à raconter”, a déclaré Ortega-Hernández.
L’âge du fossile, environ 500 millions d’années, le situe dans l’ère qui suit l’explosion cambrienne, un moment clé de l’histoire de la Terre où la plupart des grands groupes animaux sont apparus pour la première fois dans le registre fossile, transformant radicalement les écosystèmes marins.
Quelle est l’importance du fossile ?
Pourtant, les ascidies sont presque absentes des roches cambriennes, malgré leur diversité et leur abondance dans les océans actuels. Selon les estimations basées sur l’horloge moléculaire, les ascidies sont apparues il y a environ 450 millions d’années.
Le fossile plus ancien de M. thylakos offre donc un aperçu unique de l’anatomie et de l’histoire évolutive des ascidies anciennes, suggérant que la plupart des caractéristiques des ascidies modernes étaient déjà établies peu après l’explosion cambrienne.
M. thylakos avait toutes les caractéristiques de base d’un tunicier ascidiacé : un corps en forme de tonneau et deux siphons proéminents. Mais ce qui a le plus attiré l’attention de l’équipe, ce sont les bandes sombres qui parcouraient le corps du fossile.
En utilisant des images à haute résolution de M. thylakos, les chercheurs ont pu le comparer avec une ascidie moderne, Ciona. Ils ont utilisé des sections disséquées de Ciona pour identifier la nature des bandes sombres de Megasiphon. Les comparaisons ont révélé des similitudes frappantes entre les muscles de Ciona, qui permettent au tunicier d’ouvrir et de fermer ses siphons, et les bandes sombres observées sur le fossile vieux de 500 millions d’années.
“Megasiphon nous suggère que le mode de vie ancestral des ascidies impliquait un adulte immobile qui se nourrissait par filtration avec ses grands siphons”, a expliqué Karma Nanglu. Les chercheurs pensent que la formation de Marjum recèle encore beaucoup de secrets, et ils attendent avec impatience les surprises qui pourraient s’y cacher. Par ailleurs, un testicule parfaitement conservé dans un fossile vieux de 50 millions d’années a été découvert.
