La collection ROM Burgess Shale résout un mystère vieux de 500 millions d'années

Une équipe de recherche conjointe du ROM et de l'Université de Toronto classe une espèce ancienne parmi les céphalopodes modernes, y compris les calmars et les pieuvres.

Une étude menée par des chercheurs du Musée royal de l'Ontario (ROM) et de l'Université de Toronto (U of T) jette un nouvel éclairage sur un carnivore de 500 millions d'années auparavant inclassable, connu sous le nom de Nectocaris pteryx. L'identification positive a été réalisée après l'examen de spécimens de la collection de schistes de Burgess du ROM, la plus grande collection au monde de créatures provenant de cette localité du Cambrien moyen (plus de 500 millions d'années). On pense aujourd'hui que Nectocaris est l'un des céphalopodes les plus anciens et les plus primitifs, une classe de mollusques qui comprend les calmars, les pieuvres et les seiches modernes.

Jean-Bernard Caron, conservateur associé du ROM pour la paléontologie des invertébrés, et Martin Smith, étudiant en doctorat au département d'écologie et de biologie évolutive de l'université de Toronto, présentent ces résultats dans un article intitulé Primitive soft-bodied cephalopods from the Cambrian, qui sera publié le 27 mai 2010 dans la revue scientifique Nature. Un podcast sur Nectocaris pteryx et l'importance de ces nouvelles découvertes peut être visionné sur le site web du ROM.

"Notre découverte nous permet de repousser l'origine des céphalopodes d'au moins 30 millions d'années, jusqu'à la fameuse explosion cambrienne, il y a environ un demi-milliard d'années", a déclaré M. Caron. "Les tissus mous des céphalopodes ont tendance à se décomposer rapidement, il était donc difficile de savoir à quoi ressemblaient les céphalopodes primitifs. Les schistes de Burgess sont bien connus pour leur préservation exceptionnelle des animaux à corps mou. Désormais, grâce à notre réinterprétation de Nectocaris, la collection du ROM provenant de cette importante localité offre un aperçu fascinant des débuts de l'évolution de ce groupe".

Cette nouvelle interprétation a été rendue possible par la découverte de 91 nouveaux fossiles collectés par le ROM sur le célèbre site des schistes de Burgess au cours des trois dernières décennies. Nectocaris était auparavant connu grâce à un seul fossile à corps mou, mal conservé, collecté au début du XXe siècle et qui n'a été décrit qu'en 1976. Toutefois, ce spécimen unique n'a pas permis une analyse précise de la morphologie et de l'écologie de cette espèce, et ses affinités sont restées ambiguës. Les spécimens récents ont été collectés par Desmond Collins, conservateur du ROM aujourd'hui à la retraite, principalement dans une nouvelle localité des schistes de Burgess qu'il a découverte en 1984 juste au-dessus de la carrière de Walcott.

Les nouveaux spécimens, qui mesurent entre deux et cinq centimètres de long, montrent que Nectocaris avait la forme d'un cerf-volant aplati de haut en bas, qu'il possédait de grands yeux pédonculés et une longue paire de tentacules agrippants qui, selon Smith et Caron, l'aidaient à chasser et à consommer ses proies. Les chercheurs suggèrent également que la créature nageait à l'aide de ses grandes nageoires latérales et, comme les céphalopodes modernes, utilisait probablement son entonnoir en forme de tuyère pour accélérer grâce à la propulsion par jet. La créature possédait également une grande paire de branchies qui, dans certains fossiles, semblent étouffées par la boue, ce qui suggère que les animaux ont été fossilisés après avoir été pris dans une coulée de boue sous-marine.

L'absence de coquille minéralisée chez Nectocaris est particulièrement surprenante. On pensait auparavant que l'ancêtre le plus primitif de ce groupe était une simple créature à coquille semblable au nautile moderne ou à l'ammonite aujourd'hui disparue. Smith explique : "On a longtemps pensé que les céphalopodes avaient évolué à la fin du Cambrien, lorsque des modifications progressives de la coquille d'animaux rampants ressemblant à des escargots les ont rendus capables de flotter. Nectocaris nous montre que les premiers céphalopodes ont commencé à nager sans l'aide de coquilles remplies de gaz. Les coquilles ont évolué beaucoup plus tard, probablement en réponse à l'augmentation de la concurrence et de la prédation au Cambrien supérieur".

De manière inattendue, le nouveau matériel provenant des schistes de Burgess a conduit les auteurs à réinterpréter d'autres fossiles cambriens énigmatiques à corps mou provenant des schistes d'Emu Bay en Australie et du biote de Chengjiang en Chine(Vetustovermis et Petalilium) comme des membres de la même famille d'organismes. "Le site chinois est environ 10 millions d'années plus ancien que les schistes de Burgess et démontre que l'origine de ce groupe peut être retracée encore plus loin dans le temps, probablement au début de l'explosion cambrienne. La découverte de formes similaires dans des sites éloignés démontre également que les céphalopodes primitifs avaient déjà évolué dans les océans du monde au milieu du Cambrien et qu'ils faisaient partie des écosystèmes marins normaux à cette époque", a déclaré M. Caron.

Les schistes de Burgess se trouvent dans le parc national de Yoho, qui fait partie des parcs des montagnes Rocheuses canadiennes classés au patrimoine mondial de l'UNESCO, près de la ville de Field, en Colombie-Britannique. On y trouve certains des restes fossilisés les mieux conservés au monde d'organismes à corps mou qui ont évolué au cours de la période cambrienne, il y a 500 millions d'années. Ce site a fourni non seulement de nombreux spécimens de Nectocaris, mais aussi des dizaines de milliers d'autres organismes appartenant à au moins 200 espèces, dont beaucoup sont les membres les plus primitifs de groupes d'animaux encore connus aujourd'hui. Les couches rocheuses dissimulent de fins détails de leur anatomie, ce qui permet de mieux comprendre l'écologie, la diversité et l'évolution des communautés animales au cours de cette période.

Le ROM contribue largement à l'étude des schistes de Burgess et des créatures fascinantes qui s'y trouvent. Depuis 1975, le musée a mené des dizaines d'explorations et de fouilles sur le terrain et possède aujourd'hui la plus grande collection au monde de spécimens des schistes de Burgess, soit plus de 150 000 spécimens au total. Aujourd'hui, Jean-Bernard Caron, conservateur du ROM, continue de diriger des expéditions sur le terrain et de mener des recherches sur les fossiles des schistes de Burgess avec ses étudiants. Les pièces maîtresses des vastes collections du ROM sur les schistes de Burgess seront exposées en permanence dans la future galerie Peter F. Bronfman sur les débuts de la vie et sur le site Web du Musée virtuel du Canada sur les schistes de Burgess, qui sera lancé au printemps 2011, en collaboration avec le ROM et Parcs Canada.

Les nouvelles recherches sur Nectocaris ont été partiellement financées par une subvention à la découverte du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada accordée à Caron et par des bourses de l'Université de Toronto accordées à Smith.

Visitez les liens ci-dessous pour en savoir plus sur la collection de schistes de Burgess du ROM et sur les recherches en cours :

https://www.rom.on.ca/collections/curators/caron.php

https://www.rom.on.ca/collections/research/jcburgess.php