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Le bouleversement de la théorie de l'évolution des mâchoires et des dents

L'émergence des vertébrés à mâchoires (gnathostomes) est un moment crucial dans l'histoire des vertébrés, elle a permis à ces animaux de surpasser leurs rivaux sans mâchoires. Des chercheurs financés par l'UE ont analysé les données fossiles pour découvrir comment ces organismes avec mâchoires et dents ont évolué.
Le bouleversement de la théorie de l'évolution des mâchoires et des dents
Certaines découvertes récentes ont amené les scientifiques à repenser l'évolution des dents et des mâchoires. Les structures dentaires trouvées sur les arcs branchiaux d'un vertébré primitif sans mâchoires suggèrent que les dents sont apparues avant les mâchoires; d'autre part, il semblerait que les premiers vertébrés à mâchoires étaient sans dents. Ces découvertes montrent que les dents et les mâchoires n'ont pas évolué ensemble, contredisant ainsi les théories antérieures.

Le projet TOOTHJAW (Evolution of jaws and teeth - new insights into key innovations and the origin of Gnathostomes) a utilisé les techniques d'imagerie 3D les plus récentes pour analyser les données fossiles et apprendre comment ont évolué les vertébrés à mâchoires.

Les deux principaux groupes encore vivants de gnathostomes sont les chondrichtyens (requins, raies) et les ostéichtyens (vertébrés à mâchoires osseuses). Ces deux lignées fondamentales ont divergé il y a plus de 400 millions d'années et ne sont pas représentatives des premiers ostéichtyens. Les informations actuelles s'appuient uniquement sur deux membres de ce groupe, le poisson zèbre (actinoptérygien) et la souris (sarcoptérygien tétrapode) qui sont tous deux des organismes modèles de laboratoire.

Une approche multidisciplinaire basée sur l'étude des fossiles et des premiers exemples vivants de l'évolution des ostéichtyens est la seule à même de répondre à la question de l'évolution des mâchoires et des dents des vertébrés. Des comparaisons avec des espèces existantes ont donc été menées sur le poisson zèbre (Danio rerio) et le bichir du Sénégal (Polypterus senegalus). Les chercheurs ont ainsi obtenu des images de microscopie tomographique à rayons X montrant les étapes embryonnaires et larvaires de ces deux espèces représentant l'évolution du développement dentaire.

P. senegalus est une ancienne espèce qui occupe une position unique à la base du clade (groupe monophylétique) des actinoptérygiens (poissons à nageoires rayonnées) et elle conserve de nombreuses caractéristiques ancestrales comme les écailles corporelles et le dermatocranium (sommet du crâne). Les chercheurs ont donc comparé les données tridimensionnelles des dents, des écailles corporelles et des os du dermatocranium des spécimens fossiles avec ceux de P. senegalus.

Les données obtenues ont été utilisées pour réévaluer les théories classiques de l'évolution des dents et celles concernant la formation du squelette dermique. Les résultats montrent que le développement des écailles corporelles et du dermatocranium n'est pas contrôlé par les tissus formant les dents, une découverte qui contredit la théorie classique. Ces travaux contribuent également in fine à comprendre notre propre évolution.

Informations connexes

Mots-clés

Gnathostomes, TOOTHJAW, ostéichtyen, Polypterus senegalus, dermatocranium
Numéro d'enregistrement: 198907 / Dernière mise à jour le: 2017-06-19