Une étude montre le lien entre le cerveau de fossiles et l'évolution
Les biologistes ont reconnu que l'origine d'une bouche dotée d'une mâchoire a joué un rôle essentiel dans notre histoire de l'évolution mais jusqu'à présent, aucun fossile n'avait permis d'élucider la raison. Une équipe internationale de chercheurs explique que la réorganisation du cerveau et des organes sensoriels mettrait en lumière le succès évolutif des vertébrés (animaux à squelette osseux). Présentée dans la revue Nature, l'étude examine le cerveau d'un fossile de poisson agnathe de 400 millions d'années, un élément intermédiaire entre les agnathes modernes et les vertébrés à mâchoires. La recherche a été partiellement financée dans le cadre du septième programme-cadre (7e PC) de l'UE. Des chercheurs de Chine, de France, de Suisse et du Royaume-Uni ont étudié la structure de la tête du fossile de poisson sans mâchoire appelé galéaspide en utilisant la microtomographie par rayons X en rayonnement synchrotron, de l'Institut Paul Scherrer (PSI) en Suisse. Leur travaux ont exposé la forme du cerveau et des organes sensoriels du poisson. Le professeur Marco Stampanoni, du PSI, et co-auteur de l'étude, explique: «Nous avons utilisé un accélérateur de particules appelé synchrotron en tant que source de rayons X pour réaliser une microscopie non destructive en 3D des échantillons. Cela nous a permis d'obtenir un modèle informatique parfait du fossile que nous pouvions tourner et retourner dans tous les sens, sans endommager le vrai fossile. Autrement, nous n'aurions jamais pu étudier le fossile.» «Nous avons pu suivre le parcours des veines, nerfs et artères du cerveau de ces extraordinaires fossiles», explique l'auteur, Gai Zhi-kun de l'université de Bristol au Royaume-Uni et de l'institut de paléontologie et de paléoanthropologie des vertébrés (IVPP) de Chine. «Ils ont des cerveaux comme les requins actuels, mais sont dépourvus de mâchoires. Nous avons pu démontrer que le cerveau des vertébrés a été réorganisé avant l'origine des mâchoires.» Le professeur Philip Donoghue, l'un des auteurs de l'étude, de la faculté des sciences terrestres de l'Université de Bristol, commente de même: «Dans l'embryologie des vertébrés actuels, les mâchoires se forment à partir de cellules souches qui migrent vers l'avant, à partir du cerveau postérieur (le rhombencéphale), et vers le bas entre les deux narines. Ce développement ne peut avoir lieu chez les vertébrés actuels sans mâchoires puisqu'ils ne possèdent qu'un seul organe nasal.» Ainsi, les chercheurs déclarent qu'ils sont arrivés aux réponses qu'ils recherchaient. «Il s'agit de la première preuve probante des étapes qui mènent à l'origine évolutionnaire des vertébrés à mâchoire», commente le professeur Min Zhu, «et ce fossile nous offre des preuves solides». L'un des défis auxquels les scientifiques étaient confrontés était que la technologie nécessaire pour réaliser ces travaux n'était pas disponible. Le co-auteur de l'étude, Philippe Janvier du Muséum national d'histoire naturelle, de Paris en France: «Ces recherches ont été repoussées depuis des décennies, en attente d'une technologie qui nous permettrait d'observer l'intérieur d'un fossile sans l'endommager». Il conclut que les scientifiques, malgré leurs différents domaines d'étude, n'auraient pas pu mener ces recherches et obtenir ces résultats s'ils n'avaient pas travaillé en étroite collaboration.Pour de plus amples informations, consulter: Université de Bristol: http://www.bris.ac.uk/ Revue Nature : http://www.nature.com/nature/index.html
Pays
Suisse, Chine, France, Royaume-Uni