Une nouvelle étude géoscientifique montre des fossiles du Trias qui révèlent les origines des amphibiens vivants

Une équipe de paléontologues de Virginia Tech, dirigée par le candidat au doctorat Ben Kligman, a découvert les premiers fossiles céciliens de l'ère triasique, les plus anciens connus de leur espèce, en Arizona. La découverte aide à combler une énorme lacune d'environ 90 millions d'années dans les archives historiques des céciliens où aucun fossile n'avait été trouvé auparavant, ce qui déconcerte les scientifiques.

25 janv. 2023

ver d'illustration

Le plus petit des fossiles nouvellement découverts peut bouleverser ce que les paléontologues savent de notre histoire.

Une équipe de paléontologues de Virginia Tech et des États-Unis Le parc national de la forêt pétrifiée, entre autres, a découvert le premier fossile cécilien "incontournable" de l'ère triasique - les plus anciens fossiles céciliens connus - prolongeant ainsi le record de ce petit amphibien fouisseur d'environ 35 millions d'années. La découverte comble également une lacune d'au moins 87 millions d'années dans les archives fossiles historiques connues de la créature ressemblant à un amphibien.

Le fossile a été co-découvert pour la première fois par Ben Kligman, étudiant au doctorat au Département des géosciences, qui fait partie du Virginia Tech College of Science, dans le parc national de la forêt pétrifiée de l'Arizona lors d'une fouille en 2019. Nommé par Kligman comme Funcusvermis gilmorei, le fossile prolonge l'histoire des céciliens de 35 millions d'années jusqu'à la période du Trias, il y a environ 250 à 200 millions d'années.

Avant cette nouvelle étude, publiée aujourd'hui dans la revue Nature, seules 10 occurrences céciliennes fossiles étaient connues, remontant au début du Jurassique, il y a environ 183 millions d'années. Cependant, des études ADN antérieures ont estimé les origines évolutives des céciliens aux époques carbonifère ou permienne, il y a environ 370 à 270 millions d'années, selon Kligman, marquant cet écart de 87 millions d'années. Cependant, aucun fossile de ce type n'avait été trouvé.

"La découverte des plus anciens fossiles céciliens met en évidence la nature cruciale des nouvelles preuves fossiles. Bon nombre des plus grandes questions en suspens en paléontologie et en évolution ne peuvent être résolues sans des fossiles comme celui-ci", a déclaré Kligman, qui avait précédemment découvert un fossile vieux de 220 millions d'années. espèce de cynodonte ou mammifère souche, précurseur des mammifères modernes. "Les céciliens fossiles sont extraordinairement rares, et ils sont découverts accidentellement lorsque les paléontologues recherchent les fossiles d'autres animaux plus communs. Notre découverte d'un animal était totalement inattendue et a transformé la trajectoire de mes intérêts scientifiques."

homme avec pioche

La découverte des fossiles a été faite en 2019 par Xavier Jenkins, étudiant stagiaire au parc national de Kligman et Petrified Forest, maintenant titulaire d'un doctorat. étudiant à l'Idaho State University, alors que le duo traitait les sédiments fossilifères du parc surnommé Thunderstorm Ridge via un microscope. Funcusvermis a été trouvé dans une couche de la formation de Chinle datée d'il y a environ 220 millions d'années, lorsque l'Arizona était positionné près de l'équateur dans la partie centrale du supercontinent Pangée, a déclaré Kligman. Cette région était alors soumise à un climat chaud et humide. Aujourd'hui, l'Arizona est encore chaud, mais son humidité est faible.

"Voir la première mâchoire sous le microscope, avec sa double rangée de dents distinctive, m'a donné des frissons dans le dos", a déclaré Kligman. "Nous avons immédiatement su qu'il s'agissait d'un cécil, le plus ancien fossile de cécil jamais trouvé, et une découverte unique dans une vie."

Avant cette découverte, l'écart de 87 millions d'années dans les archives fossiles cachait l'histoire évolutive précoce des céciliens, conduisant à un débat de plusieurs décennies parmi les scientifiques sur les relations des céciliens avec leurs parents amphibiens, les grenouilles et les salamandres.

"Funcusvermis étend le schéma d'occurrence équatorial humide observé chez tous les céciliens fossiles et vivants connus, suggérant que l'histoire biogéographique des céciliens a été guidée par la restriction à ces paramètres écologiques, probablement en raison de contraintes physiologiques liées à l'humidité, et contrainte par la dérive des plaques continentales entrant et sortant de la zone équatoriale humide après la fragmentation de la Pangée", a déclaré Kligman.

Les céciliens modernes sont des amphibiens sans membres avec des corps cylindriques avec un crâne compact en forme de balle qui les aide à s'enfouir sous terre. Maintenant exclusivement en Amérique du Sud et centrale, en Afrique et en Asie du Sud, les cécilies passent leur vie à creuser dans la litière de feuilles ou le sol à la recherche de proies telles que des vers et des insectes. Cette existence souterraine a rendu l'étude des céciliens difficile pour les scientifiques. Kligman, ironique, décrit les céciliens modernes comme une "marionnette chaussette sans yeux avec le corps d'un ver".

os sous microscope

Funcusvermis partage en fait des caractéristiques squelettiques davantage liées aux premiers fossiles de grenouilles et de salamandres, renforçant les preuves d'une origine partagée et d'une relation évolutive étroite entre les céciliens et ces deux groupes. Funcusvermis partage également des caractéristiques squelettiques avec un ancien groupe d'amphibiens connus des paléontologues sous le nom de temnospondyles dissorophoïdes. Kligman ajoute: "Contrairement aux céciliens vivants, Funcusvermis manque de nombreuses adaptations associées au creusement souterrain, ce qui indique une acquisition plus lente des caractéristiques associées à un mode de vie souterrain dans les premiers stades de l'évolution cécilienne."

Maintenant, voici la partie amusante : le nom du genre "Funcusvermis" a été inspiré par la chanson "Funky Worm" des Ohio Players de 1972 de leur album Pleasure, une chanson préférée des auteurs qui était souvent jouée lors de la fouille de fossiles à Thunderstorm Ridge. « Funcus » est dérivé de la forme latinisée du mot anglais Funky pour la forme rythmique et optimiste de la musique de danse, tandis que « vermis » est dérivé du mot latin pour ver. (C'est une excellente chanson, soit dit en passant. Ver d'oreille instantané, pour ainsi dire.)

Le nom de l'espèce, gilmorei, rend hommage à Ned Gilmore, directeur des collections de l'Académie des sciences naturelles de l'Université Drexel de Philadelphie. (Kligman est originaire de Philadelphie et s'est porté volontaire pour la collection humide d'herpétologie de Gilmore en tant qu'étudiant de premier cycle. "C'était un mentor important qui a contribué à inspirer mon intérêt pour les fossiles et les amphibiens", a déclaré Kligman.)

Les co-auteurs de l'étude incluent Michelle Stocker, professeure adjointe, et Sterling Nesbitt, professeur agrégé, au Virginia Tech Department of Geosciences et membres du Global Change Center qui fait partie du Fralin Life Sciences Institute. D'autres auteurs incluent Adam Marsh, paléontologue principal; Matthew Smith, conservateur du musée ; et William Parker, chef de la science et de la gestion des ressources, tous au parc national de la forêt pétrifiée ; et Bryan Gee, boursier postdoctoral au Burke Museum and Department of Biology de l'Université de Washington.

"Comme le dit la chanson éponyme, c'est le ver le plus funky du monde", a plaisanté Marsh.

Stocker a ajouté: "Ce que nous collectons détermine vraiment ce que nous pouvons dire sur les animaux présents, leur nombre et leur apparence. Sans l'utilisation de ces méthodes de collecte et d'analyse de fossiles, nous manquerions de le savoir. de nombreux aspects importants de cet écosystème triasique. Maintenant que nous avons une image de recherche des os à rechercher et de la manière de les rechercher, il sera passionnant de voir quelles autres localités fossiles préservent ces premiers lissamphibiens.

Nesbitt a déclaré que des découvertes comme celle-ci peuvent réinitialiser le plateau de jeu sur la paléontologie, dans le meilleur sens du terme. "Cette découverte démontre clairement que certains fossiles que vous pouvez à peine voir peuvent grandement changer notre compréhension de groupes entiers que vous pouvez voir aujourd'hui", a-t-il déclaré.

Dans le parc national de la forêt pétrifiée, où la découverte initiale a été faite en 2019, les mâchoires inférieures d'au moins 70 individus de Funcusvermis ont été récupérées à l'été 2022, faisant de la région "le lit d'os producteur de céciliens fossiles le plus abondant jamais découvert". dit Kligman.

Seule une poignée d'os de Funcusvermis ont été trouvés, y compris des mâchoires supérieure et inférieure, une vertèbre et une partie d'un membre postérieur, a déclaré Kligman. Tous les os trouvés étaient désarticulés, pas comme des squelettes complets. Sans squelettes complets, Kligman et ses collègues chercheurs ne peuvent pas déterminer exactement la longueur du corps de Funcusvermis, mais des déductions à partir d'éléments isolés, tels que la mâchoire inférieure mesurant moins d'un quart de pouce de long, indiquent que Funcusvermis était un petit animal.

"Depuis sa découverte en 2017, le site de Thunderstorm Ridge a produit un assemblage diversifié de plus de 60 animaux allant des requins d'eau douce aux dinosaures", a déclaré Kligman. "Plusieurs autres nouvelles espèces découvertes sur ce site ont été décrites récemment. De nombreuses autres nouvelles espèces de ce site sont actuellement à l'étude et seront publiées dans les années à venir."

En d'autres termes, attendez-vous à plus de bouleversements de ce que les paléontologues savent de l'histoire des fossiles.

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