Le plus ancien cerveau de vertébré au monde découvert dans un fossile vieux de 319 millions d’années
La plupart des connaissances que nous avons sur les anciens animaux disparus proviennent de leurs os, car les tissus mous ne se fossilisent généralement pas bien. Mais aujourd’hui, des scientifiques ont découvert le plus ancien cerveau de vertébré conservé, dans un poisson fossilisé vieux de près de 320 millions d’années.
Image d’entête : représentation artistique de Coccocephalus wildi, mettant en évidence la forme inhabituelle de son cerveau préservé. (Márcio L. Castro)
Après la mort d’un animal, sa chair et ses organes disparaissent généralement très rapidement, grâce aux charognards ou à la décomposition. Il ne reste alors que les os, qui, dans certains cas, peuvent se fossiliser pour devenir les pièces de musée que nous connaissons. Mais si une carcasse n’est pas exposée aux éléments, par exemple en étant enterrée rapidement ou en étant enveloppée dans des matériaux comme l’ambre, les tissus mous comme la peau ou les plumes peuvent survivre jusqu’à nos jours.
Aujourd’hui, des scientifiques ont découvert le plus ancien cerveau fossilisé connu chez un animal vertébré. Ce record appartient à un poisson vieux de 319 millions d’années, le Coccocephalus wildi, un ancêtre précoce des poissons à nageoires rayonnées, qui constituent le plus grand groupe de vertébrés modernes. Le précédent détenteur du record était un requin datant de 300 millions d’années, mais d’autres cerveaux fossiles notables comprennent une limule de 310 millions d’années et un dinosaure de 133 millions d’années. Il n’a rien à envier au plus ancien cœur connu, qui a été découvert dans un fossile de poisson vieux de 380 millions d’années.
Le crâne fossilisé d’un poisson, avec un penny pour échelle, contient le plus ancien cerveau préservé d’un vertébré, vieux de 319 millions d’années. (Jeremy Marble/ Université du Michigan)
Le fossile du C. wildi n’est pourtant pas une découverte récente : il a été extrait d’une mine de charbon il y a près d’un siècle. Mais dans la nouvelle étude, les chercheurs ont effectué un scanner du spécimen pour examiner ses entrailles sans l’endommager, et ils ont repéré une tache brillante dans le crâne, indiquant un minéral plus dense, peut-être de la pyrite. Selon l’équipe, cette tache ressemblait étrangement à un cerveau : elle était symétrique en son milieu, avait des espaces creux qui ressemblaient à des ventricules et des filaments qui semblaient être des nerfs crâniens.
Selon Matt Friedman de l’Université du Michigan et auteur principal de l’étude :
Il présentait toutes ces caractéristiques et je me suis demandé si c’était vraiment un cerveau que je regardais. J’ai donc zoomé sur cette région du crâne pour faire un deuxième scan à plus haute résolution, et il était très clair que c’était exactement ce qu’il devait être.
Selon l’équipe, l’excellente conservation s’explique probablement par le fait que le poisson a été enterré très rapidement sous des sédiments après sa mort, avec une faible présence d’oxygène. Un micro-environnement chimique propice à la fossilisation des tissus mous semble également s’être formé à l’intérieur de son crâne.
Cette découverte permet également de combler certains vides dans l’histoire de l’évolution des poissons. Selon les chercheurs, le cerveau du C. wildi ressemble le plus à celui des esturgeons et des poissons-spatules, considérés comme primitifs parce qu’ils ont divergé des autres poissons à nageoires rayonnées il y a plus de 300 millions d’années.
Toujours selon Friedman :
Contrairement à tous les poissons à nageoires rayonnées vivants, le cerveau du Coccocephalus se replie vers l’intérieur. Ainsi, ce fossile capture une époque antérieure à l’évolution de cette caractéristique du cerveau des poissons à nageoires rayonnées. Cela nous fournit certaines contraintes sur la date d’évolution de ce trait, quelque chose que nous n’avions pas bien en main avant les nouvelles données sur Coccocephalus.
L’équipe pense que ce type de préservation du cerveau se produit plus souvent qu’on ne le pensait auparavant. Dans de futurs travaux, ils prévoient de commencer à les rechercher.
L’équipe décrit ses travaux dans la vidéo ci-dessous.
L’étude publiée dans Nature : Exceptional fossil preservation and evolution of the ray-finned fish brain et présentée sur le site de l’Université du Michigan : 319-million-year-old fish preserves the earliest fossilized brain of a backboned animal.