Paléontologie
Découverte d'un endocrâne de poisson vieux de 300 MA
par Dominique Raizon
Article publié le 07/03/2009 Dernière mise à jour le 18/03/2009 à 11:53 TU
La structure du crâne (à l'avant) de l'iniopterygien.1ères indications de la minéralisation du cerveau (en orange).
(Crédit : PNAS/ Philippe Janvier (CNRS, MnHn))
Pour la 1re fois, des scientifiques français et américains -dont une équipe du Muséum national d'Histoire naturelle- ont trouvé des tissus mous d’un cerveau fossilisé très ancien de poisson. Vieux de quelque 300 millions d'années, celui-ci appartient à une espèce éteinte qui vivait sur les hauts fonds et la boue marine. Cette découverte, de l’avis des chercheurs, est de nature à ouvrir des perspectives nouvelles sur l’évolution des vertébrés très anciens et contribuer à compléter le puzzle de la construction du vivant.
Le chercheurs ont étudié l’un des rares crânes d’un poisson iniopterygien, une espèce éteinte qui appartient à la famille des requins, des poissons rats et des raies. Les scientifiques savaient déjà que ces poissons qui ne mesuraient pas plus de 50 centimètres étaient dotés d’un cerveau mais ils n’en avaient jamais trouvé car la plupart des crânes retrouvés sont écrasés. Qui plus est, l’absence de tissus durs caractérise ces poissons, ce qui rend leurs fossiles fragiles.
Superposition du crâne et du cerveau, à l'intérieur du poisson.
(Courtesy Pnas/ Philippe Janvier, CNRS, MNHN/ M. Collignon, l'ESRF)
Pourtant, si les iniopterygiens sont des poissons fossiles étranges et mal connus, ils sont très bien conservés dans des roches du Kansas et de l’Oklahoma. Le crâne de celui-ci, précisément, n’était pas contrairemetn à la plupart de ceux déjà découverts, écrasé. Les chercheurs du Muséum national d’histoire naturelle de paris, du Centre nationale de recherche scientifique, de l’European synchroton radiation facility (ESRF) et de l’American museum of natura history de New York (Etats-Unis) ont ainsi pu étudier différents échantillons bien conservés – et ce probablement grâce au phosphate de calcium déposé par un film bactérien ou par un processus chimique qui aurait ainsi fossilisé le cerveau.
La station expérimentale de l'ESRF sous laquelle a été découvert le fossile.Un cerveau de 7 millimètres de long et 1,5 de large
(Courtesy ESRF)
La reconstruction 3D restitue le volume et montre les différentes parties du cerveau, comme le cervelet, la moelle épinière, les lobes optiques et les nerfs mais les scientifiques n’ont pas réussi à localiser le cerveau antérieur, « peut-être trop mince pour se minéraliser », supposent-ils.
Image du fossile contenant le cerveau préservé.
(Courtesy PNAS)
La technique fondée sur l’imagerie par contraste aux rayons X, proche de la technique utilisée pour les scanners médicaux, leur a révélé des indications quant à la minéralisation du cerveau. « La structure d’un échantillon était plus dense que la matrice qui remplissait le crâne », explique les chercheurs du Muséum national d’histoire naturelle de Paris et, soumis aux analyses de l’accélérateur de particules basé à Grenoble (France, Sud, est), les rayons X très fins ont sondé la structure interne et la matière, « constituée de calcite cristalline ».
L’exploration du système nerveux de ce poisson -dont le cerveau fossilisé mesure quelque 7 millimètres de long et 1,5 de large- pourrait mettre en lumière l’évolution du cerveau au cours de transitions majeures de l’évolution. Ce n’est toutefois qu’à condition que « d’autres cas similaires de cette préservation exceptionnelle chez des fossiles, soient découverts », soulignent les scientifiques dont l’étude complète a été publiée dans la revue PNAS du mois de mars 2009.
Sébastien Steyer
Paléontoloque au MNHN (Paris).
« L'endocrâne du poisson est d'une complexité particulière. »
« Cette recherche prouve également que, grâce à l’utilisation de techniques de microtomographie, les détails de l’organisation anatomique du système nerveux dans des cerveaux fossiles, sont à partir de maintenant, potentiellement disponibles », souligne Alan Pradel, du Centre de recherches sur la paléobiodiversité et les paléoenvironnements (Mnhn/Cnrs/Université Pierre et Marie Curie) .
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