Avant que les jambes n'évoluent à partir de nageoires, le squelette axial était : ; Y compris les os de la tête, du cou, du dos et des côtes – ; Il subissait déjà des changements qui allaient éventuellement aider nos ancêtres à soutenir leur corps pour marcher sur terre. Une équipe de recherche comprenant un biologiste de Penn State a achevé une nouvelle reconstruction du squelette de Tiktaalik, un poisson fossile vieux de 375 millions d'années qui est l'un des plus proches parents des vertébrés membres. La nouvelle construction montre que les côtes du poisson étaient probablement attachées à son bassin, une innovation considérée comme importante pour le soutien du corps et l'évolution éventuelle de la marche.
Un article décrivant la nouvelle reconstruction, qui a utilisé la tomodensitométrie (micro-CT) pour numériser le fossile et révéler les vertèbres et les côtes du poisson auparavant cachées sous les roches, est paru le 2 avril dans le journal. Actes de l'Académie nationale des sciences.
Tiktaalik a été découvert en 2004, mais la majeure partie de son squelette était inconnue. « Ces nouveaux scanners micro-CT haute résolution nous montrent les vertèbres et les côtes de Tiktaalik et nous permettent de reconstruire entièrement son squelette, ce qui est essentiel pour comprendre comment il s'est déplacé à travers le monde. »
Tom Stewart, professeur adjoint de biologie au Eberly College of Science de Penn State et l'un des dirigeants de l'équipe de recherche
Contrairement à la plupart des poissons, qui ont des vertèbres et des côtes symétriques le long du tronc, les squelettes axiaux des vertébrés à membres présentent des différences significatives au niveau des vertèbres et des côtes de la région de la tête à la région de la queue. Le développement de cette région a permis l'exercice de fonctions spécialisées, parmi lesquelles la liaison mécanique entre les côtes de la région sacrée et le bassin, ce qui permettait au corps d'être soutenu par les membres postérieurs.
Les nageoires pelviennes des poissons sont évolutivement liées aux membres postérieurs des tétrapodes – ; Vertébrés à quatre membres, y compris les humains. Chez les poissons, les nageoires pelviennes et les os de la ceinture pelvienne sont relativement petits et flottent librement dans le corps. Les chercheurs ont expliqué qu'à mesure que la marche évoluait, les membres postérieurs et le bassin devenaient beaucoup plus grands et formaient une connexion avec la colonne vertébrale afin de supporter les forces associées au soutien du corps.
« Tiktaalik est fascinant car il nous donne un aperçu de cette transition évolutive majeure », a déclaré Stewart. « Sur l'ensemble de leur squelette, nous voyons une combinaison de caractéristiques typiques des poissons et de la vie aquatique, ainsi que des caractéristiques observées chez les animaux vivant sur terre. »
La description originale de Tiktaalik se concentrait sur la face avant du squelette. Les fossiles ont été soigneusement préparés pour éliminer la matrice rocheuse environnante et exposer le crâne, la ceinture scapulaire et les nageoires pectorales. Les côtes dans cette zone étaient grandes et élargies, ce qui suggère qu'elles auraient pu soutenir le corps d'une manière ou d'une autre, mais on ne savait pas exactement comment elles auraient fonctionné. En 2014, l'aquarium, découvert au même endroit que le reste du squelette, a également été nettoyé de la matrice et décrit.
« D'après des études précédentes, nous savions que le bassin était grand et nous avions le sentiment que les nageoires arrière étaient également grandes, mais jusqu'à présent, nous ne pouvions pas dire si ou comment le bassin interagissait avec le squelette axial », a déclaré Stewart. « Cette reconstitution montre, pour la première fois, comment tout cela s'articule et nous donne des indices sur l'évolution de la marche. »
Les chercheurs ont expliqué que contrairement à nos hanches, où nos os s'emboîtent étroitement, la connexion entre le bassin et le squelette axial de Tiktaalik était probablement une connexion de tissus mous constituée de ligaments.
« Tiktaalik avait des côtes spécialisées reliées au bassin par un ligament », a déclaré Stewart. « C'est vraiment étonnant. Cette créature possède plusieurs caractéristiques – une grande paire d'appendices postérieurs, un grand bassin et une connexion entre le bassin et le squelette axial – qui étaient fondamentales à l'origine de la marche. Bien que Tiktaalik n'ait probablement pas traversé le terre, elle faisait définitivement quelque chose de nouveau. « C'était un poisson qui pouvait probablement se soutenir et pousser avec sa nageoire arrière. »
La nouvelle reconstruction squelettique met également en lumière les spécialisations du mouvement de la tête chez Tiktaalik et de nouveaux détails sur l'anatomie de la nageoire pelvienne du poisson.
« C'est incroyable de voir le squelette de Tiktaalik avec autant de détails », a déclaré Neil Shubin, professeur émérite de biologie et d'anatomie des organismes à l'Université de Chicago et l'un des auteurs de l'article. « Cette étude ouvre la voie à ceux qui explorent la façon dont l'animal se déplaçait et interagissait avec son environnement il y a 375 millions d'années. »
Outre Stewart et Shubin, l'équipe de recherche comprend Justin B. Limberg, Emily J. Hylan et Isaac Magallanes de l'Université de Chicago, et Edward B. Deschler de l'Académie des sciences naturelles de l'Université Drexel.
Le soutien de la Fondation Brinson, du Département des sciences biologiques de l'Université de Chicago, d'un donateur anonyme de l'Académie des sciences naturelles de l'Université Drexel et de la National Science Foundation des États-Unis a financé cette recherche. Le travail sur le terrain a été rendu possible grâce au Projet du plateau continental polaire de Ressources naturelles Canada; ministère du Patrimoine et de la Culture, Nunavut; les villages de Resolute Bay et Grise Fiord au Nunavut; et les chasseurs et trappeurs Iviq de Grise Fiord.
source:
Référence du magazine :
Stewart, ta, et coll. (2024) Le squelette axial de Tiktaalik rosea. Avec des gens. est ce que je.org/10.1073/pnas.2316106121.
