Les arthropodes à grandes mains sont bien des ancêtres des araignées

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Les arthropodes marins Megacheira seraient des chélicérates, si l’on en croit la reconstruction du système nerveux d’un Alalcomenaeus mort au Cambrien inférieur. Les chélicères actuelles auraient d’ailleurs évolué à partir des pinces que ces animaux aujourd'hui disparus possédaient sur la tête. Ces découvertes reposent sur un détail d’importance : des tissus nerveux ont été conservés dans la roche durant 520 millions d’années.

Au Cambrien inférieur, les fonds marins étaient peuplés, entre autres, par des arthropodes appartenant à la classe des Megacheira, ce qui signifie « grandes mains » en grec. Ces êtres de quelques centimètres de long possédaient en effet deux pinces qualifiées de géantes sur leur tête, dont nous pensons qu’elles servaient à fouiller les sédiments ou à capturer des proies. Si l’anatomie de ces animaux est bien connue, nous ne pouvons pas en dire autant pour leur position au sein de la classification du vivant.

  Ce Leanchoilia illecebrosa est un représentant du groupe des Megacheira proche des Alalcomenaeus sp. Les Megacheira se distinguent par la présence de longues pinces fixées sur leur tête. Elles sont visibles sur la partie gauche de la photographie et seraient homologues aux chélicères des araignées. Xianguang Hou, YKLP, China

En effet, leur corps était segmenté à la manière de celui des crustacés, mais leurs pinces présentaient des traits morphologiques observés sur les chélicères des araignées (des pièces buccales).


De qui les Megacheira sont-ils les ancêtres, ou du moins à quel taxon sont-ils le plus apparentés ? Pour le déterminer, des chercheurs menés par Nicholas Strausfeld de l’université d’Arizona (États-Unis) ont réalisé une reconstruction neuroanatomique du système nerveux d’un fossile vieux de 520 millions d’années découvert en Chine.

L’arthropode marin long de 3 cm, un Alalcomenaeus sp., a été mis au jour dans la province du Yunnan, précisément au sein de la formation géologique de Heilinpu. La reconstitution réalisée à l’aide d’un CT-scan n’a été possible que grâce à un seul élément : des traces de fer rendues fluorescentes par une exposition à des rayons X hautement énergétiques ont dévoilé la présence de tissus nerveux conservés depuis le Cambrien inférieur dans la roche !

  Cette photographie de la tête d’un Alalcomenaeus dévoile l'existence de différents constituants chimiques dans ce fossile vieux de 520 millions d’années. Les tissus nerveux correspondent aux zones colorées en magenta (présence de fer) et en vert. Les quatre yeux de l'arthropode sont visibles en haut de l’image (sphères noires). Nicholas Strausfeld, université d’Arizona

Concrètement, les structures révélées correspondent aux nerfs optiques innervant les quatre yeux de l’animal, aux différentes parties du cerveau et aux ganglions nerveux présents dans 8 des 11 segments du corps de l’arthropode. En observant leur configuration spatiale, les chercheurs se sont rendu compte qu’elle était proche de celle trouvée de nos jours chez les chélicérates, un taxon qui rassemble notamment les araignées, les scorpions et les limules. Ainsi, selon l’article paru dans la revue Nature  Alalcomenaeus sp. appartiendrait à ce groupe, ce qui signifie que les Megacheira aussi.

Par ailleurs, les connexions nerveuses qui existent entre le cerveau et un appendice peuvent également être utilisées pour positionner un animal dans l’histoire évolutive d’un groupe. Dans le cas qui nous occupe, les grandes pinces étaient connectées au deuxième segment du cerveau, comme les chélicères des araignées. Ainsi, ces structures seraient homologues, ce qui expliquerait les ressemblances morphologiques déjà observées. Les pièces buccales des chélicérates auraient donc évolué à partir de ces pinces.

Voilà tout juste un an, une étude également menée par Nicholas Strausfeld avait dévoilé la découverte du plus vieil arthropode possédant un cerveau complexe : Fuxianhuia protensa. Grâce à une approche similaire à celle présentée ci-dessus, il est apparu que cet arthropode était pour sa part un malacostracé. Ainsi, les ancêtres des crustacés supérieurs et les chélicérates actuels se côtoyaient sur les fonds marins voici 520 millions d’années, ce qui signifie que les deux groupes se sont séparés plus tôt. Cette conclusion est en accord avec d’autres découvertes de fossiles.


futura asciences 19/10/2013