Une crevette fossile emblématique éclaire d’un jour nouveau les débuts de l’évolution des arthropodes

Jeudi, 21 juin 2018

Cette étude est le fruit d’une coopération franco-canadienne entre le Laboratoire de Géologie de l’Université de Lyon (LGLTPE), le Royal Ontario Museum (Canada; ROM), la Memorial University of Newfoundland (MUN; Canada), et l’University of Toronto (Canada; U of T). Elle décrit Waptia, un animal emblématique des Schistes de Burgess, site paléontologique classé au patrimoine mondial UNESCO qui ne cesse de livrer des informations cruciales sur les débuts de la vie animale il y a plus de 500 millions d’années. 

Waptia est un petit animal d’environ 5 cm de long  que l’on pourrait confondre avec une crevette. Les scientifiques ont étudié pas moins de 1800 spécimens conserves dans les collections du Royal Ontario Museum de Toronto et du Musée National d’Histoire Naturelle de Washington DC et révélé l’importance de ce fossile clé dans la longue histoire évolutive des animaux articulés : les arthropodes.

Protégé par une carapace bivalve, Waptia possédait des yeux composés, des antennes sensorielles et des mandibules étonnamment semblables à celles des arthropodes actuels, constituées d’une partie masticatrice et d’un palpe soyeux. Les mandibules caractérisent le groupe le plus diversifié de la planète, celui des mandibulates, regroupant insectes, crustacés et mille-pattes. L’originalité de Waptia est l’absence d’une seconde paire d’antennes comme c’est le cas chez les insectes et les myriapodes (mille-pattes). On pensait jusqu’à présent que la perte de ces antennes était liée à l’adaptation des arthropodes au milieu terrestre. Waptia nous montre qu’elle s’est également produite en milieu marin, et beaucoup plus tôt dans l’histoire évolutive des arthropodes.


Waptia fieldensis, Cambrien moyen des Schistes de Burgess, Colombie Britannique, Canada (env. 508 millions d’années)- Morphologie générale.

Waptia était également pourvue d’une série d’appendices armés d’extensions épineuses. Elles permettaient la capture de petites proies qui étaient démantelées ventralement avant d’être ingérées. La partie postérieure de l’animal possédait six paires d’appendices frangés de nombreuses lamelles, utilisés à la fois pour la respiration à la manière de branchies, et pour la nage. L’abdomen articulé et l’éventail caudal permettaient quant à eux une grande flexibilité corporelle et un contrôle directionnel.

Une reconstitution numérique en 3D montre que Waptia était un animal nageur très actif, capable d’explorer son environnement, de capturer des proies et sans doute de se poser sur des reliefs sous-marins. 

Une analyse cladistique portant sur plus de 200 caractères morphologiques a permis de préciser les liens de parenté entre Waptia et les autres arthropodes. L’arbre obtenu confirme que Waptia et d’autres formes apparentées appartiennent bien aux mandibulates et sont proches de l’origine des crustacés et des insectes.

Les premiers spécimens de Waptia ont été découverts par Charles Walcott le 30 août 1909 comme l’indique son carnet de terrain où figure le premier croquis de cet arthropode. Très impressionné par sa beauté il note qu’il s’agit de “l’un des plus élégants crustacés des Schistes de Burgess”. Décrite de façon très succincte en 1912, Waptia fieldensis tombera curieusement dans l’oubli et personne ne tentera de l’explorer en détails. L’interprétation de Walcott, souvent critiquée car trop simpliste, s’avère aujourd’hui être juste. Waptia est bien à l’origine des pan-crustacés, terme scientifique utilisé pour désigner le super-groupe des crustacés et des insectes.


Waptia fieldensis, Cambrien moyen des Schistes de Burgess, Colombie Britannique, Canada (env. 508 millions d’années)- Reconstitutions artistique (haut ; Marianne Collins) et extraits de vidéo (Lars Fields)

Source(s): 

Jean Vannier, Cédric Aria, Rod S. Taylor, Jean-Bernard Caron, Waptia fieldensis Walcott, a mandibulate arthropod from the middle Cambrian Burgess Shale, Royal Society Open Science, 20 Juin 2018

Contact(s):
  • Jean VANNIER, Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (CNRS, ENS, Lyon 1)
    jean [dot] vannier [at] univ-lyon1 [dot] fr, 04 72 44 81 44

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