Cuticule et croissance par mues : innovations clé du Cambrien

Résultat scientifique Terre Solide

Il est de plus en plus probable que les premiers animaux (hormis, les éponges) étaient des organismes mous, de petite taille, se déplaçant sur les fonds marins. C’est du moins ce qu’indiquent les fossiles de la fin du Précambrien et du tout début du Cambrien. Dans ce contexte, l’acquisition d’une cuticule jouant le rôle d’enveloppe protectrice à l’interface entre l’organisme et le sédiment a sans doute été une étape fondamentale de l’évolution animale.

Notre article s’attaque précisément à cette question. Nous montrons que des vers marins de la base du Cambrien (env. 535 millions d’années) possédaient une cuticule secrétée par une couche de cellules épithéliales entourant l’animal. Le fin réseau hexagonal bien visible à la surface de la cuticule était la réplique fidèle de la limite entre les cellules épithéliales. Cette interprétation est basée sur des recherches comparatives que nous avons réalisées sur les vers priapuliens actuels qui sont les lointains descendants des formes cambriennes et vivent encore actuellement en Suède dans des sédiments pauvres en oxygène. Ces vers actuels tout comme les insectes et les crustacés muent au cours de leur croissance. Leurs cellules épithéliales fabriquent périodiquement une cuticule renfermant de la chitine et ornée à sa surface d’un fin réseau réticulé.

Cette étude est la suite logique d’un article que nous avons publié dans la même revue en 2019 *, consacré à l’origine de la mue chez les premiers animaux. Elle montre que les processus fondamentaux qui régissent la formation et le renouvellement de la cuticule sont apparus très tôt au cours de l’évolution des animaux. Cette innovation a certainement joué un rôle majeur dans le développement d’une large composante du règne animal (les ecdysozoaires, le clade regroupant tous les animaux qui muent) et en tout premiers lieu les arthropodes. 

  • *. Wang D, Vannier J, Schumann I, Wang X, Yang X-G, Komiya T, Uesugi K, Sun J, Han J. 2019 Origin of ecdysis: fossil evidence from 535-million-year-old scalidophoran worms. Proc. R. Soc. B 286: 20190791. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2019.0791
Reticulation on the cuticle of fossil palaeoscolecids from early Cambrian Chengjiang biota, south China. A-C. Tabelliscolex hexagonus (ELI-0001218). D-F. Cricocosmia jinningensis (ELI-0001402).
Reticulation on the cuticle of fossil palaeoscolecids from early Cambrian Chengjiang biota, south China. A-C. Tabelliscolex hexagonus (ELI-0001218). D-F. Cricocosmia jinningensis (ELI-0001402).

En savoir plus

Wang D, Vannier J, Yang X-guang, Sun J, Sun Y-f, Hao W-jing, Tang, Q-qin, Liu P, Han J. 2020 Cuticular reticulation replicates the pattern of epidermal cells in lowermost Cambrian scalidophoran worms. Proc. R. Soc. B 20200470.

http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2020.0470

Contact

Jean Vannier
Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (CNRS, ENS, Lyon 1)
Deng Wang
Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (CNRS, ENS, Lyon 1)