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Sans les eaux peu profondes, la vie complexe ne pourrait pas évoluer

rivière cours d'eau
Crédits : Pexels / Ian Turnell

De nouvelles recherches suggèrent que les environnements marins peu profonds sont essentiels pour transformer des formes de vie primitives en animaux plus complexes. Les détails sont rapportés dans la revue Science.

Au départ, la vie était simple et unicellulaire. Elle resta ainsi des centaines de millions d’années durant. Puis, il y a environ 500 millions d’années, une vie multicellulaire fit son apparition. Une vie plus complexe se mit alors à évoluer, colonisant rapidement toute la planète. L’une des questions qui se pose est la suivante : comment un changement évolutif aussi soudain a-t-il pu avoir lieu ? Une récente étude publiée propose que l’environnement dans lequel évoluaient ces premières formes de vie a joué un rôle crucial. Pour les chercheurs, les eaux peu profondes retrouvées au niveau du littoral ont en effet été essentielles à cette révolution biologique, menant au développement des premiers vertébrés.

L’idée des premiers vertébrés évoluant en eaux peu profondes n’est pas nouvelle. Mais le débat est toujours resté ouvert, tant les fossiles témoignant de cette époque si cruciale sont rares. Nous savons en revanche de manière certaine qu’il y a environ 443 millions d’années, un grand nombre d’animaux – certains avec des mâchoires et d’autres sans – sont soudainement apparus. Reste à savoir dans quelles conditions cette transformation spectaculaire a eu lieu.

« Nous avons constitué une base de données de plus de 2 700 occurrences précoces de vertébrés, qui remontaient de 480 millions d’années à 360 millions d’années, lorsque les poissons ont connu une extinction massive, et nous avons déterminé les environnements d’origine de ces fossiles, explique à Gizmodo Lauren Sallan, de l’Université de Pennsylvanie (États-Unis) et principale auteure de l’étude. Nous avons utilisé l’arbre évolutif des premiers poissons et des modèles mathématiques pour reconstruire les habitats ancestraux de différents types de vertébrés. Cela a montré que tous les principaux groupes, des poissons sans mâchoire aux poissons à mâchoires, évoluaient dans une bande d’eaux côtières très restreinte, au large de la lagune. Nous avons ensuite comparé les données sur les vertébrés à celles d’invertébrés tels que les coquillages et les coraux, ce qui a montré que les premiers poissons se développaient et se diversifiaient dans des eaux beaucoup moins profondes que prévu ».

Il ressort ainsi de cette étude que les lagons peu profonds bordant le littoral auraient permis aux principaux groupes de premiers vertébrés d’évoluer sur une période de 100 millions d’années, il y a entre 380 et 480 millions d’années. Ceux qui évoluaient le plus rapidement passèrent alors de la mer aux rivières et lacs d’eau douce, tandis que les retardataires n’avaient d’autres choix que de s’enfoncer dans les eaux plus profondes, ne pouvant suivre la concurrence.

« Notre étude suggère qu’il y a eu des invasions répétées par les vertébrés qui ont commencé dans des eaux peu profondes et se sont déplacés vers les récifs et les environnements côtiers, poursuit la chercheuse. Cela a nécessité des changements spécifiques tels que des corps flexibles, tout comme l’invasion de terres a nécessité l’évolution préalable de traits spécifiques tels que les poumons et les membres ».

Cette étude présente par ailleurs un intérêt pour le domaine de l’astrobiologie. Les dernières découvertes laissent en effet à penser que les mondes aquatiques pullulent dans l’Univers. En revanche, les seuls mondes remplis d’eau connus à ce jour semblent présenter des océans globaux très profonds. Ce type d’environnement pourrait favoriser l’émergence d’une vie microbienne simple, ou même de créatures ressemblant à des poissons. Mais sans environnement côtier, ces organismes pourraient tout simplement rester bloqués au « stade primitif ».

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