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Des créatures fractales filtraient les océans au Précambrien

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L'étude approfondie de l'organisation anatomique des Rangéomorphes permet de lever un mystère sur ces étranges organismes marins vivants sur Terre, il y a 575 millions d'années. Les branches qui les composent et qui se démultiplient selon un modèle fractal éclairent sur leur mode d'alimentation.

S'ils étaient tous organisés sur la même base d’embranchements fractals, comme le montrent ces reconstitutions en 3D, les Rangéomorphes se développaient verticalement sur 10 à 200 cm. Des formes spongieuses horizontales de ces animaux pouvaient également couvrir 58 mètres carrés de surface océanique. © Université de Cambridge

On savait déjà que les Rangéomorphes n'étaient pas des végétaux ni des champignons marins, mais bien des animaux appartenant à l'embranchement des Petalonamae. Durant environ 40 millions d'années, au cours de l'Édiacarien, ils ont dominé les océans du globe, vivant fixés à un substrat, à différentes profondeurs. Avant leur apparition, la vie était microscopique.

En revanche, on méconnaissait leur mode de nutrition. À partir de spécimens fossiles, des chercheurs ont réussi à recréer en 3D la morphologie de 11 taxons et à mesurer leurs propriétés fonctionnelles.

Trois principaux types, verticaux et horizontaux, ont été mis en valeur : de grands et minces, en forme de sapin, d'autres latéralement épanouis, à la façon d'arbres caduque, et une forme rappelant une éponge déployée sur le fond marin. Ces plans d'organisation fractale qui ne ressemblent à aucun autre connu renforcent l'idée qu'ils possèdent leur clade, c'est-à-dire leur propre groupe comprenant les ancêtres et la totalité des descendants.

Pour les scientifiques, l'anatomie pluribranche de ces animaux maximise la surface corporelle et s'accorde avec l'osmotrophie, un mode d'alimentation qui consiste à se nourrir par filtration, à partir de substances dissoutes dans l'eau de mer.

Parce que les Rangéomorphes étaient radicalement différents de toutes les formes de vie connues, les scientifiques ne savaient presque rien sur la façon dont ces créatures vivaient, se reproduisaient ou s’alimentaient. On sait désormais que ces animaux primitifs étaient bien adaptés à leur environnement. © Verisimilus, Wikimedia Commons, cc by sa 2.5

Ces filtreurs optimisent de façon quasi parfaite leur surface anatomique

« Géométriquement parlant, ils étaient parfaitement organisés pour le faire, capables de créer la plus grande surface possible d'absorption dans n'importe quel espace qu'ils occupaient », affirme Jennifer Hoyal Cuthill de l'université de Cambridge, au Royaume-Uni, auteur principal de l'article paru dans le journal Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ce résultat concorde avec les conditions écologiques de l'époque : les concurrents et les prédateurs étaient absents et le milieu océanique riche en éléments nutritifs microscopiques. « Les océans de l'Édiacarien ressemblaient plus à une grossière soupe, pleine de nutriments tels que le carbone organique, tandis que de nos jours, les particules de nourriture en suspension sont rapidement récoltées par une myriade d'animaux », précise le coauteur de l'étude Simon Conway Morris, paléontologue à l'université de Cambridge.

Avec l'explosion de la vie multicellulaire à l'ère cambrienne, les Rangéomorphes se sont éteints, il y a environ 540 millions d'années. Les causes supposées sont la compétition pour les nutriments avec d'autres organismes, la prédation et l'appauvrissement des ressources spécifiques dont ils avaient besoin.

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