Les arthropodes à grandes mains sont bien des ancêtres des araignées

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'anatomieanatomie de ces animaux est bien connue, nous ne pouvons pas en dire autant pour leur position au sein de la classification du vivant.

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 taxontaxon 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 fossilefossile vieux de 520 millions d'années découvert en Chine.

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

Des tissus nerveux vieux de 520 millions d’années

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 ferfer rendues fluorescentes par une exposition à des rayons Xrayons X hautement énergétiques ont dévoilé la présence de tissus nerveux conservés depuis le Cambrien inférieur dans la roche !

Concrètement, les structures révélées correspondent aux nerfsnerfs optiques innervant les quatre yeuxyeux de l'animal, aux différentes parties du cerveaucerveau et aux ganglionsganglions 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 chélicérateschélicérates, un taxon qui rassemble notamment les araignéesaraignées, 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.

Pinces et chélicères sont homologues

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 malacostracémalacostracé. 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.