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Nos oreilles ont évolué à partir de branchies de poisson, selon de rares fossiles chinois

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Le premier fossile de galeaspidé vieux de 419 millions d’années entièrement conservé avec des filaments branchiaux dans la première chambre branchiale. Crédit image : IVPP

Pendant un siècle, les scientifiques ont émis l’hypothèse que l’oreille moyenne des mammifères a évolué à partir d’une branchie supplémentaire qui se trouvait autrefois devant la branchie existante des poissons, mais ils viennent tout juste d’en trouver la preuve.

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Une étude de fossiles de poissons vieux de 400 millions d’années peut sembler un endroit inattendu pour en apprendre davantage sur l’anatomie humaine, mais un article dans Frontiers in Ecology and Evolution prétend pouvoir faire exactement cela. Les auteurs soutiennent que les fossiles fournissent la preuve qu’une branchie de poisson perdue depuis longtemps a fini par faire partie de l’oreille des vertébrés modernes.

Les os de l’oreille moyenne convertissent les vibrations du tympan en ondes de pression plus puissantes qui nous permettent d’entendre même de très petites perturbations sur une large gamme de fréquences. Leurs noms évocateurs – traduisant du latin le marteau, l’enclume et l’étrier – sont familiers même à beaucoup de gens. Comme presque tout dans le corps humain, les oreilles ont évolué à partir d’autre chose.

Le casse-tête 3D d’un Shuyu.  Crédit d’image : IVPP

Certains scientifiques ont proposé que la base était ce qu’ils appelaient une branchie spiraculaire, qu’ils pensaient être située entre les arcs mandibulaire et hyoïde des premiers vertébrés. Pour ceux d’entre nous qui ne connaissent pas très bien les parties du corps du poisson, cela signifie qu’il se trouve derrière l’œil et devant les branchies survivantes.

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Les requins et les raies utilisent le spiracle pour puiser de l’eau où elle peut être stockée avant d’être expulsée par les branchies avec son oxygène capturé. Les poissons qui aiment se cacher des prédateurs en grande partie immergés dans les sédiments ont leur spiracle sur le dessus afin qu’ils puissent toujours accéder à de l’eau propre. Certains poissons utilisent même le spiracle pour respirer de l’air dans des eaux peu profondes et obtiennent ainsi la majeure partie de leur oxygène. Le spiracle est, chez certains poissons, un trou de forme arrondie ou plus complexe, bilatéralement présent dans la peau et le crâne de l’animal derrière chaque œil. 

Pixabay

Les vertébrés terrestres ont pour la plupart abandonné le spiracle comme appareil respiratoire pour se concentrer sur les narines et la bouche comme canaux pour respirer, et ont plutôt trouvé une autre utilisation dans ce canal par lequel le son est transmis au cerveau. En effet, les reptiles, les mammifères et les amphibiens ont indépendamment réorienté l’ouverture de cette façon, bien qu’avec des modifications différentes.

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Nous savons ce qu’est devenu le spiracle, mais d’où il vient était plus difficile à déterminer. Une branchie perdue, proposée au début du XXe siècle, était une explication plausible.

La reconstruction virtuelle 3D de Shuyu assemblée à l’aide des casse-tête de fossiles vieux de plus de 400 millions d’années. Image crédit : IVPP)

Il n’y avait qu’un seul problème pour les partisans du pipeline branchie-oreille : aucun exemple fossilisé d’une branchie spiraculaire entièrement fonctionnelle n’avait été trouvé. Ce n’est pas tout à fait surprenant car le stock de fossiles bien conservés se raréfie généralement au fur et à mesure que l’on remonte dans le temps mais cela restait évidemment un problème pour les partisans de l’idée.

Maintenant, le vide a été comblé par 28 spécimens chinois d’un type de poisson sans mâchoire connu sous le nom de Shuyu, âgé de 438 millions d’années. La reconstruction du casse-tête Shuyu révèle la présence d’une branchie spiracle.

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« Ces fossiles ont fourni la première preuve anatomique et fossile d’un spiracle de vertébré provenant de branchies de poisson », a déclaré le premier auteur, le Dr Zhikun Gai de l’Académie chinoise des sciences, dans un communiqué . 

« De nombreuses structures importantes des êtres humains remontent à nos ancêtres poissons, comme nos dents, nos mâchoires, nos oreilles moyennes, etc. La tâche principale des paléontologues est de trouver les importants chaînons manquants dans la chaîne évolutive du poisson à l’homme. a été considéré comme un chaînon manquant clé aussi important que Archaeopteryx, Ichthyostega et Tiktaalik », a déclaré le co-auteur, le professeur Zhu Min . 

Publié par Laurent tourelle

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