Une nouvelle espèce de tardigrade (ours d’eau) découverte dans de l’ambre dominicain vieux de 16 millions d’années

Paradoryphoribius chronocaribbeus Artistic Reconstruction
Paradoryphoribius chronocaribbeus Reconstitution Artistique

Reconstitution artistique de Paradoryphoribius chronocaribbeus gen. et sp. nov. dans les mousses. Crédit : Art original créé par Holly Sullivan

Les tardigrades, également connus sous le nom d’ours d’eau, sont un groupe diversifié d’invertébrés microscopiques charismatiques qui sont mieux connus pour leur capacité à survivre à des conditions extrêmes. Un exemple célèbre est un voyage dans l’espace en 2007 où les tardigrades ont été exposés au vide spatial et au rayonnement solaire ionisant nocif, et ont quand même réussi à survivre et à se reproduire après leur retour sur Terre. Les tardigrades se trouvent sur tous les continents du monde et dans différents environnements, notamment marins, d’eau douce et terrestres.

Les tardigrades ont survécu aux cinq événements d’extinction de masse du Phanérozoïque, mais les premiers tardigrades d’apparence moderne ne sont connus que du Crétacé, il y a environ 80 millions d’années. Malgré leur longue histoire évolutive et leur distribution mondiale, les archives fossiles tardigrades sont extrêmement rares. En raison de leur taille microscopique et de leur corps non biominéralisant, le risque de fossilisation des tardigrades est faible.

Dans un article à paraître le 6 octobre 2021, dans Actes de la Royal Society B les chercheurs décrivent un nouveau fossile tardigrade d’apparence moderne qui représente un nouveau genre et une nouvelle espèce. L’étude a utilisé la microscopie laser confocale pour obtenir des images à plus haute résolution de caractéristiques anatomiques importantes qui facilitent les analyses phylogénétiques pour établir le placement taxonomique du fossile.

Vues ventrales latérales Paradoryphoribius chronocaribbeus

Gauche) Vue latérale de Paradoryphoribius chronocaribbeus gen. et sp. nov. vue en lumière transmise sous stéréomicroscope (en haut) et en autofluorescence sous microscope laser confocal (en bas). A droite) Vue ventrale de Paradoryphoribius chronocaribbeus gen. et sp. nov. vue en lumière transmise sous stéréomicroscope (en haut) et en autofluorescence sous microscope laser confocal (en bas). Crédit : Images de Marc A. Mapalo

Le nouveau fossile Paradoryphoribius chronocaribbeus n’est que le troisième fossile d’ambre tardigrade à être entièrement décrit et officiellement nommé à ce jour. Les deux autres fossiles tardigrades d’aspect moderne entièrement décrits sont Milnésium swolenskyi et Beorn lu, tous deux connus de l’ambre du Crétacé en Amérique du Nord. Paradoryphoribius est le premier fossile trouvé incrusté dans l’ambre dominicain du Miocène (il y a environ 16 millions d’années) et le premier fossile représentatif de la superfamille tardigrade Isohypsibioidea.

Co-auteur Phillip Barden, Institut de technologie du New Jersey, a présenté le fossile à l’auteur principal Marc A. Mapalo, Ph.D. Candidat et auteur principal, le professeur Javier Ortega-Hernández, tous deux au Département de biologie organique et évolutive de l’Université de Harvard. Le laboratoire de Barden a découvert le fossile et s’est associé à Ortega-Hernández et Mapalo pour analyser le fossile en détail. Mapalo, qui se spécialise dans les tardigrades, a pris la tête de l’analyse du fossile à l’aide de microscopes confocaux situés au Harvard Center for Biological Imaging.

“La difficulté de travailler avec ce spécimen ambré est qu’il est beaucoup trop petit pour les microscopes à dissection, nous avions besoin d’un microscope spécial pour voir pleinement le fossile”, a déclaré Mapalo. Généralement, la lumière transmise par les microscopes à dissection fonctionne bien pour révéler la morphologie d’inclusions plus grandes telles que les insectes et les araignées dans l’ambre. Paradoryphoribius, cependant, a une longueur totale de corps de seulement 559 micromètres, soit un peu plus d’un demi-millimètre. A une si petite échelle, un microscope à dissection ne peut que révéler la morphologie externe du fossile.

Heureusement, la cuticule de Tardigrade est constituée de chitine, une substance fibreuse de glucose qui est un composant principal des parois cellulaires des champignons et des exosquelettes des arthropodes. La chitine est fluorescente et facilement excitée par des lasers permettant de visualiser pleinement le fossile tardigrade en utilisant la microscopie laser confocale. L’utilisation de la microscopie laser confocale au lieu de la lumière transmise pour étudier le fossile a créé des degrés de fluorescence permettant une vision plus claire de la morphologie interne. Avec cette méthode, Mapalo a pu visualiser pleinement deux caractères très importants du fossile, les griffes et l’appareil buccal, ou l’intestin antérieur de l’animal qui est également constitué de cuticule.

“Même si à l’extérieur, il ressemblait à un tardigrade moderne, avec la microscopie laser confocale, nous pouvions voir qu’il avait cette organisation unique de l’intestin antérieur qui nous justifiait d’ériger un nouveau genre au sein de ce groupe existant de superfamilles tardigrades”, a déclaré Mapalo. “Paradoryphoribius est le seul genre qui a cet arrangement de caractère unique spécifique dans la superfamille Isohypsibioidea.

“Les fossiles tardigrades sont rares”, a déclaré Ortega-Hernández. “Avec notre nouvelle étude, le décompte complet ne comprend que quatre spécimens, dont seulement trois sont officiellement décrits et nommés, y compris Paradoryphoribius. Cet article englobe essentiellement un tiers des archives fossiles tardigrades connues à ce jour. Par ailleurs, Paradoryphoribius offre les seules données sur un appareil buccal tardigrade dans l’ensemble de leurs archives fossiles.

Les auteurs notent qu’il existe un fort biais de conservation pour les fossiles tardigrades dans l’ambre en raison de leur petite taille et de leurs préférences en matière d’habitat. Ainsi, les gisements d’ambre constituent la source la plus fiable pour trouver de nouveaux fossiles tardigrades, même si cela ne signifie pas que les trouver est une tâche facile. La découverte d’un fossile tardigrade dans l’ambre dominicain suggère que d’autres sites fréquemment échantillonnés, tels que les gisements d’ambre birman et baltique, pourraient également abriter des fossiles tardigrades. Historiquement, il existe un biais en faveur des inclusions plus grandes dans l’ambre, car les inclusions aussi petites que les tardigrades sont difficiles à voir et nécessitent de très bonnes compétences d’observation, ainsi que des connaissances spécialisées.

« Les scientifiques savent où se situent les tardigrades dans l’arbre de la vie, qu’ils sont liés aux arthropodes et qu’ils ont une origine profonde pendant l’explosion cambrienne. Le problème est que nous avons ce phylum extrêmement solitaire avec seulement trois fossiles nommés. La plupart des fossiles de ce phylum se trouvent dans l’ambre mais, comme ils sont petits, même s’ils sont préservés, il peut être très difficile de les voir », a déclaré Ortega-Hernández.

Mapalo a convenu: «Si vous regardez la morphologie externe des tardigrades, vous pouvez supposer qu’aucun changement ne s’est produit dans le corps des tardigrades. Cependant, en utilisant la microscopie laser confocale pour visualiser la morphologie interne, nous avons vu des caractères qui ne sont pas observés dans les espèces étendues mais sont observés dans les fossiles. Cela nous aide à comprendre quels changements dans le corps se sont produits au cours de millions d’années. De plus, cela suggère que même si les tardigrades peuvent être les mêmes à l’extérieur, certains changements se produisent à l’intérieur. »

Mapalo et Ortega-Hernández continuent d’utiliser la technologie de microscopie laser confocale pour étudier d’autres tardigrades dans l’ambre dans l’espoir d’élargir les archives fossiles de tardigrades.

Référence : « Un tardigrade en ambre dominicain » 6 octobre 2021, Actes de la Royal Society B.
DOI : 10.1098/rspb.2021.1760

Related Posts