Du poisson au tétrapode, le chaînon manquant est gaspésien

Reconstitution de l’Elpistostege watsoni à partir de l’examen approfondi par le paléontologue Richard Cloutier du fossile exhumé au Parc national de Miguasha, il y a un peu plus de trois ans.
Photo: Parc national de Miguasha / François Miville-Deschênes et Johanne Kerr Reconstitution de l’Elpistostege watsoni à partir de l’examen approfondi par le paléontologue Richard Cloutier du fossile exhumé au Parc national de Miguasha, il y a un peu plus de trois ans.

Le chaînon manquant entre les poissons et les tétrapodes, ces animaux qui sortent de l’eau et qui ont des pattes, a été découvert tout près d’ici, en Gaspésie. La fascinante découverte est l’un des points forts du 82e congrès de l’Association francophone pour le savoir (Acfas), grand rendez-vous annuel de la communauté scientifique francophone et francophile, qui s’ouvre aujourd’hui à l’Université Concordia.

 

Depuis que le fossile complet d’un très long poisson a été exhumé au Parc national de Miguasha, il y a un peu plus de trois ans, le paléontologue des vertébrés et biologiste évolutif, Richard Cloutier, l’a étudié dans ses moindres détails. En effet, le spécimen de 1,65 mètre de longueur, baptisé Elpistostege watsoni, préfigure le mieux l’émergence imminente des tétrapodes, c’est-à-dire des amphibiens d’abord, puis de toutes les autres formes de vertébrés ayant succédé aux poissons, soit les reptiles, les oiseaux et les mammifères.

 

À première vue, l’Elpistostege watsoni ressemble à un simple poisson, car il possède des nageoires parcourues de rayons et des structures permettant de supporter des branchies pour pouvoir respirer. Des écailles recouvrent son corps. Une partie des os de son crâne ressemble aussi à ceux des poissons, énumère le professeur à l’Université du Québec à Rimouski (UQAR). « Mais l’examen plus détaillé du fossile nous a révélé des caractères qui se rapprochent plutôt de ceux des tétrapodes. »

 

En soumettant le fossile à une tomodensitométrie à haute énergie, les chercheurs ont pu voir à l’intérieur du spécimen. « La tomodensitométrie nous permettant de différencier la densité des sédiments de celle de l’os, ma collègue Isabelle Béchard et moi avons éliminé pixel par pixel ce qui ne faisait pas partie du fossile, et avons isolé le fossile de façon numérique, un peu comme si on avait retiré les sédiments avec une aiguille », explique le paléontologue.

 

Le plus proche parent

 

Grâce aux milliers d’images numériques obtenues, le chercheur a découvert à l’intérieur des nageoires des os qui sont très semblables à ceux d’une patte. Au niveau des nageoires pectorales, il a pu discerner l’humérus, le radius et le cubitus, voire même le carpe, l’os du poignet sur lequel s’articulent des « éléments qui ressemblent à des précurseurs potentiels des doigts ». Au niveau des nageoires pelviennes, il a pu identifier le fémur, le tibia et le péroné, ainsi que le tarse et une ébauche des doigts de pied.

 

Il est aussi apparu que « certains os du crâne se rapprochent de ceux que l’on retrouve chez les premiers tétrapodes ». « Les vertèbres, si on les regarde en détail, ressemblent davantage à celles des tétrapodes que celles d’un poisson », précise le spécialiste de l’évolution. L’Elpistostege possédait aussi des poumons en plus de ses branchies.

 

L’interclavicule, cette structure de la ceinture pectorale sur laquelle viennent s’articuler les nageoires pectorales, est « très bien développée chez l’Elpistostege tout comme chez les premiers tétrapodes, alors qu’elle n’est présente ni chez les autres poissons ni chez Tiktaalik », un fossile découvert dans l’Arctique en 2006 par des États-Uniens, qui l’ont désigné comme étant le chaînon manquant entre les poissons et les tétrapodes.

 

« Mais plus on s’intéresse aux détails de l’Elpistostege, plus on trouve des évidences anatomiques nous confirmant qu’il est plus proche des premiers tétrapodes que Tiktaalik », déclare M. Cloutier, qui s’apprête à soumettre un article à la revue Nature dans lequel il confirmera que l’Elpistostege est l’espèce qui possède les liens de parenté les plus proches avec les premiers tétrapodes.

 

En raison de sa taille exceptionnellement grande par rapport à celle des autres poissons retrouvés sur le site de Miguasha, l’Elpistostege était « un prédateur qui régnait en roi et maître sur l’écosystème dans lequel il vivait », souligne le chercheur.

 

Un animal aquatique

 

Les études géochimiques et écologiques menées depuis 30 ans par Richard Cloutier à Miguasha lui ont permis de déterminer que l’environnement dans lequel vivait l’Elpistostege était un milieu caractéristique d’un estuaire, à la limite entre un système fluvial et le milieu marin côtier, et qui était donc soumis à des marées.

 

« On a pu calculer que notre spécimen a été enseveli en l’espace d’une dizaine de jours après sa mort, car il a été retrouvé dans des sédiments finement laminés, une couche de sable alternant avec une couche d’argile, qui se sont déposés sous l’action des marées », souligne le paléontologue avant de préciser que l’Elpistostege ne résidait probablement pas en permanence dans cet estuaire, car, à part le spécimen entier découvert il y a trois ans, seuls trois fragments de crâne, de museau et de corps ont été retrouvés à Miguasha depuis 1930. « Il faut savoir que l’estuaire est une voie de migration pour les espèces qui vivent en eaux douces et qui vont se reproduire en milieu marin, et pour les espèces marines qui vont se reproduire en eaux douces », rappelle M. Cloutier.

 

Le scientifique confirme aussi que l’Elpistostege est âgé d’environ 380 millions d’années, car il a été découvert dans une formation géologique du Dévonien supérieur (le Frasnien moyen pour être plus précis) qui est présente à Miguasha. « À cette époque, le Québec était situé au niveau de l’Équateur, en bordure de l’océan Rhéïque, sur le super continent Euramérique », indique le chercheur.

 

Croisement entre le poisson et le tétrapode, l’Elpistostege est assurément un animal aquatique. Mais a-t-il tenté des incursions sur le milieu continental ? « On ne le sait pas, mais on travaille en réalité virtuelle sur des modèles biomécaniques qui nous permettent d’animer ce fossile et de voir si sa morphologie lui permettait de marcher et de sortir de l’eau », signale Richard Cloutier qui n’a pas fini de faire parler le fossile de ses rêves.


Elpistostege watsoni, le chaînon manquant en cinq dates

380 millions d’années : Elpistostege watsoni
360 millions d’années : apparition des amphibiens
320-310 millions d’années : apparition des reptiles
220 millions d’années : apparition des mammifères
150 millions d’années : apparition des oiseaux

2 commentaires
  • Jean-Marie Francoeur - Inscrit 12 mai 2014 12 h 57

    Pourquoi watsoni ?

    Stanley Westoll a découvert le premier spécimen de cette famille en 1938. Pourquoi cette première trouvaille ne porte-t-elle pas son nom, au lieu de le donner au spécimen découvert ici ? Serait-ce encore une forme de colonialisme ?

  • Richard Cloutier - Inscrit 14 mai 2014 11 h 53

    Elpistostege watsoni Westoll 1938 !

    En 1938, suite à la découverte du premier spécimen en provenance de Miguasha (Québec), Stanley Westoll a publié un article où il a nommé cette espèce fossile, Elpistostege watsoni, en l'honneur du paléontologue des vertébrés David M. S. Watson. Selon le code de nomenclature il est impossible pour un chercheur de donner son propre nom à une nouvelle espèce, c'est pourquoi Westoll ne pouvait pas nommer ce fossile Elpistostege westolli. Depuis 1937, l'espèce ayant déjà été nommée officiellement, tous les nouveaux spécimens découverts que l'on attribue à cette espèce (ce qui est le cas pour le nouveau spécimen) porte automatiquement le nom original. C'est pourquoi le nouveau spécimen d'Elpistostege appartient à l'espèce Elpistostege watsoni!