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Les acanthomorphes fossiles : histoire d'un succès évolutif


By Donald - Posted on 27 April 2013

« De pierre estoit le poisson ». Par cette phrase, Jean de Joinville, compagnon de Louis IX durant la Septième Croisade (1248-1254), raconte son étonnement devant les « poissons de pierre » du Levant, au Liban actuel. Il y mentionne pour la première fois les célèbres fossiles de Hakel, Sahel Alma et Hadjoula, qui comprennent les plus anciens acanthomorphes connus.

Si ces fossiles ont retenu l'intérêt des chroniqueurs dès le Moyen-Âge, c'est par leur magnifique état de conservation : le squelette de l'animal préservé dans la roche est présent en intégralité, tous les os étant la plupart du temps connectés les uns aux autres. Mais pour les paléontologues d'aujourd'hui, qui utilisent les fossiles comme objet d'étude, ces spécimens racontent les premières étapes de la riche histoire des acanthomorphes.

Ces acanthomorphes, les plus anciens que l'on connaisse, sont datés au Crétacé Supérieur, ce qui correspond à environ 100 millions d'années (Ma) avant notre ère. Si cette date peut sembler très reculée, elle est relativement récente à l'échelle de l'histoire évolutive des vertébrés dans leur ensemble. Par exemple, les acanthomorphes sont plus "jeunes" que les mammifères, qui apparaissent au Trias Supérieur (il y a environ 230 Ma) ou que les oiseaux (Jurassique Supérieur, environ 155 Ma).

 

Les acanthomorphes au Crétacé : un succès fulgurant !

Les acanthomorphes ont connu dès le début de leur histoire un succès important : dans les plus anciens gisements à acanthomorphes, ces derniers ont déjà une diversité importante, comme on peut le voir avec les trois exemples ci-dessous, qui viennent du Liban. Facilement identifiables grâce à leurs épines dorsales et anales, ils constituent entre 20 et 30 % des  fossiles de téléostéens que l'on trouve au Crétacé Supérieur (Patterson 1993), alors qu'ils sont complètement absents des faunes plus anciennes. Cela laisse penser que le groupe a connu une augmentation rapide et importante de sa biodiversité, et ce dès son apparition.

 

Trois acanthomorphes énigmatiques du Crétacé du Liban. De gauche à droite : Pycnosteroides, Pharmacichthys, Aipichthys. Collection de paléoichtyologie, Muséum national d'Histoire naturelle, Paris. Echelle = 1 cm. Photos : C. Lemzaouda (CNRS/MNHN).

Au début du Crétacé Supérieur, les acanthomorphes sont représentés principalement par les Beryciformes (poissons-soldats, poissons-écureuils) et les Polymixiiformes (poissons à barbe). Ces groupes sont encore présents dans la nature actuelle mais avec une diversité restreinte par rapport à l'énorme ensemble des percomorphes (la plupart des acanthomorphes actuels) qui sont, eux, peu présents au Crétacé. Des gisements un peu plus récents ont livré les premiers Zéiformes (saint-pierre ) et Lampriformes (opah ,  régalec Un régalec…).

Au côté de ces spécimens que l'on rattache assez facilement à des groupes actuels, certains acanthomorphes du Crétacé restent énigmatiques et leurs relations de parenté sont presque inconnues à l'heure actuelle. Ce sont par exemple les aipichthyidés et les pharmacichthyidés, avec leurs corps aplatis latéralement et leurs longues nageoires dorsales. On peut en trouver des exemples ci-dessus.

Les faunes du Crétacé sont pour la plupart marines, mais il existe de rares gisements d'eau douce comprenant des taxons énigmatiques comme Spinocaudichthys du Maroc, le plus ancien acanthomorphe d'eau douce décrit (Filleul & Dutheil 2001). Ces fossiles suggèrent que la colonisation des eaux continentales par certains acanthomorphes a eu lieu assez tôt dans l'histoire évolutive du groupe. Les fossiles apportent également une information d'ordre géographique : la plupart des acanthomorphes les plus anciens ont été trouvés sur les pourtours de la Téthys, l'ancien océan qui séparait les continents du sud des continents du nord au Mésozoïque. Il est donc couramment admis que les premiers que le groupe était limité à cette région du monde au début de son histoire évolutive.

La fameuse extinction de masse Crétacé-Paléogène, il y a 65 millions d'années environ, a vu s'éteindre nombre de vertébrés, dont la plupart des dinosaures. Elle marque la fin de l'ère Mésozoïque et le début de l'ère Cénozoïque. Les acanthomorphes n'ont semble-t-il été que peu affectés par cette crise biologique.

 

Les acanthomorphes au Cénozoïque : un visage familier

Non contents d'avoir survécu à la crise Crétacé-Paléogène, les acanthomorphes ont subi immédiatement après un gain considérable de diversité morphologique, probablement en s'accaparant des niches écologiques laissées vacantes par l'extinction d'autres organismes  (Friedman 2010). Certains groupes actuels sont apparus au début du Cénozoïque, comme les Gadiformes (morues…) et les Percopsiformes. Mais ce sont surtout les percomorphes qui profitent de cette seconde radiation évolutive : de minoritaires au Crétacé, ils deviennent la composante principale de la diversité des acanthomorphes – et des téléostéens dans leur ensemble – dès le début du Cénozoïque.

Des gisements célèbres à acanthomorphes du Cénozoïque nous proviennent du Canada, des Etats-Unis ou encore du Danemark. Mais le plus fameux est le gisement de Monte Bolca, en Italie du Nord. Vieux d'environ 50 millions d'années, les fossiles provenant de Monte Bolca sont exceptionnellement bien préservés. Ils sont présents en grand nombre dans les collections du Muséum national d'Histoire naturelle, à Paris, car ils furent collectés massivement durant les campagnes napoléoniennes. De nombreuses familles actuelles d'acanthomorphes (qui constituent ici près de 85 % des téléostéens, soit à peu près le même rapport que dans la nature actuelle) sont identifiées pour la première fois dans cette faune, comme les plus anciens  Lophiiformes (baudroies ) et Pleuronectiformes, par exemples. Ce gisement est également d'un grand intérêt en paléoécologie puisqu'il constitue un assemblage marin tropical peu profond, équivalent aux récifs coralliens actuels – un réservoir de biodiversité pour les faunes marines (Bellwood 1996).

Mene rhombea
Mene rhombea, acanthomorphe de l'Eocène du Monte Bolca, Italie. Le genre Mene est encore présent dans la nature actuelle, avec une seule espèce. Collection de paléoichtyologie, Muséum national d'Histoire naturelle, Paris. Echelle = 1 cm. Photo : D. Davesne.

L'étude des acanthomorphes fossiles est donc un champ de recherches indispensable  pour comprendre l'évolution du groupe dans l'espace et la mise en place de son extraordinaire diversité morphologique. Mais les fossiles, avec leurs combinaisons d'états de caractères inédits dans la nature actuelle, apportent surtout une information inestimable pour la reconstruction des relations de parentés à grande échelle des acanthomorphes.

 

Références :

Bellwood, D. R. 1996. The Eocene fishes of Monte Bolca: the earliest coral reef fish assemblage. Coral Reefs 15 (1): 11–19.

Filleul, A. and Dutheil, D. B. 2001. Spinocaudichthys oumtkoutensis, a freshwater acanthomorph from the Cenomanian of Morocco. Journal of Vertebrate Paleontology 21 (4): 774–780.

Friedman, M. 2010. Explosive morphological diversification of spiny-finned teleost fishes in the aftermath of the end-Cretaceous extinction. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 277 (1688): 1675–1683.

Patterson, C. 1993. An overview of the early fossil record of acanthomorphs. Bulletin of Marine Science 52 (1): 29–59.