2024-03-16 09:01:17
Petits, à coquille et sans prétention, les chitons ont des yeux qui ne ressemblent à aucune autre créature du règne animal.
Certains de ces mollusques marins possèdent des milliers de petites voyantes bulbeuses incrustées dans leur coquille segmentée, toutes dotées de lentilles constituées d’un minéral appelé aragonite. Bien que minuscules et primitifs, ces organes sensoriels appelés ocelles seraient capables d’une véritable vision, distinguant les formes ainsi que la lumière.
D’autres espèces de chitons, cependant, arborent des « ocelles » plus petites qui fonctionnent davantage comme des pixels individuels, un peu comme les composants de l’œil composé d’un insecte ou d’une crevette-mante, formant un capteur visuel réparti sur la coquille du chiton.
Une nouvelle étude examinant comment ces différents systèmes visuels sont apparus a révélé une surprenante agilité évolutive chez ces créatures vivant dans les roches : leurs ancêtres ont fait évoluer leurs yeux à la hâte à quatre reprises, ce qui a donné naissance aujourd’hui à deux types très distincts de système visuel.
Bien qu’elle ne soit pas aussi répétitive que les crabes et leurs plans corporels qui marchent sur les trottoirs, qui ont évolué au moins cinq fois, l’étude montre une fois de plus comment l’évolution apporte de multiples solutions à des problèmes fondamentaux, comme comment utiliser la lumière pour éviter de devenir un déjeuner.
«Nous savions qu’il y avait deux types d’yeux, donc nous ne nous attendions pas à quatre origines indépendantes», explique Rebecca Varney, biologiste évolutionniste et auteur principal de l’étude, de l’Université de Californie à Santa Barbara. «Le fait que les chitons aient évolué quatre fois, de deux manières différentes, me semble assez étonnant.»
Les systèmes visuels des chitons sont constitués de petites structures sensibles à la lumière appelées esthètes (à gauche ; vert) entrecoupées soit d’yeux en coquille plus grands (au milieu ; bleu) soit d’ocelles plus petits et plus nombreux (à droite ; rouge). Ces structures sont reliées aux nerfs optiques via des ouvertures dans les plaques coques. (Varney et coll., Science2024)
Pour reconstruire cette histoire évolutive, les chercheurs ont comparé des fossiles et analysé des échantillons d’ADN prélevés sur des spécimens conservés au Musée d’histoire naturelle de Santa Barbara pour reconstituer l’arbre évolutif du chiton.
Les taches oculaires ont évolué dans un groupe de chitons il y a 260 à 200 millions d’années au cours du Trias, lorsque les dinosaures sont apparus pour la première fois, devançant à peine les premiers yeux en coquille qu’un autre groupe a développés au Jurassique il y a environ 200 à 150 millions d’années.
Ensuite, les yeux en coquille ont évolué une seconde fois il y a entre 150 et 100 millions d’années, au Crétacé, dans les chitons Toniciinae et Acanthopleurinae, ce qui en fait l’œil cristallin le plus récent à notre connaissance.
Enfin, les ocelles ont de nouveau évolué dans une branche différente de l’arbre évolutif du chiton jusqu’au Paléogène, il y a environ 75 à 25 millions d’années.
Yeux chitons. Les taches sombres sont des yeux, les petites bosses sont des esthètes. (Institut Wyss de l’Université Harvard)
Après avoir dressé une chronologie, Varney et ses collègues étaient toujours curieux de connaître les conditions potentielles qui guidaient cette évolution répétitive.
Les chitons ont des ouvertures dans leurs plaques coquilles à travers lesquelles passent les nerfs optiques ; il s’avère que les espèces avec moins de fentes ont tendance à développer des yeux en coquille moins nombreux et plus complexes. D’un autre côté, les chitons avec plus de fentes ont développé des ocelles plus nombreux et plus simples.
«Clarifier le rôle de [trait] l’histoire dans l’élaboration des résultats de l’évolution est essentielle à notre compréhension de comment et pourquoi les personnages peuvent évoluer de manière prévisible», concluent les chercheurs.
Quant à la manière dont ces structures transmettent des informations visuelles au cerveau chiton, c’est l’objet de recherches en cours.
Ce que nous savons jusqu’à présent, grâce à une autre étude récente, c’est que chez au moins une espèce de chiton, les yeux en coquille les plus complexes envoient des informations visuelles à traiter dans une structure neuronale en forme d’anneau qui entoure tout leur corps. Les nerfs optiques connectés à cet anneau détectent ensuite l’emplacement d’un objet en fonction des parties de l’anneau qui sont activées.
L’étude a été publiée dans Science.
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