Pour la première fois, des scientifiques ont découvert un cœur fossilisé dans un poisson vieux de 119 millions d’années, connu sous le nom de Rhacolepis, provenant d’une région brésilienne. Cette découverte majeure a été possible grâce aux puissants rayons X du synchrotron européen de Grenoble.

L’évolution du ventricule cardiaque est un élément essentiel dans l’histoire des vertébrés. Cependant, faute de fossiles de structure cardiaque, les chercheurs n’ont pu élucider ce processus vieux de millions d’années. Il est effectivement rare de retrouver des tissus mous (comme le cœur) bien conservés. Ces parties se décomposent très rapidement après la mort et ne se conservent pas assez longtemps pour être transformées en fossiles. La plupart des fossiles trouvés par les paléontologues se limitent aux ossements.

La découverte d’un cœur fossilisé, complétement conservé, est, comme l’explique John A. Long, paléontologue à l’Université Flinders en Australie, «une sorte de Saint-Graal pour les paléontologues».

Une équipe internationale de chercheurs du Brésil, de Suède et de l’ESRF ont examiné une soixantaine de fossiles du poisson Rhacolepis buccalis, qui vivait il y a 119 millions d’année dans une région devenue le Brésil. Dans deux des échantillons examinés, l’équipe scientifique a découvert un cœur fossilisé. La qualité de conservation de cet organe a permis d’observer la structure de cette espèce disparue assez surprenante. Alors que la plupart des poissons vivants possèdent un cœur à une valve, le cœur du Rhacolepis en compte cinq. Les cœurs à valve multiples sont connus chez d’autres poisons vivants, mais sont en général une caractéristique des lignées ancestrales comme chez le brochet-crocodile d’Amérique du Nord ou chez les requins. Cette découverte donne un éclairage inédit sur la réduction du nombre de valves au cours de l’évolution du cœur des poissons. Des études complémentaires devraient permettre d’approfondir cette question.

L’utilisation de l’ESRF a été décisive pour la découverte de ce premier cœur fossilisé. Comme l’explique Vincent Fernandez, scientifique à l’ESRF, « la combinaison de faisceaux larges, de hautes énergies et la cohérence du faisceau nous offre des outils parfaits pour cette expérience ». A l’ESRF, les chercheurs ont utilisé les techniques de microtomographie, technique non-invasive, qui permettent de faire des images du fossile en fines sections. Ces images sont ensuite agrégées pour reconstituer virtuellement la structure de l’organe. (cf image ci-dessous @Maldanis et al)

Pour John A. Long, « de telles découvertes peuvent fournir des informations anatomiques essentielles pour comprendre l’histoire évolutive du vivant ».

José Xavier-Neto, co-auteur et correspondant de cette étude, espère que “ce travail motivera les chercheurs du monde entier à soumettre leurs fossiles les mieux préservés à la lumière du synchrotron pour espérer trouver d’autres cœurs fossilisés, et ainsi résoudre l’histoire fascinante de leur évolution. »

>> Cette découverte a fait l’objet d’une publication dans la revue elife : Maldanis et al, eLIFE, DOI: http://dx.doi.org/10.7554/eLife.14698