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La découverte d’un fossile de tortue à bec et sans carapace ouvre de nouvelles perspectives sur l’évolution des tortues

Yu Chen.

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Illustration de Eorhynchochelys sinensis. Comme l’indiquent ses membres robustes munis de grandes griffes, cette tortue vivait probablement en eau peu profonde, près du rivage, et cherchait sa nourriture en creusant dans la boue.

OTTAWA, le 23 août 2018 – Un groupe international de paléontologues, y compris Xiao-chun Wu du Musée canadien de la nature, a décrit une tortue sans carapace vivant il y a 228 millions d’années, la plus ancienne à avoir un bec de tortue. Ce fossile ouvre de nouvelles perspectives sur l’histoire de l’évolution complexe des tortues, dont les origines sont un problème paléontologique insoluble depuis plusieurs décennies. L’étude paraît aujourd’hui dans la revue scientifique Nature (en anglais seulement).

Outre leur carapace, les tortues modernes possèdent plusieurs caractéristiques distinctives : des mâchoires sans dents recouvertes d’un bec, un tronc court à 10 vertèbres, un pelvis rigide et l’absence de fosses temporales (des orifices du crâne situés derrière les yeux). Le fossile identifié récemment nous éclaire sur le mode de développement de ces traits. Son corps a déjà la forme d’un disque au bord incurvé, mais ses larges côtes ne forment pas encore de carapace comme celle des tortues d’aujourd’hui.

« L’examen de ce fossile remarquablement bien conservé nous révèle que l’évolution des tortues a été marquée par une série complexe d’événements plutôt que par une accumulation de traits uniques plus directe et par étapes », explique Xiao-chun Wu, coauteur de l’étude avec Li Chun, de l’Institut de paléontologie des vertébrés et de paléoanthropologie à Beijing, David Norman, de National Museums Scotland au Royaume-Uni, et Oliver Rieppel, du Muséum Field à Chicago.

On a donné à la nouvelle espèce le nom d’Eorhynchochelys sinensis. Le générique Eorhynchochelys (qui se prononce « Éorinkokélis ») signifie « tortue à bec de l’aube », autrement dit, « première tortue à bec ». Le spécifique sinensis, « de Chine », évoque le pays où le fossile a été découvert en 2015 par Li Chun, l’auteur principal de l’étude, et un de ses collaborateurs dans la province du Guizhou.

Glenn Poirier © Musée canadien de la nature

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Legende - le fossile d’Eorhynchochelys est extrêmement bien conservé, de sorte que l’équipe de chercheurs a obtenu des renseignements détaillés sur son squelette.

Le fossile de plus de deux mètres et demi de longueur était préservé dans un dépôt de marnes marines à schistes noirs. Son corps ayant la forme inhabituelle d’un disque se termine par une longue queue, et son bec est formé par la partie antérieure de ses mâchoires. Comme l’indiquent ses membres robustes munis de grandes griffes, cette tortue vivait probablement en eau peu profonde, près du rivage, et cherchait sa nourriture en creusant dans la boue.

Eorhynchochelys s’ajoute aux quelques autres tortues fossiles anciennes découvertes et décrites par des scientifiques, dont les auteurs de cette étude. Une espèce vivant il y a 220 millions d’années (Odontochelys semitestacea) possède une carapace partielle, mais n’a pas de bec. Jusqu’ici, la place de ces espèces dans l’arbre généalogique des reptiles demeure incertaine. Néanmoins, la découverte d’Eorhynchochelys est riche d’enseignements sur l’évolution des tortues. Le fait que cette espèce ait développé un bec avant Odontochelys (une forme plus avancée), sans toutefois porter de carapace, est un signe d’une évolution en mosaïque. Selon ce concept, les traits peuvent évoluer indépendamment les uns des autres et à des rythmes différents, et les espèces ancestrales ne possèdent pas toutes la même combinaison de caractéristiques.

Les tortues modernes ont une carapace et un bec, mais le parcours évolutif qui les a menées à ce stade n’est pas en ligne droite. Certains parents des tortues avaient une carapace partielle tandis que d’autres étaient munies d’un bec; les mutations génétiques à l’origine de ces traits ont fini par se produire chez le même animal. En outre, le tronc s’est raccourci au fil du temps, même si Eorhynchochelys porte encore 12 vertèbres, soit deux de plus que ses cousines modernes et que Pappochelys, une forme issue d’Allemagne, plus primitive et beaucoup plus ancienne (240 millions d’années) qu’Eorhynchochelys

Les scientifiques se sont longtemps interrogés à savoir si les ancêtres des tortues font partie du même groupe de reptiles que les diapsides – les espèces modernes de lézards, de serpents, de crocodiles et d’oiseaux qui, aux premiers stades de leur évolution, avaient deux paires de fosses, sur le toit crânien et les tempes – ou du groupe des anapsides, chez qui ces fosses sont absentes. Les deux petites ouvertures observées sur le toit crânien de l’espèce ancienne Pappochelys et leur absence chez Eorhynchochelys résolvent ce mystère de l’évolution des tortues. Eorhynchochelys porte encore une paire de fosses temporales, ce qui en fait un stade intermédiaire entre les premières espèces de tortues (au crâne de diapsides) et les espèces plus tardives (au crâne d’anapsides).

Heureusement, le fossile d’Eorhynchochelys est extrêmement bien conservé, de sorte que l’équipe de chercheurs a obtenu des renseignements détaillés sur son squelette. L’étude de ce fossile nous aide à comprendre comment et quand les tortues ont acquis une carapace, un pelvis rigide et un toit crânien sans fosses, perdant ainsi graduellement leur « statut » de diapsides. Ces avancées amèneront les scientifiques à envisager différemment cette subdivision du règne animal.

Le fossile se trouve actuellement dans les collections du Musée Sanya de paléontologie marine, dans la province chinoise du Hainan. L’Institut de paléontologie des vertébrés et de paléoanthropologie, l’Académie chinoise des sciences, National Museums Scotland, le Muséum Field et le Musée canadien de la nature ont contribué à la réalisation de cette étude.

NOTE AUX MÉDIAS : Des photos du squelette complet et du crâne ainsi qu’une illustration représentant Eorhynchochelys dans son habitat aquatique sont disponibles.

Renseignements :
Dan Smythe
Relations avec les médias
Musée canadien de la nature
613.566.4781; 613.698.9253 (cell.)
dsmythe@nature.ca