Un cartilage de dinosaure fossilisé révèle des cellules extrêmement bien conservées

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Vue d'artiste d'un Caudipteryx. | Album

Des paléontologues chinois ont récemment découvert un cartilage de dinosaure fossilisé extrêmement bien conservé, à partir duquel ils ont pu isoler des cellules et les analyser en détail. Les noyaux des cellules étudiées contiennent encore des traces de biomolécules et d’autres structures organiques, à tel point que les chercheurs ont été capables de déterminer à quel stade du cycle naturel se trouvaient certaines cellules au moment de leur mort.

Il s’agit donc d’une découverte exceptionnelle révélant des molécules organiques extrêmement bien conservées pour un tel fossile, datant d’il y a 125 millions d’années. Par le passé, d’autres scientifiques avaient trouvé des restes dégradés de plumes, des empreintes de peau, des fossiles d’œufs et même de cerveaux, apportant à chaque fois de nouvelles connaissances sur ces animaux fascinants, mais il s’agit seulement de la deuxième fois que des molécules organiques aussi bien préservées sont découvertes.

Le biote de Jehol, un écosystème du début du crétacé situé dans le nord-est de la Chine, a hébergé certains des spécimens les mieux conservés. Le paysage était dominé par des zones humides et des lacs peu profonds et, surtout, par de fréquentes éruptions volcaniques qui ont contribué à ralentir la décomposition des restes.

Cendres volcaniques, le secret d’une préservation exceptionnelle dans le biote de Jehol

« Les données géologiques se sont accumulées au fil des ans et ont montré que la préservation des fossiles du biote de Jehol était exceptionnelle en raison des fines cendres volcaniques qui ont enseveli les carcasses et les ont préservées jusqu’au niveau cellulaire », explique Li Zhiheng, co-auteur de l’étude, publiée dans la revue Communications Biology.

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Vue d’artiste du spécimen de Caudipteryx et de l’environnement du biote de Jehol, dans lequel il vivait. © Zheng Qiuyang

C’est de ce gisement de cendres que les chercheurs de l’Académie chinoise des sciences et du Musée de la nature de Shandong Tianyu ont extrait le dernier spécimen, daté d’environ 125 millions d’années. L’animal en question est un Caudipteryx, un dinosaure d’environ un mètre de haut ressemblant à un oiseau. Caudipteryx signifie « queue ailée » (caudi pour queue et ptéryx pour aile), car sa queue portait des plumes de grande taille.

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L’équipe a extrait une section de cartilage de son fémur droit et a constaté qu’elle avait subi un type de fossilisation appelé silicification. Le tissu organique d’origine a été remplacé par de la silice, qui aide à préserver les cellules. La préservation était si complète que les chercheurs ont pu faire la différence entre les cellules qui étaient saines au moment de la mort et celles qui étaient déjà en train de mourir, en raison du cycle cellulaire naturel.

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Image au microscope de cellules du spécimen de Caudipteryx, dont une avec son noyau coloré en violet. © Alida Bailleul

Après avoir déminéralisé une partie de l’échantillon, les chercheurs l’ont coloré avec de l’hématoxyline, qui se lie au noyau d’une cellule et apparaît en violet. Et comme prévu, l’une des cellules de cartilage du dinosaure a réagi exactement de la même manière qu’une cellule de cartilage de poulet : elle est devenue violette, mettant en évidence le noyau et les fils de chromatine, des structures qui constituent les chromosomes.

De l’ADN préservé à l’intérieur ?

Le noyau et la chromatine sont les endroits où se trouvent les molécules d’ADN à l’intérieur des cellules. Cela suggère que des restes d’ADN de ce dinosaure pourraient potentiellement être conservés à l’intérieur, mais c’est un pari risqué qui nécessiterait beaucoup plus de travail de vérification. Cependant, d’après nos connaissances, l’ADN n’est pas censé survivre plus d’un million d’années…

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« Soyons honnêtes, nous sommes évidemment intéressés par les noyaux cellulaires fossilisés parce que c’est là que devrait se trouver la plus grande partie de l’ADN si celui-ci était préservé », explique Alida Bailleul, co-auteure de l’étude. « Nous avons donc de bonnes données préliminaires, des données très excitantes, mais nous commençons tout juste à comprendre la biochimie cellulaire dans les fossiles très anciens. À ce stade, nous devons travailler davantage ».

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Ce n’est pas la première étude à révéler des preuves de noyaux cellulaires et d’ADN potentiel dans des fossiles de dinosaures. L’année dernière, une équipe composée de certains des chercheurs de la nouvelle étude a découvert, au Canada, des signes de noyaux, de protéines et de chromosomes dans les cellules d’un grand herbivore, l’Hypacrosaurus. Cependant, ce spécimen de Caudipteryx est plus vieux d’environ 50 millions d’années.

« Il s’agit du deuxième exemple de fils de chromatine fossilisés dans un matériau vertébré », écrivent les chercheurs. Les données confirment l’hypothèse selon laquelle le cartilage est très sensible à la fossilisation nucléaire et constitue un candidat idéal pour mieux comprendre la préservation de l’ADN.

Source : Communications Biology

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