Des chercheurs ont découvert des fossiles très bien conservés de Timorebestia koprii (qui signifie « bête de terreur »), des vers carnivores ayant vécu il y a plus de 518 millions d’années dans le nord du Groenland. Particulièrement imposants, ces vers auraient presque occupé le sommet de la chaîne alimentaire des écosystèmes marins du Cambrien (il y a 541 millions à 485,4 millions d’années). Ils auraient probablement été parmi les premiers animaux carnivores à avoir colonisé la colonne d’eau marine au cours de cette période.
La transition entre l’Édiacarien (la dernière période du Précambrien) et le Cambrien, il y a environ 540 millions d’années, a été marquée par une expansion exceptionnelle de la diversité des animaux (une période connue sous le nom d’explosion cambrienne). Cette explosion évolutive a coïncidé avec la colonisation de nouveaux espaces, dont la colonne d’eau marine. En écologie aquatique, ce terme désigne les compartiments et les différentes niches écologiques présentes dans un volume d’eau situé entre le fond et la surface.
L’explosion de biodiversité lors de la transition vers le Cambrien a donné lieu à une remarquable évolution convergeant vers la prédation. Les animaux comme les euarthropodes (le groupe-couronne des arthropodes actuels) ont par exemple morphologiquement évolué de sorte à développer de meilleurs « outils » pour capturer leurs proies. « Nous savions déjà que les arthropodes primitifs étaient les prédateurs dominants au Cambrien, comme les anomalocaridés, à l’apparence bizarre [ressemblant à des crevettes, avec de grandes pinces recourbées] », indique Jakob Vinther de l’Université de Bristol, coauteur principal de la nouvelle étude. Cependant, l’espèce de vers carnivore découverte par les chercheurs semble bien plus primitive.
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Les fossiles de Timorebestia koprii, décrits dans la revue Science Advances, seraient des parents éloignés des chaetognaths (vers flèches, ou vers sagittaires), dont les descendants vivants occupent actuellement nos océans et se nourrissent de zooplancton. « Nos recherches montrent que ces anciens écosystèmes océaniques [du Cambrien] étaient assez complexes, avec une chaîne alimentaire qui permettait l’existence de plusieurs niveaux de prédateurs », explique Vinther.
Presque au sommet de la chaîne alimentaire
Découverts dans des sédiments du site de Sirius Passet au nord du Groenland, les T. koprii sont des vers aplatis dotés de nageoires, d’une tête bien distincte avec de longues antennes et de mâchoires massives. Bien que ne mesurant qu’une trentaine de centimètres de long, ils étaient très imposants pour l’époque et figuraient probablement parmi les plus grands animaux nageurs du début du Cambrien.
Selon les experts, leur taille aurait pu les placer proches du sommet de la chaîne alimentaire à cette période, d’où leur appellation de « bêtes de terreur ». « Les Timorebestia étaient des géants de leur époque et auraient été proches du sommet de la chaîne alimentaire. Cela les rend équivalents en importance à certains des principaux carnivores des océans modernes, tels que les requins et les phoques », explique Vinther.
L’un des fossiles, qui était dans un excellent état de conservation, a permis de révéler le régime alimentaire de ces étranges vers. Des analyses aux rayons X ont montré que la majorité du contenu de leurs intestins contenait des Isoxys, de petits arthropodes bivalves qui constituaient une importante source de nourriture pour de nombreux animaux de l’époque. Bien que dotés de longs pics à l’avant et à l’arrière de leur corps, probablement pour dissuader les prédateurs, ces arthropodes étaient tout de même consommés en abondance par les T. koprii. L’un des fossiles présentait d’ailleurs des restes d’Isoxys au niveau de la mâchoire.
En bombardant les fossiles de T. koprii avec des faisceaux d’électrons, les chercheurs ont remarqué qu’ils possédaient un centre nerveux connu sous le nom de ganglion ventral, au niveau de leur abdomen. Cet organe, unique aux chaetognathes, les auraient aidés dans le contrôle de leurs muscles locomoteurs. Bien que leur mâchoire diffère considérablement, la présence de cet organe spécifique confirme que les fossiles nouvellement découverts sont des parents éloignés des vers sagittaires modernes.
Ces derniers possèdent des crochets mobiles externes pour saisir les proies. Cette différence pourrait fournir de précieuses informations concernant l’apparition des premiers prédateurs à mâchoire. En outre, les ganglions sont également présents chez les Amiskwia, une lignée apparentée aux chaetognathes.
Par ailleurs, leur lien avec les chaetognathes suggère qu’ils sont bien plus anciens que les arthropodes. Si ces derniers sont retracés dans les archives fossiles comme datant d’il y a 521 à 529 millions d’années, les vers sagittaires, eux, sont retracés jusqu’à il y a au moins 538 millions d’années.
Selon Vinther, « on peut donc supposer qu’il s’agit selon toute vraisemblance de prédateurs qui dominaient les océans avant l’apparition des arthropodes ». L’expert estime que cette domination aurait duré entre 10 à 15 millions d’années, avant que d’autres lignées prédatrices plus prospères n’apparaissent. L’équipe prévoit de trouver plus d’indices dans les années à venir concernant la manière dont les écosystèmes abritant ces animaux ont évolué.