Premiers poissons à mâchoires

Le récit

Des poissons sans mâchoire

Si tu pouvais retourner dans les mers d’il y a 450 millions d’années, tu trouverais des poissons très différents de ceux d’aujourd’hui. Presque tous les vertébrés de l’époque, c’est-à-dire les animaux dotés d’une colonne vertébrale, étaient des poissons sans mâchoires. Ils avaient une bouche ronde, une ouverture toujours béante qui servait à aspirer l’eau et à filtrer la nourriture, ou à sucer les proies. Ils étaient souvent recouverts de plaques osseuses, comme de petites armures. Leurs descendants vivants sont peu nombreux : les lamproies et les myxines, des animaux étroits et allongés, qui n’ont pas de mâchoire.

Puis, au Silurien, c’est-à-dire il y a environ 443 à 419 millions d’années, est apparue une nouveauté qui allait changer l’histoire des vertébrés : la mâchoire. Une mâchoire est un os mobile de la bouche, articulé, qui s’ouvre et se ferme avec force. Avec elle, un animal peut saisir, mordre, couper et broyer. À partir de ce moment, les poissons n’étaient plus de simples filtreurs, mais pouvaient devenir de grands chasseurs.

Les fossiles chinois

Ces dernières années, les découvertes en Chine ont repoussé plus loin la date des premiers poissons à mâchoires. En 2022, une équipe de paléontologues dirigée par Min Zhu, de l’Académie chinoise des sciences, a décrit des fossiles de poissons à mâchoires trouvés près de la ville de Chongqing, dans des roches d’environ 436 millions d’années. Ce sont des poissons cuirassés, avec des plaques osseuses sur le corps et la tête, appelés placodermes, et certains ont été trouvés entiers, avec la forme du corps conservée.

La même année, une autre équipe, dirigée par Plamen Andreev de l’université Queen Mary de Londres, a décrit Qianodus duplicis, un poisson dont on n’a trouvé que de minuscules dents, d’environ 439 millions d’années, en Chine. Les dents sont disposées en rangées, comme chez les requins, et c’est pourquoi on les considère comme la plus ancienne preuve de l’existence de poissons à mâchoires. Comme toujours en paléontologie, de nouvelles découvertes peuvent encore déplacer la date : c’est pour cela que, sur la frise du temps, on parle d’environ 440 millions d’années.

Comment est née la mâchoire

D’où vient un os aussi important ? La réponse, dans ce cas, est restée longtemps cachée dans l’anatomie des animaux vivants. Les poissons sans mâchoire ont des barres de cartilage qui soutiennent les branchies, appelées arcs branchiaux. Les scientifiques pensent que, chez les poissons à mâchoires, les premiers arcs se sont agrandis et déplacés vers l’avant, devenant les mâchoires. En d’autres termes, les mâchoires sont des arcs branchiaux transformés, comme si un morceau d’un outil avait été réutilisé pour une nouvelle tâche. Un processus de ce genre, où une structure change de fonction, est courant dans l’évolution.

Une preuve vient du développement des embryons : les mâchoires et les arcs branchiaux se forment de façon semblable, à partir du même type de cellules. Une autre preuve vient des fossiles intermédiaires, comme Entelognathus, un poisson d’environ 419 millions d’années découvert en Chine en 2013, qui réunit des caractéristiques des poissons cuirassés et des poissons osseux.

Des poissons chasseurs

Après le Silurien, les poissons à mâchoires se sont diversifiés rapidement. Le Dévonien, la période qui suit, s’appelle l’« âge des poissons ». Sont apparus les requins et leurs parents, au squelette de cartilage, les poissons osseux et les grands placodermes. Le plus célèbre est Dunkleosteus, qui atteignait environ 3 à 4 mètres de long, et était l’un des plus grands prédateurs des mers de son temps. Il n’avait pas de dents, mais des lames d’os acérées sur les mâchoires, avec une morsure très puissante.

Les poissons sans mâchoires ont décliné. Ils n’ont pas disparu complètement, mais la plupart se sont éteints, écrasés par la concurrence et par les nouveaux prédateurs.