Les appendices d’arthropodes sont spécialisés pour divers rôles, notamment l’alimentation, la marche et l’accouplement. Les fossiles de la période Cambrien (539 à 487 millions d’années) préservent des détails exceptionnels des appendices d’arthropodes éteints qui peuvent éclairer leur anatomie et leur écologie. Cependant, les fossiles sont généralement limités par une petite taille d’échantillon ou une préservation incomplète, et donc les études fonctionnelles des appendices reposent généralement sur des reconstructions idéalisées. Dans de nouvelles recherches, les paléontologues se sont concentrés sur Olenoides serratus, une espèce de trilobite particulièrement abondante dans le schiste de Burgess Cambrian qui est unique parmi les trilobites en raison de la disponibilité de nombreux spécimens avec préservation des tissus mous qui nous permettent de quantifier la morphologie fonctionnelle de ses appendices.
Le schiste de Burgess en Colombie-Britannique, au Canada, est réputé pour sa préservation exceptionnelle des tissus mous dans les fossiles, y compris les membres et les tripes.
Alors que les trilobites sont abondants dans le dossier fossile grâce à leur exosquelette dur, leurs membres doux sont rarement préservés et mal compris.
L’espèce de trilobite Olenoides serratus offre une occasion unique d’étudier ces appendices.
Le paléontologue de l’Université de Harvard, Sarah Losso, et ses collègues ont analysé 156 membres de 28 spécimens fossiles d’Olenoides serratus pour reconstruire le mouvement et la fonction précis de ces annexes d’arthropodes antiques, faisant la lumière sur l’un des animaux les plus anciens et les plus réussis de la planète.
« Comprendre le comportement et le mouvement des fossiles est difficile, car vous ne pouvez pas observer cette activité comme chez les animaux vivants », a déclaré le Dr Losso.
« Au lieu de cela, nous avons dû compter sur l’examen attentif de la morphologie dans autant de spécimens que possible, ainsi que l’utilisation d’analogues modernes pour comprendre comment vivaient ces animaux anciens. »
Les chercheurs ont également mesuré l’amplitude des mouvements des jambes dans l’espèce de crabe en fer à cheval Limulus polyphème.
« Les arthropodes ont des jambes articulées composées de plusieurs segments qui peuvent atteindre le haut (étendre) ou vers le bas (flex) », ont-ils déclaré.
«L’amplitude des mouvements dépend de la différence entre la distance à laquelle chaque joint peut atteindre dans les deux sens.»
«Cette gamme, ainsi que la jambe et la forme de chaque segment, détermine comment l’animal utilise le membre pour marcher, saisir et creuser.»
«Les crabes en fer à cheval, arthropodes communs trouvés le long de la rive orientale de l’Amérique du Nord, sont fréquemment comparés aux trilobites même s’ils ne sont pas étroitement liés.»
«Les crabes en fer à cheval appartiennent à une branche différente de l’arbre des arthropodes, plus étroitement liée aux araignées et aux scorpions, tandis que les liens familiaux de Trilobites restent incertains.»
« La comparaison est due à la similitude en ce que les deux animaux patrouillent le fond de l’océan sur les jambes articulées. »
« Les résultats, cependant, ont montré moins de similitude entre les deux animaux. »
Contrairement aux crabes en fer à cheval, dont les joints de membre alternent dans leur spécialisation pour la flexion et l’extension – un modèle qui facilite l’alimentation et la protection – Olenoides serratus a montré une conception de membres plus simple mais très fonctionnelle.
« Nous avons constaté que les membres d’Olenoides serratus avaient une plus petite gamme d’extension et uniquement dans la partie du membre plus loin du corps », a déclaré le Dr Losso.
« Bien que leurs membres n’étaient pas utilisés exactement de la même manière que les crabes en fer à cheval, Olenoides serratus pouvait marcher, terminer, amener de la nourriture vers sa bouche et même élever son corps au-dessus du fond marin. »
Pour donner vie à leurs résultats, les scientifiques ont créé des modèles numériques 3D sophistiqués basés sur des centaines d’images fossiles conservées sous différents angles.
Parce que les membres de trilobite fossilisés sont généralement écrasés à plat, les reconstruire en trois dimensions a posé un défi.
« Nous nous sommes appuyés sur des spécimens exceptionnellement bien conservés, en comparant la préservation des membres sous de nombreux angles et en remplissant les détails manquants à l’aide de fossiles connexes », a déclaré le professeur de l’Université Harvard, Javier Ortega-Hernández.
L’équipe a comparé la forme des fossiles traces avec le mouvement des membres.
« Olenoides serratus pourrait créer des traces de fossiles de différentes profondeurs en utilisant différents mouvements », a expliqué le Dr Losso.
«Ils pouvaient élever leur corps au-dessus des sédiments afin de parcourir les obstacles ou de se déplacer plus efficacement dans l’eau à écoulement rapide.»
«Étonnamment, nous avons découvert que les espèces masculines avaient également des appendices spécialisés utilisés pour l’accouplement, et que chaque jambe avait également un brancheur utilisé pour respirer.»
Les résultats ont été publiés le 4 août 2025 dans la revue BMC Biology.
