Place des animaux dans l'arbre du vivant

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Auteur : Alexandre Alié (Doctorat, MNHN)

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Les métazoaires sont des eucaryotes pluricellulaires et hétérotrophes, qui ont colonisé un très grand nombre de milieux et comprennent des organismes de formes très variées. Le terme ‘métazoaires’ est apparu par opposition aux protozoaires, organismes unicellulaires que l’on incluait autrefois dans les animaux. Les phylogénies récentes ont montré que les protozoaires ne forment pas un groupe monophylétique, et par conséquent les animaux ne contiennent plus que les métazoaires.  

Mais que partagent deux organismes aussi différents qu’une éponge et une drosophile, et qui permet de les placer tous les deux dans le groupe des métazoaires ? Quand les métazoaires sont-ils apparus dans l’histoire du monde vivant ? 

Toutes les études récentes de phylogénie moléculaire ou morpho-anatomique se rejoignent sur au moins un point : les métazoaires forment un groupe incontestablement monophylétique. Ils sont le groupe frère des choanoflagellés, organismes unicellulaires filtreurs : 

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Les métazoaires comportent les cténaires (groseille de mer, ceinture de Vénus), les cnidaires (anémone de mer, corail, méduse), les bilatériens (qui possèdent une symétrie bilatérale, comme l’homme, la drosophile, le vers de terre, etc.) et les éponges ... Les relations de parentés entre ces groupes de métazoaires restent très débattues dans la littérature scientifique. D’après l’hypothèse la plus récente, les éponges forment un groupe monophylétique ; elles sont groupe frère des eumétazoaires (métazoaires qui possèdent un système nerveux et des muscles, dont les éponges sont dépourvues). Les eumétazoaires comportent d’une part les cœlentérés (cnidaires + cténaires) et d’autre part les bilatériens.

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Les innovations évolutives partagées par les animaux 

Les métazoaires sont pluricellulaires. Ils ne sont pas les seuls parmi les eucaryotes à posséder plusieurs cellules qui forment des tissus, et d’autre part, les scientifiques n’ont pas de preuves que les tissus des différents groupes de métazoaires soient homologues (par exemple l’épithélium externe d’une éponge, l’ectoderme d’un cnidaire, et celui d’une drosophile), mais ce sont les molécules impliquées dans la structure et le maintien de ces tissus qui sont partagées par tous les métazoaires et qui sont des synapomorphies de ces derniers. Par exemple, tous les métazoaires possèdent un collagène d’un type particulier, le collagène de type 4, un composant essentiel de la matrice extra cellulaire qui assure la cohésion entre les cellules de l’organisme. Chez les choanoflagellés, il existe d’autres types de collagènes mais le collagène de type 4 est absent dans ce groupe. D’autre part, les métazoaires sont les seuls organismes à présenter des liaisons entre les cellules faisant intervenir plusieurs types de jonctions, parmi lesquelles les jonctions septées et les jonctions serrées (ou desmosomes).

On peut également rechercher des synapomorphies dans les modalités de la reproduction sexuée des métazoaires. En effet cette reproduction fait intervenir un gamète mâle et un gamète femelle, qui présentent tous deux des innovations originales : le gamète femelle résulte d’une méiose au cours de laquelle trois des cellules filles sont éliminées, ce sont les globules polaires ; le gamète mâle est flagellé, c’est le spermatozoïde, et il a une structure cellulaire caractéristique, avec un acrosome (complexe enzymatique) à l’avant, puis un noyau, un centriole et enfin une mitochondrie.

Il existe encore d’autres synapomorphies moléculaires des métazoaires, que nous ne détaillerons pas ici, mais il faut savoir qu’actuellement, le séquençage du génome d’autres eucaryotes révèle que des molécules que l’on croyait propres aux métazoaires sont apparues bien plus tôt dans l’arbre du vivant. C’est par exemple le cas des intégrines, des laminines, des fibronectines, ou encore de certaines molécules impliquées dans la transmission nerveuse des métazoaires : ces molécules existent chez les choanoflagellés, mais leur fonction reste encore inconnue chez ces organismes. 

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L'apparition des animaux

Les registres fossiles anciens sont si incomplets qu’un gros point d’interrogation plane au-dessus de la date d’apparition des métazoaires dans l’arbre du vivant. Les plus anciens fossiles suspectés d’être des métazoaires datent de 580 millions d’années. Il s’agit de la faune de Doushantuo, en Chine, qui contiendrait des éponges, des cnidaires, et des fossiles microscopiques très énigmatiques et très douteux, qui pourraient être des embryons de bilatériens. 

Plus récentes, les faunes de type Ediacara tiennent leur nom du mont Ediacara en Australie où elles ont été découvertes pour la première fois.

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© P.Lafaite - MNHN

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Ces faunes âgées de 600 à 540 millions d’années présentent plusieurs gisements dans le monde, et l’on y trouve des fossiles d’animaux à corps mou, en forme de disque ou de fronde que certains auteurs interprètent comme des cnidaires ou comme un embranchement tout-à-fait à part et disparu aujourd’hui, les vendobiontes.

Mais la faune la plus impressionnante, et qui ne laisse aucun doute sur la présence d’animaux, est la faune de Chengjiang, dans le Yunnan en Chine, datant du cambrien inférieur : 530 millions d’années. On y décompte plusieurs dizaines d’embranchements, parmi lesquels des éponges, des cnidaires, des cténaires, des chordés, des annélides, des arthropodes… mais chose encore plus fascinante, certains fossiles ne ressemblent à aucun embranchement connu, laissant supposer que la disparité passée aurait pu être plus grande encore que la disparité actuelle. 

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Last modified: Monday, 23 April 2018, 5:47 PM