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Eurypterida

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Euryptérides, Scorpions de mer, gigantostracés

Eurypterida
Description de cette image, également commentée ci-après
Euryptérides, par Ernst Haeckel
460.9–254 Ma
Ordovicien moyen : Darriwilien au Permien supérieur : Lopingien.
266 collections
Classification
Règne Animalia
Embranchement Arthropoda
Sous-embr. Chelicerata
Clade Dekatriata

Ordre

† Eurypterida
Burmeister, 1843

Les euryptérides (Eurypterida, « aux larges appendices »), ou gigantostracés (« géants caparaçonnés »), forment un ordre fossile d'arthropodes chélicérates fossiles. Marins, ils sont couramment appelés scorpions de mer jusqu'au Carbonifère, lorsqu'une partie d'entre eux deviennent terrestres comme Megarachne, ainsi nommé parce que son céphalothorax ressemble à une araignée de la taille d'une tête humaine. Ils ont vécu de l'Ordovicien moyen au Permien et certaines formes dépassaient 2 mètres de long. Ces grands prédateurs étaient situés en haut des réseaux alimentaires marins de l'ère Paléozoïque.

Description et caractéristiques

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Leur allure générale était proche de celle des scorpions actuels : un corps allongé et prolongé par une longue queue articulée, et un céphalothorax équipé de plusieurs paires d'yeux, de pinces préhensiles, mais aussi parfois de râteaux permettant de débusquer des proies dans les sables, de pattes marcheuses et une paire de palettes natatoires (sauf chez les espèces purement benthiques ou devenues terrestres). Ils pouvaient sans doute être des prédateurs efficaces, mais aussi des espèces charognardes ou omnivores comme les actuelles limules. La plupart des espèces présentent un aiguillon effilé au bout de leur queue : comme les scorpions modernes, ils injectaient peut-être un venin à leurs assaillants ou à leurs proies.

Les euryptérides disputent au genre Arthropleura (un myriapode qui mesure jusqu'à 2 m de long) le titre de plus grands arthropode ayant existé sur Terre[1].

  • Anatomie d'un euryptéride
    Anatomie d'un euryptéride
  • Exemple de fossile bien conservé
    Exemple de fossile bien conservé
  • Reconstitution paléoartistique
    Reconstitution paléoartistique
  • Modèle 3D
    Modèle 3D

Origine, évolution et disparition

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II y a environ 400 millions d'années, les scorpions actuels (qui font partie des arachnides) se séparèrent des euryptérides, en colonisant la terre. Les "scorpions de mer" ne sont donc pas les ancêtres des scorpions actuels, mais plutôt des cousins éloignés. Il est possible que les euryptérides aient mené un mode de vie amphibie en s'accouplant et en pondant en dehors de l'eau grâce à une sorte de deuxième organe respiratoire nommé le "kiemenplatten"[2]. Ils restaient néanmoins dépendants de l'eau et cette dépendance se montrera fatale à leur ordre.

Origine

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Le plus ancien euryptéride connu à ce jour a été découvert en 2015. C'est Pentecopterus Decorahensis[3], découvert en Iowa dans des roches datant de 467 millions d'années. Il avait des yeux composés, un corps en deux parties et six paires d'appendices biramés. Une de ces paires lui permettait de se nourrir tandis que les cinq autres lui permettaient de se déplacer.

Au fil du temps, les euryptérides ont commencé à utiliser leurs appendices de deux façons différentes. Ils se sont scindés ainsi en deux sous-ordres distincts[4] : les stylonurinés qui utilisaient leurs appendices pour ramper sur le fond de l'océan et les euryptérinés dont une des paires d'appendices s'était transformée en une sorte de pagaie qui leur permettait de nager.

Comparaison de la taille d'un brachyopterus et d'une main humaine.

Le premier stylonuriné connu est Brachyopterus. Il mesurait moins de 20 cm de long. Comme les autres membres de son sous-ordre, pour éviter la concurrence des poissons qui connaissaient un fort développement, il se nourrissait d'animaux morts qui tombaient sur le fond marin.

À la fin de l'Ordovicien, un deuxième sous-ordre apparait dans les fossiles : celui des euryptérinés. Dès leur apparition, ils sont entrés en compétition directe avec les poissons sans mâchoires et avec les céphalopodes. La mobilité de ce groupe leur a permis de se diversifier rapidement tout au long du silurien. En effet, ils ont pu coloniser de nouveaux espaces et s'y développer[4].

Diversification

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Reconstruction 3D d'un placoderme.

Du fait de leur compétition avec les poissons et les céphalopodes, ils ont été soumis à une pression sélective et ont dû évoluer pour rivaliser avec les autres prédateurs marins. Ce sous-ordre s'est considérablement diversifié et développé, ce qui explique pourquoi 75% de tous les scorpions de mers y appartiennent. Mais, avec le début du Dévonien, de nouveaux concurrents firent leur apparition : les placodermes, ces grands poissons couverts de plaques osseuses.

Après avoir connu un pic de diversité au tout début du Dévonien[4], certaines espèces se sont éteintes car elles ne pouvaient plus rivaliser avec ces nouveaux prédateurs. Les survivants eux commencèrent une véritable course évolutive pour être plus grands, plus forts et plus rapides. C'est la famille des pterygotidés qui a survécu près de 40 millions d'années de plus.

Les pterygotidés[4]

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Sillonnant les mers sans relâche, ils étaient de redoutables prédateurs avec des exosquelettes fins et légers, leur offrant une grande rapidité, des queues aplaties (nommées telson[5]) leur offrant une puissance de nage supplémentaire, une vue perçante et des sortes de pinces nommé chélicères se terminant par des crochets robustes.

Reconstitution du Jaekelopterus, l'arthropode le plus grand ayant jamais existé.

La plupart des membres de cette famille dépassaient le mètre de long, mais le plus grand d'entre eux, le Jaekelopterus mesurait 2,5 mètres. Sa pince mesurait 50 cm de long et ses crochets avaient la taille d'une canine de tigre[6].

Mais, malgré leurs efforts, ils ne pouvaient pas rivaliser avec les placodermes et ils perdirent 50% de leur diversité au cours des 10 premiers millions d'années du Dévonien.

Survie et déclin des stylonurinés

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Dessin d'un hibbertopterus, le dernier des scorpions de mer géants.

À la fin du Dévonien, tous les eurypterinés avaient disparu. Mais les stylonurinés qui rampaient au fond de l'océan survécurent[4]. En effet, ils étaient moins influencés par l'arrivée des placodermes, d'autant plus qu'ils colonisaient des écosystèmes d'eau douce où il y avait considérablement moins de poissons.

Avec la formation de la Pangée, certains colonisèrent le super-continent tandis que d'autres restèrent dans les eaux douces, comme par exemple, l'hibbertopterus, considéré comme le dernier grand scorpion de mer.

Mais eux aussi finirent par s'éteindre à la fin du Permien, à la suite de la plus grande extinction de l'histoire de la Terre. Ainsi s'acheva l'ère des euryptérides qui dura plus de 210 millions d'années.

Taille

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Comparaison de la taille de six des plus grandes espèces d'euryptèrides, dans les genres Jaekelopterus, Carcinosoma, Acutiramus (deux espèces), Pterygotus et Pentecopterus.
Comparaison de la taille de six des plus grandes espèces d'euryptérides et d'un homme, de droite à gauche : Jaekelopterus, Carcinosoma, Acutiramus (deux espèces), Pterygotus et Pentecopterus.

La taille des euryptérides était très variable et dépendait de facteurs tels que le mode de vie, l'environnement et les affinités taxonomiques. Des tailles d'environ 1 mètre sont courantes dans la plupart des groupes[7]. Le plus petit euryptéride, Alkenopterus burglahrensis, ne mesurait que 2,03 centimètres de long[8].

Le plus grand euryptéride, et le plus grand arthropode connu, est Jaekelopterus rhenaniae. Deux autres euryptérides pourraient également avoir atteint une longueur de 2,5 mètres : Erettopterus grandis (étroitement apparenté à Jaekelopterus) et Hibbertopterus wittebergensis, mais E. grandis est très fragmentaire et l'estimation de la taille de H. wittenbergensis est basée sur des traces de déplacement sur le fond, et non sur des restes fossilisés[9].

La famille des Jaekelopterus : les Pterygotidae, est connue pour plusieurs espèces de grande taille. Acutiramus, dont le plus grand membre, A. bohemicus, mesurait 2,1 mètres, et Pterygotus, dont la plus grande espèce, P. grandidentatus, mesurait 1,75 mètre, en font partie[10]. Plusieurs facteurs différents ont été suggérés pour expliquer la grande taille des ptérygotides, notamment la séduction, la facilité de prédation et la situation aux sommets des réseaux trophiques[11].

Les grands euryptérides ne se trouvaient pas seulement parmi les Pterygotidae : un métasome fossile isolé de 12,7 centimètres de long de l'euryptéride carcinosomatoïde Carcinosoma punctatum indique que l'animal aurait atteint une longueur de 2,2 mètres, rivalisant en taille avec les ptérygotides[12]. Un autre géant était Pentecopterus decorahensis, un carcinosomatoïde primitif, qui aurait atteint une longueur de 1,7 mètre[13]. D'une manière générale, les arthropodes sont limités en taille par leur système de respiration et des facteurs tels que la locomotion, les coûts énergétiques de la mue et les propriétés physiques de l'exosquelette, mais les paléontologues pensent que des branchies externes de grande taille (parties souples non fossilisées car hors de l'exosquelette) ont pu faciliter leur oxygénation, permettant à quelques euryptérides de se développer grâce à un air et donc à une eau qui étaient plus riches en oxygène (jusqu'à 35 %) qu'aujourd'hui (21 %)[14],[15].

Les euryptérides de grande taille sont généralement de constitution légère, la plupart des grands segments corporels fossilisés étant minces et non minéralisés. Ces adaptations permettaient d’alléger les exosquelettes et sont également présentes chez d'autres arthropodes géants du Paléozoïque, comme Arthropleura, un mille-pattes de 2 m de long[10],[16].

Registre fossile

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L'espèce connue la plus ancienne d'euryptéride est Pentecopterus decorahensis découverte en 2015, et datant du début du Darriwilien (Ordovicien moyen). Cette espèce était déjà relativement complexe, ce qui suggère que les premiers euryptérides seraient apparus dès le début de l'Ordovicien, il y a environ 485 millions d'années[1].

Les euryptérides connurent un grand succès évolutif au Silurien et au Dévonien où ils étaient parmi les principaux super-prédateurs, mais seuls deux groupes survécurent à la fin du Dévonien (les Adelophtalmoidea et les Stylonurina), qui disparurent à leur tour au Permien. Leur succès évolutif a donc duré 250 millions d'années entre environ -500 et -250 millions d'années avant le présent, soit autant de temps qu'il s'en est écoulé depuis leur disparition[1].

Classification

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Systématique des taxons d'euryptérides sur le modèle de Dunlop et al. (2023)[17]. Les taxons et leurs auteurs sont principalement issus de ce travail, avec quelques additions d'autres sources en cas d'absence de taxons ou d'auteurs[17],[18],[19],[20],[21],[22]. Les Megalograptidae sont considérés comme des Carcinosomatoidea d'après plusieurs travaux récents[20],[23].

Sous-ordre Stylonurina Diener, 1924:


Sous-ordre Eurypterina Burmeister, 1843:

Phylogénie

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Place au sein des chélicérates

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Phylogénie des grands groupes de chélicérés, d'après Lamsdell, 2013[24] :

 Chelicerata 

Pycnogonida


 Euchelicerata 

Xiphosura (limules)


 Planaterga 

†Chasmataspidida


 Sclerophorata 

Arachnida (araignées, scorpions, acariens...)



†Eurypterida (scorpions de mer)






Voir aussi

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Articles connexes

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Lien externe

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Références taxinomiques

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Notes et références

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  1. ↑ a b et c (en) Dave Marshall, « Eurypterids », sur Palaeocast.com, .
  2. ↑ « The respiratory organs of eurypterids | The Palaeontological Association », sur www.palass.org (consulté le )
  3. ↑ Jean-Luc Goudet, « Le scorpion géant, déjà une terreur des mers de l'Ordovicien », sur Futura (consulté le )
  4. ↑ a b c d et e When Giant Scorpions Swarmed the Seas, PBS Eons (, 11:41 minutes), consulté le
  5. ↑ « Telson : définition et explications », sur AquaPortail (consulté le )
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  7. ↑ Tetlie 2007, p. 557.
  8. ↑ Poschmann et Tetlie 2004, p. 189.
  9. ↑ Lamsdell et Braddy 2009, Supplementary information.
  10. ↑ a et b Braddy, Poschmann et Tetlie 2008, p. 107.
  11. ↑ Briggs 1985, p. 157–158.
  12. ↑ Kjellesvig-Waering 1961, p. 830.
  13. ↑ Lamsdell et al. 2015, p. 15.
  14. ↑ (en) Josh Clark, « Is an ancient sea scorpion the largest bug ever to live on Earth? », sur howstuffworks.com, (consulté le ).
  15. ↑ (en) Cherry Lewis, « Giant fossil sea scorpion », sur bris.ac.uk, (consulté le ).
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  19. ↑ (en) Plax D. P., Lamsdell J. C., Vrazo M. B. et Barbikov D. V., « A new genus of eurypterid (Chelicerata, Eurypterida) from the Upper Devonian salt deposits of Belarus », Journal of Paleontology, no 92,‎ , p. 1-12, article no 5 (DOI https://doi.org/10.1017/jpa.2018.11, lire en ligne Accès libre)
  20. ↑ a et b (en) Lamsdell J. C., Briggs D. E. G., Liu H. P., Witzke B. J. et McKay R. M., « The oldest described eurypterid: a giant Middle Ordovician (Darriwilian) megalograptid from the Winneshiek Lagerstätte of Iowa », Evolutionary Biology, no 15,‎ , p. 1-31, article no 169 (lire en ligne)
  21. ↑ (en) Erik Tetlie, « Eurypterid phylogeny and the origin of Arachnida » Accès libre [vidéo], sur webtv.univ-lille.fr, (consulté le ).
  22. ↑ (en) Wang H., Braddy S. J., Botting J. et Zhang Y., « The first documentation of an Ordovician eurypterid (Chelicerata) from China », Journal of Paleontology, vol. 97, no 3,‎ , p. 606 - 611 (DOI https://doi.org/10.1017/jpa.2023.21 Accès limité)
  23. ↑ (en) Lamsdell J. C., Hoşgör İ. et Selden P. A., « A new Ordovician eurypterid (Arthropoda: Chelicerata) from southeast Turkey: Evidence for a cryptic Ordovician record of Eurypterida », Gondwana Research, no 23,‎ , p. 354–366 (DOI https://doi.org/10.1016/j.gr.2012.04.006, lire en ligne Accès libre)
  24. ↑ https://www.researchgate.net/publication/259572939_Revised_systematics_of_Palaeozoic_%27horseshoe_crabs%27_and_the_myth_of_monophyletic_Xiphosura

Bibliographie

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† Familles fossiles d'Euryptéride par sous-ordre †
Stylonurina
Eurypterina
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