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Conservation exceptionnelle de Coléoptères dans des coprolithes de dinosaures

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Par Benoît GILLES

Le Trias (-250 à -200 millions d’années) fut une période cruciale pour l’évolution et la diversification des insectes et notamment des Coléoptères. Les études moléculaires suggèrent que cet Ordre, constitué de plus de 400 000 espèces (ce qui en fait l’Ordre le plus diversifié), serait apparu au cours du Carbonifère (-358 à -298 millions d’années).

La plupart des fossiles de Coléoptères du Trias est constitué d’individus aplatis dont l’état de conservation est médiocre. Les principaux fossiles bien conservés, en 3 dimensions (3D), proviennent de dépôts lacustres à grains fins et de morceaux d’ambre dont les premiers gisements sont datés début du Crétacé (-145 à -65 millions d’années), période à laquelle se développent les premières plantes à résine.

Des fossiles 3D ont été retrouvés dans des coprolithes (excréments fossiles) de vertébrés qui offrent de belles perspectives pour trouver des vestiges de qualité. De plus, ces excréments apportent d’importantes informations sur le régime et les stratégies dalimentaires d’animaux disparus, et donc sur la structuration des chaînes trophiques d’écosystèmes anciens.

Figure 1 : (A) Coprolite rendu semi-transparent permettant l’observation des restes de coléoptères et des réseaux fibreux, représentant des colonies fongiques ou des algues. En haut à gauche : silhouette de Silesaurus opolensis, le producteur de coprolite le plus probable – (B–D) Le spécimen holotype de Triamyxa coprolithica en vues ventrale (B), latérale (C) et dorsale (D) – (E et F) Deuxième spécimen complet en vues ventrale (E) et antérieure (F). Les ventrites individuels sont indiqués par des chiffres romains. (G) Triamyxa coprolithica conservé à divers degrés de désarticulation – (H) Une tête isolée et deux élytres qui n’appartiennent pas à Triamyxa coprolithica mais à des coléoptères légèrement plus gros qui ont également été ingérés par le producteur de coprolite – (I) Exemples de restes individuels de Triamyxa coprolithica (méso- et métaventrite, tête, tête attachée au pronotum et trois pronota) – (J) Deux des nombreux élytres de taille et de morphologie similaires attribués à T. coprolithica – (K) Structures fibreuses interprétées comme des champignons ou des algues – (L) Un possible fragment de bois décomposé (Source : Qvarnström et al., 2021)

Pour étudier ces fragments de coprolithes datés du Trias supérieur (provenant de la région de Krasiejow en Pologne), une équipe menée par le biologiste suédois Martin Qvarnström a eu recours à la technologie de la microtomographie au synchroton (figure 1 et vidéo en bas de page). Révélant un grand nombre de morceaux et d’insectes entiers bien conservés, leurs observations ouvrent une fenêtre sur une riche diversité d’espèces de Coléoptères. Cette technologie autorise la reconstitution en 3D de ces insectes dans les moindres détails, y compris la structure de leurs pattes et antennes.

La préservation exceptionnelle de ces insectes dans des coprolithes de dinosauriformes comme Silesaurus opolensisa permis de déterminer leur positionnement taxonomique et leur situation phylogénétique. Ainsi, les principales familles représentées sont les Staphylinidae, les Ptiliidae ou encore les Hydropilidae. Certains spécimens s’insèrent quant à eux dans des lignées éteintes au sein du sous-ordre des Myxophaga (figure 2).

Figure 2 : (A et B) Résultats de l’analyse bayésienne de l’ensemble des et position phylogénétique des insectes retrouvés dans le coprolithe – (A) Arbre complet des Coléoptères et position du genre Triamyxa ; (B) Arbre sans les Polyphaga – (C–E) Reconstruction de la morphologie de Triamyxa : (C) vue dorsale ; (D) vue ventrale d’un spécimen avec abdomen à 5 segments ; (E) spécimen avec 6e ventrite abdominal exposé – (F–H) Positions alternatives de Triamyxa révélées par les analyses des Myxophaga : (F) Bayésienne, topologie moléculaire contrainte ; (G) parcimonie maximale, topologie moléculaire contrainte ; (H) parcimonie maximale, topologie sans contrainte. (I–Q) Morphologie comparée du prothorax en vue ventrale : (I) Olibrus ; (J) Acrotrichis; (K) Scaphidium; (L) Nébria ; (M) Beutélius ; (N) Lepicerus; (O) Satone; (P) Sphaerius ; (Q) Hydroscapha. (R–T) Morphologie prothoracique de Triamyxa révélée par la superposition de restes désarticulés : (R) pronotum isolé ; (S) pronotum isolé avec prosternum superposé provenant d’un autre spécimen ; (T) reconstruction finale avec la position du propleuron (Source : Qvarnström et al., 2021)

C’est par exemple le cas de Triamyxa coprolithica (Myxophaga – famille éteinte des Triamyxidae), la première espèce d’insectes décrite à partir d’un coprolithe (figures 1 & 3).

Il s’avère que toutes ces espèces, notamment cette dernière, présentes en grand nombre, sont associées à des environnements aquatiques à humides constitués de tapis d’algues.

L’étude de ces coprolithes apporte une multitude d’informations sur le type d’habitat et la biodiversité de l’environnement de cette région durant le Trias, mais aussi sur le mode de vie et l’écologie de vertébrés comme Silesaurus opolensis.


Bibliographie
  • Qvarnström M. et al. (2021) : Exceptionally preserved beetles in a triassic coprolite of putative dinosauriform origin. Current Biology 31, 1-8 (lien)

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