Pallade Veneta - Les dents sensibles, un héritage vieux de 500 millions d'années

L'origine exacte des dents et leur fonction primitive restent floues. On pense que les précurseurs évolutifs des dents - des structures appelées odontodes - ne seraient pas apparues dans la bouche, mais sur la cuirasse externe des premiers poissons, il y a quelque 500 millions d'années.

Aujourd'hui encore, les requins, les raies ou les poissons-chats sont dotés de dents microscopiques qui rendent leur peau aussi rugueuse que du papier de verre.

A quoi servaient ces odontodes ? Plusieurs hypothèses sont avancées: protection contre la prédation, aide à la locomotion, stockage minéral ou encore fonction sensorielle.

C'est vers cette dernière piste que penche l'étude menée par une équipe de l'Université de Chicago.

Au départ, Yara Haridy, post-doctorante en biologie des organismes et première autrice de l'étude, ne cherchait pas à retracer l'origine de dents. Elle s'intéressait à une autre grande question de la paléontologie: quel est le plus ancien fossile de vertébré ?

La chercheuse a demandé à tous les musées de paléontologie américains de lui envoyer des centaines de spécimens - dont de minuscules fragments tenant sur la pointe d'un cure-dent - pour les analyser avec un scanner de très haute précision.

Puis elle s'est mise en quête de traces de dentine, la couche interne des dents transmettant l'information sensorielle aux nerfs situés dans la pulpe.

- Une question de survie -

"Anatolepis" semblait un bon candidat. L'exosquelette de ce fossile du Cambrien présente des tubules - des tubes microscopiques - caractéristiques de la dentine, ce qui a conduit les paléontologues à le considérer comme le premier poisson.

Mais en le comparant aux images d'autres spécimens qu'elle avait scannées, Yara Haridy a découvert que ces structures étaient en fait bien plus proches des sensilles des arthropodes (crustacés, insectes...). Voilà "Anatolepis" rétrogradé au rang d'invertébré!

Chez les arthropodes modernes, comme les crabes, les scorpions ou les araignées, les sensilles sont des organes sensoriels servant à percevoir la température, les vibrations ou encore les odeurs. Et leur forte ressemblance avec celles des fossiles suggère que c'était déjà le cas il y a 500 millions d'années.

Les chercheurs ont comparé ces structures avec les odontodes tapissées de dentine de poissons fossiles plus récents, datant de l'Ordovicien moyen (il y a 470 à 458 millions d'années). Et ont trouvé des similitudes morphologiques "frappantes" allant dans le sens d'organes à vocation sensorielle.

"Nous avons réalisé des expériences sur des poissons modernes qui ont confirmé la présence de nerfs dans les dents externes des poissons-chats, des requins et des raies ! Ce qui montre que les tissus dentaires des odontodes situés à l'extérieur de la bouche peuvent être sensibles — et peut-être que les tout premiers odontodes l'étaient aussi", explique Mme Haridy à l'AFP.

Les arthropodes et les premiers vertébrés ont évolué "indépendamment" mais ont développé "des solutions sensorielles similaires pour répondre au même problème biologique et écologique", poursuit-elle.

Ces animaux primitifs, nageant avec des armures, évoluaient dans "un environnement de prédation intense", détaille dans un communiqué Neil Shubin, professeur de biologie des organismes et d'anatomie à l'Université de Chicago et auteur principal de l'étude. "Être capable de percevoir les propriétés de l'eau" autour d'eux était "essentiel".

Au fil de l’évolution, les poissons ont ensuite "développé des mâchoires, et il est devenu avantageux d'avoir des structures pointues autour et à l'intérieur de la bouche", raconte Mme Haridy. "Petit à petit, certains poissons à mâchoires ont eu des odontodes pointus au bord de la bouche, puis certains se sont retrouvés directement à l'intérieur de la bouche".

"Un mal de dents est en réalité une caractéristique sensorielle ancienne qui a peut-être aidé nos ancêtres aquatiques à survivre !", conclut-elle.

O.Mucciarone--PV