D’abord, que sont les poissons ?
La définition scientifique des poissons est complexe et peut être un peu confuse. Voici une définition beaucoup plus simplifiée. Les poissons sont :
Il y a des exceptions à ces caractéristiques, par exemple certains poissons peuvent vivre pendant de longues périodes hors de l’eau et certains poissons, comme le thon et les grands requins ont des températures corporelles bien supérieures à la température de l’eau environnante, mais pour la plupart, ces caractéristiques décrivent les poissons.
Comment les poissons ont-ils évolué ?
Les premiers organismes que l’on pourrait qualifier de poissons primitifs, sont apparus dans les archives fossiles il y a environ 530 millions d’années. Ils n’étaient pas du tout ce que nous pourrions reconnaître aujourd’hui. Ils étaient dépourvus de mâchoires, avaient des colonnes vertébrales primitives appelées notochordes et des branchies rudimentaires. L’un de ces poissons primitifs est Haikouichthys. En plus d’avoir une colonne vertébrale primitive, il avait d’autres caractéristiques révolutionnaires. Sa tête était distincte de sa queue et son corps présentait une symétrie bilatérale, c’est-à-dire que le côté gauche était une image miroir du côté droit. Dans la tête, il avait deux yeux et une bouche.
Un rendu artistique du vertébré primitif Haikouichthys. Des fossiles de Haikouichthys vieux de 525 millions d’années ont été retrouvés dans la faune de Chengjiang en Chine. Dessin de Nobu Tamura – Creative Commons License
À l’Ordovicien, il y a environ 480 millions d’années, la colonne vertébrale commence à prendre sa forme moderne et le premier vrai poisson apparaît dans les archives fossiles. Des plaques blindées commencent à se développer sur la tête et le thorax des poissons. A cette époque, Astraspis était un poisson sans mâchoire couvert d’écailles en forme d’étoile. Plus tard, à l’Ordovicien, les poissons commencent à développer des mâchoires osseuses et deviennent ainsi de redoutables prédateurs. À cette époque, la lignée des poissons se divise en deux lignées distinctes : les Placodermes et les Acanthodiens. Les Placodermes ont poursuivi le développement des poissons osseux et de tous les autres vertébrés. Les Acanthodiens sont les requins à épines. Ces organismes partageaient les caractéristiques des poissons osseux et des requins. En forme, leur corps ressemblait aux requins mais était recouvert d’écailles osseuses qui ressemblent aux écailles des orphies modernes.
Photo de l’exposition Astraspis au Field Museum de Chicago
Plus tard au Silurien, alors que la vie gagnait en diversité, les lignées de poissons se sont à nouveau scindées. Les Placodermes se sont séparés des Osteichthyes, tandis que les Acanthodiens se sont séparés des Chondrichthyes. Les Ostéichtyens sont devenus les poissons osseux modernes et les Chondrichtyens ont donné naissance aux requins modernes. Lorsque le Silurien est devenu le Dévonien, les Chondrichtyens ont commencé à se diversifier rapidement en espèces de plus en plus agiles et agressives. Cette évolution, due à la concurrence pour la nourriture ou à la prédation par les Chondrichtyens, a conduit à l’extinction des Placodermes à la fin de la période dévonienne. Le Dévonien a également vu apparaître les premiers poissons à nageoires lobées. Ce sont des poissons similaires au cœlacanthe qui ont des lobes charnus pour raidir leurs nageoires plutôt que de minces rayons osseux comme les poissons à nageoires à rayons.
Dunkleosteus est un poisson placoderme éteint qui vivait au Dévonien tardif et pouvait atteindre 20 pieds de long.
Avec l’extinction des Placodermes, les requins ont subi une radiation majeure des espèces. Cette augmentation a conduit au développement d’adaptations bizarres. Une famille, les Stethacanthidae, a développé une nageoire dorsale qui ressemblait plus à une brosse qu’à une nageoire. Elle était aplatie sur le dessus et plus large que haute. On pense qu’elle jouait un rôle dans l’accouplement, mais elle pouvait aussi avoir d’autres fonctions. La période permienne s’est terminée par l’extinction du Permien-Trias, au cours de laquelle 90 à 95 % de toutes les espèces ont disparu des océans du monde. Les requins épineux en faisaient partie.
Poisson fossile du Permien (Paramblypterus) d’Allemagne.
Le début du Trias était essentiellement une période de récupération pour les poissons. De nombreux poissons de cette époque avaient des formes très similaires. C’est probablement le résultat du développement d’espèces à partir d’un très petit nombre de familles existantes. À la fin du Trias, les espèces de poissons osseux ont connu une radiation d’espèces similaire à celle des requins du Dévonien et ont jeté les bases du développement de la plupart des poissons modernes. Un autre événement d’extinction s’est produit à l’horizon entre le Trias et le Jurassique, qui a provoqué l’extinction de 70 % de toutes les espèces de poissons.
L’augmentation des espèces du Trias a également conduit à une augmentation de la taille de la plupart des poissons osseux au cours du Jurassique. La famille des Ichthyodectes apparaît pour la première fois. Même les poissons filtreurs avaient des espèces qui atteignaient une très grande taille. L’un de ces poissons filtreurs, Leedsichthys, est estimé avoir atteint une longueur stupéfiante de 50 pieds.
Leedsichthys problematicus a été estimé avoir grandi jusqu’à 50 pieds de longueur.
Une école de pensée pense que c’est le résultat des niches environnementales ouvertes laissées par l’événement d’extinction. Une autre suggère que la grande augmentation de taille des poissons est due à l’existence de grands reptiles comme, les plésiosaures, les pliosaures et les crocodiles marins qui étaient maintenant communs dans les plans d’eau du monde.
Pendant la période du Crétacé et en continuant dans l’ère du Cénozoïque, nous commençons à voir de plus en plus les ancêtres les plus proches des poissons modernes. Certains des prédateurs les plus charismatiques de leur époque apparaissent également dans les archives fossiles. De véritables esturgeons apparaissent, ainsi que des requins comme Cretoxyrhina mantelli, le requin Ginsu apparaît au jurassique aux côtés du poisson osseux géant Xiphactinus.
Même à travers l’événement d’extinction KT qui a effacé les dinosaures et soixante-quinze pour cent de la vie sur terre, les espèces de poissons ont prospéré. On estime que quatre-vingt pour cent des poissons cartilagineux (requins, raies et chimères) ont survécu à cet événement et jusqu’à quatre-vingt-quinze pour cent des poissons osseux. Les poissons à nageoires rayonnées connaissent leur propre expansion d’espèces et de tailles peu après l’événement KT. On pense que cela est dû à l’extinction des ammonites avec lesquelles ils devaient entrer en compétition pour la nourriture et les autres ressources.
Un fossile de Xiphactinus avec un Gillicus arcuatus dans son estomac. Les fossiles ont été récupérés dans le comté de Gove, au Kansas, en 1952 par George F. Sternberg
Pendant les 50 derniers millions d’années, les poissons se sont développés et ont changé de forme pour devenir ce que nous avons l’habitude de voir dans les océans aujourd’hui.