Les premiers buckyballs d'animaux découverts chez des nénuphars vieux de 80 millions d'années

Des formes géométriques étranges et multidimensionnelles appelées buckyballs ont été découvertes dans un endroit inattendu: des animaux marins qui vivaient il y a 80 millions d'années. 

Des formes microscopiques de boules de bucky ont été trouvées dans les molécules de la poussière cosmique, dans les gaz et dans certains types de roches. Mais les chercheurs ont été surpris de les trouver à une échelle beaucoup plus grande dans les fossiles de deux espèces de crinoïdes du Crétacé, qui sont des parents des étoiles de mer modernes et des oursins. Les plaques sur les corps des crinoïdes ont créé des structures creuses à multiples facettes que les scientifiques ont identifiées comme des buckyballs.

Leur découverte est la première preuve que la forme bizarre du buckyball se produit naturellement à une si grande échelle, ont rapporté les scientifiques dans une nouvelle étude..

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Les Buckyballs, abréviation de «Buckminsterfullerenes», sont de grosses molécules sphériques, constituées de 60 atomes de carbone liés entre eux en pentagones et hexagones, formant une surface semblable à celle d'un ballon de football. Ces molécules étranges, découvertes pour la première fois dans l'espace en 2010, doivent leur nom à l'architecte Buckminster Fuller, qui a popularisé une structure similaire dans les années 1940 appelée dôme géodésique.. 

Dans l'espace, les buckyballs existent dans le gaz et dans les particules. Ils ont également été détectés sur Terre dans les gaz émis par la combustion de bougies et dans certains minéraux, selon la NASA. Cependant, cette forme distinctive de buckyball était auparavant inconnue chez les animaux - vivants ou éteints, a déclaré le co-auteur de l'étude, Aaron Hunter, chercheur à la School of Earth Sciences de l'Université d'Australie occidentale..

"C'est la première fois que nous découvrons une telle structure dans des fossiles", a déclaré Hunter dans un communiqué..

Les crinoïdes sont apparus pour la première fois au cours de la période cambrienne (il y a environ 543 millions à 490 millions d'années). La plupart des espèces de crinoïdes - également connues sous le nom de nénuphars ou d'étoiles à plumes - sont mortes lors de l'extinction de masse du Permien, il y a environ 250 millions d'années, mais certaines survivent encore aujourd'hui. Les animaux de ce groupe ont un corps en forme de gobelet appelé calice, surmonté de bras ramifiés. Beaucoup de formes fossiles avaient des structures en forme de tige qui les ancraient au fond marin, selon le British Geological Survey.

Des dizaines de fossiles de deux espèces de crinoïdes de la fin du Crétacé - Marsupites testudinarius et Uintacrinus socialis - a fourni aux scientifiques un regard très détaillé sur les plaques hexagonales et pentagonales des calices, en carbonate de calcium. Les auteurs de l'étude ont créé un graphique qui cartographie les plaques, visualisant à quoi le corps des animaux aurait ressemblé en trois dimensions.

Dans l'ensemble, les deux espèces partagent un plan corporel structurellement similaire. Mais U. socialis avait un calice plus grand composé de nombreuses petites plaques légères, chacune ayant entre quatre et huit côtés. Le calice de M. testudinarius, par comparaison, avait moins de plaques avec seulement cinq ou six côtés, et celles-ci étaient beaucoup plus grandes que les plaques sur U. socialis.

Les deux crinoïdes avaient des calices en forme de boules de bucky. "Les structures en forme de boule, capables de supporter des charges très lourdes, se sont formées autour d'elles pour les protéger des méfaits de l'océan", a déclaré Hunter dans le communiqué..

Cependant, il y avait des différences critiques entre les deux animaux, ont écrit les scientifiques dans l'étude. M. testudinariusLe calice, avec des plaques plus grandes de formes similaires, ressemblait plus étroitement à la molécule de carbone buckyball. Cela aurait rendu le calice plus fort et plus stable. Mais U. socialisLe calice était plus large avec plus de variations dans le nombre de côtés de la plaque, ce qui rendait le calice plus susceptible de se plier et de se déformer. Son calice était probablement plus utile pour la flottabilité que pour la protection contre les prédateurs, ont rapporté les chercheurs..

Cette structure corporelle très inhabituelle aurait pu aider les crinoïdes à s'adapter et à se propager dans les profondeurs océaniques du monde entier. Pourtant, de nombreuses questions subsistent sur la manière dont leurs étranges corps de buckyball ont évolué et pourquoi cette forme n'a été trouvée que dans deux espèces éteintes qui ont disparu il y a entre 84 millions et 72 millions d'années, selon l'étude..

"La raison pour laquelle ces structures à succès n'ont pas évolué à nouveau reste un mystère", a déclaré Hunter..

Les résultats ont été publiés dans le numéro de mai de la revue Paleontology.

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