Des fossiles extraordinaires de poissons sans mâchoire vieux de 518 millions d'années suggèrent que les premiers vertébrés connus au monde possédaient deux paires d'yeux. Découverts dans le sud-ouest de la Chine, ces créatures anciennes de la période cambrienne remettent en question notre compréhension de la vision animale primitive. Les chercheurs proposent que cette paire supplémentaire d'yeux a évolué en organes modernes comme la glande pinéale.
Il y a plus d'un demi-milliard d'années, lors de l'explosion cambrienne de la vie il y a environ 518 millions d'années, des poissons sans mâchoire appelés myllokunmingids peuplaient les mers anciennes. Des fossiles de deux espèces, exhumés par Peiyun Cong de l'Université de Yunnan en Chine et ses collègues entre 2019 et 2024 le long des rives du lac Dianchi, préservent non seulement des os mais aussi des tissus mous, y compris des yeux. Ces spécimens de la biote de Chengjiang offrent un aperçu des origines des vertébrés. En microscopie électronique, les fossiles montrent une paire d'yeux latéraux contenant des mélanosomes à mélanine et des impressions de lentilles, accompagnés de deux structures centrales plus petites qui semblent aussi avoir des lentilles. «Plus frappant encore, il y a aussi une impression de lentille dans chacun des yeux latéraux et des yeux positionnés centralement», déclare Jakob Vinther de l'Université de Bristol au Royaume-Uni. L'équipe interprète cela comme deux paires d'yeux de type caméra, similaires à ceux des humains, permettant aux poissons de former des images de leur environnement — quoique avec quatre yeux au lieu de deux. Vinther explique que les plus grands yeux offraient probablement une vision haute résolution, tandis que les petits aidaient à détecter les menaces approchantes dans les eaux cambriennes remplies de prédateurs. «Ils pouvaient probablement voir les objets assez bien, discernant leur forme et un certain degré de tridimensionnalité», ajoute-t-il. «Ils avaient probablement aussi une vue large de leur environnement, façon IMAX, grâce à leurs quatre yeux.» Cette découverte se relie à l'anatomie moderne : les yeux centraux ont pu évoluer en complexe pinéal, qui chez les mammifères inclut la glande pinéale régulant le sommeil via la mélatonine. «Nous montrons que [les organes pinéaux] avaient une fonction plus importante en tant qu'yeux chez les premiers vertébrés et pouvaient créer une image décente avant d'évoluer en organes régulant notre cycle de sommeil», note Vinther. Les experts ont des réactions mitigées. Tetsuto Miyashita du Musée canadien de la Nature trouve l'interprétation fascinante mais s'interroge sur l'absence d'un nez préservé, central dans l'évolution précoce des poissons. John Paterson de l'Université de New England y voit un atout pour des espèces proies évitant les prédateurs dans l'ère cambrienne «bizarre». Karma Nanglu de l'Université de Californie à Riverside appelle à une cartographie complète du corps pour écarter les artefacts de fossilisation. Les résultats paraissent dans Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-09966-0), suscitant un débat sur l'évolution sensorielle des vertébrés.
