Des poumons-livres chez un scorpion du Carbonifère inférieur

Des preuves indirectes indiquent que les scorpions, qui sont apparus au Silurien moyen, étaient à l’origine des organismes aquatiques comme leurs parents euryptérides1. Les scorpions vivants possèdent quatre paires de poumons-livres, chaque paire étant située au-dessus d’un sternite sur la surface ventrale du mésosoma (abdomen antérieur) et chaque poumon-livre s’ouvrant vers l’extérieur par un stigmate qui perfore le sternite. En revanche, la plupart des scorpions paléozoïques possédaient cinq plaques abdominales, homologues des appendices abdominaux, qui n’étaient apparemment suturées à la paroi corporelle que le long de leurs bords antérieurs. Il a été suggéré qu’il y avait des branchies au-dessus des plaques abdominales2,3 et que tous les scorpions dotés de plaques abdominales étaient aquatiques et respiraient par des branchies2,4. Le seul bon exemple, cependant, d’un scorpion paléozoïque avec des structures semblables à des branchies préservées est le Waeringoscorpio du Dévonien inférieur5,6. Des parties de poumons-livres ont été découvertes dans deux spécimens d’un scorpion fossile avec des plaques abdominales provenant d’un calcaire du Carbonifère inférieur en Écosse, fournissant la première preuve directe de poumons-livres et également la première preuve de respiration aérienne chez un scorpion du Paléozoïque. Contrairement aux scorpions récents, les lamelles pulmonaires fossiles présentent des côtes de cuticules plus épaisses le long de leurs marges postérieures, ce qui confirme l’homologie de ces structures avec les branchies de Limulus3,7. Comme les scorpions du Silurien et du Dévonien étaient aquatiques1,2, la présence de poumons-livres chez un scorpion du Carbonifère indique que la transition des environnements aquatiques aux environnements terrestres s’est faite par la transformation directe des branchies en poumons-livres.