Hibbertopterus

Le genre Hibbertopterus est défini par Kjellesvig-Waering en 1959 [1] - [3].

L'espèce type, H. scouleri, a été nommée en tant qu'espèce appartenant au genre Eurypterus par Samuel Hibbert en 1836. Le nom générique Hibbertopterus, mis au point plus d'un siècle plus tard, associe le nom du scientifique au mot grec πτερόν (pteron) qui signifie « aile ».

Des fossiles du genre Hibbertopterus datant de la période Carbonifère ont été découverts dans des gisements en Écosse, aux États-Unis, en Irlande, en République tchèque et en Afrique du Sud.

Les espèces du genre Hibbertopterus appartiennent aux plus grands représentants du sous-ordre des Stylonurina de l'ordre des Euryptérides. L'espèce type H. scouleri mesurait de 1,8 à 2 m de long. C'est l'une des plus grandes espèces d'arthropodes connues. Sa taille est comparable à celle des Myriapodes Diplopodes géants (du genre Arthropleura) ou d'autres Euryptérides (du genre Pterygotus, et de l'espèce Jaekelopterus rhenaniae).

Dessin de la carapace fossile de Hibbertopterus scouleri par Henry Woodward.

Les animaux du genre Hibbertopterus étaient des animaux fouisseurs, dont le terrain de chasse était constitué des couches superficielles des lits de rivières ou d'autres cours d'eau. Ils trouvaient leur nourriture en ratissant ce substrat à l'aide d'appendices présents sur l'avant de leur corps et munis de plusieurs épines. Bien que l'hypothèse soit ancienne, la capacité de locomotion terrestre des Euryptérides n'est prouvée qu'en 2005 par la découverte d'une piste fossile de Hibbertopterus en Écosse[4]. La piste montre qu’un animal mesurant environ 1,6 mètre a lentement gravi une étendue de terre, traînant son telson sur le sol. La manière dont les animaux du genre Hibbertopterus pouvaient survivre sur la terre ferme, même brièvement, reste inconnue. Il se pourrait qu'ils aient été dotés de branchies capables de fonctionner dans l'air aussi longtemps que persiste leur humidification ou qu'ils possédaient un double système respiratoire, probablement présent chez quelques autres représentants de l'ordre des Euryptérides.

Comme d'autres membres de l'ordre des Euryptérides, les membres du genre Hibbertopterus étaient épais et longs. Ce sont les plus grands représentants du sous-ordre des Stylonurina, composé de membres des Euryptérides dépourvus de palettes natatoires. Une carapace (la partie de l'exosquelette recouvrant la tête), attribuée à l'espèce H. scouleri, originaire du Carbonifère et découverte en Écosse, mesure 65 cm de large. Étant donné que les individus du genre Hibbertopterus étaient exceptionnellement larges par rapport à leur longueur parmi les membres de l'ordre des Euryptérides, l'animal en question devait probablement mesurer de 1,8 à 2 m de longueur. Même s'il existait des Euryptérides plus longs (tels que Jaekelopterus, Pentecopterus, Pterygotus ), Hibbertopterus était très large et épais, comparé à d'autres Euryptérides et la masse du spécimen en question aurait probablement rivalisé voire surpassé celle des autres Euryptérides géants (et d'autres arthropodes, actuels ou éteints)[5].

La taille de H. scouleri, la plus grande espèce connue à partir de restes fossiles, comparée à un Homo sapiens.

Les appendices avant d'Hibbertopterus étaient spécialisés dans la collecte d'aliments. Les podomères distaux (segments de jambe) de ces trois paires de membres étaient couverts de longues épines et l'extrémité de chaque membre couverte d'organes sensoriels. Ces adaptations suggèrent que les individus du genre Hibbertopterus, à l'instar des autres Hibbertoptérides (Hibbertopteridae de leur nom scientifique), se seraient nourris selon une méthode appelée "alimentation par balayage", utilisant leurs membres pour balayer le substrat de leur environnement, à la recherche de nourriture.

La quatrième paire d'appendices, bien qu'utilisée dans l'alimentation comme les deuxième et troisième paires, était également utilisée pour la locomotion et les deux dernières paires de pattes (paires cinq et six) étaient uniquement locomotrices. Hibbertopterus aurait eu une démarche hexapodale[6].

Bien que l'on ne dispose pas de suffisamment de matériaux fossiles chez les autres Euryptérides de la même famille pour discuter de leurs différences en avec certitude[2], Hibbertopterus est décrit sur la base d'un ensemble de caractéristiques définies. Le telson (la « pointe de la queue ») était grand, avait la forme d'un glaive et était pourvu d'une carène le long du centre de sa face ventrale, carène elle même pourvue d'une petite indentation en son centre. Les pattes locomotrices d'Hibbertopterus possédaient des extensions à leur base et leurs podomères étaient dépourvus de sillon longitudinal sur leur face postérieure[6]. Certaines de ces caractéristiques, en particulier la forme du telson, pourraient avoir été partagées par d'autres Hibbertoptérides dont les fossiles sont toutefois beaucoup moins bien conservés qu'Hibbertopterus.

Reconstitution datée de 1872 de H. scouleri par Henry Woodward avec un telson et des appendices inspirés de ceux d’ Eurypterus (avec palettes natatoires et appendices locomoteurs non spécialisés).

En 1831, le naturaliste écossais John Scouler décrit la dépouille, composée d'un prosome massif et inhabituel (la tête) et de plusieurs tergites (segments de la partie arrière de l'animal), d'un étrange grand arthropode découvert dans des gisements du Carbonifère inférieur, situés en Écosse, sans nommer les fossiles. Ces fossiles décrits par Scouler constituent le deuxième Euryptéride à faire l'objet d'une étude scientifique, six ans après la description d'Eurypterus en 1825. Cinq ans plus tard, en 1836, le géologue britannique Samuel Hibbert décrit à nouveau les mêmes spécimens de fossiles, en leur donnant le nom d' Eurypterus scouleri[9].

Pterygotus hibernicus (une espèce décrite en Irlande par le paléontologue britannique William Hellier Baily en 1872) est réaffectée à Hibbertopterus par le paléontologue américain Erik N. Kjellesvig-Waering en 1964 dans le cadre d'un réexamen plus approfondi des différentes espèces assignées à la famille des Pterygotidae.

Lorsque Kjellesvig-Waering désigne le genre Hibbertopterus en 1959, Eurypterus scouleri a déjà été réaffecté au genre apparenté Campylocephalus depuis un certain temps. Kjellesvig-Waering reconnaît Campylocephalus scouleri comme distincte de l'espèce type de ce genre, C. oculatus, en ce que le prosome de Campylocephalus est plus étroit, a une forme subelliptique (presque elliptique) et a son point le plus large au milieu plutôt qu'au centre base. D'autres différences sont notées dans la position et la forme des yeux composés de l'animal, qui chez Hibbertopterus sont entourés d'une forme annulaire de tégument durci (absent chez Campylocephalus). Les yeux d'Hibbertopterus sont également situés près du centre de la tête, tandis que ceux de Campylocephalus sont situés plus en arrière. Le nom générique Hibbertopterus est choisi pour honorer le descripteur original de H. scouleri, Samuel Hibbert[10].

Tergites fossiles de H. scouleri, dessinés par Henry Woodward en 1866-1878.

En 2021, un citoyen américain découvre un fossile inhabituel dans le Lagerstätte Kinney Brick Quarry des monts Manzano, dans l'Etat du Nouveau-Mexique, aux États-Unis et soumet sa découverte au paléontologue et conservateur du Musée d'histoire naturelle et des sciences du Nouveau-Mexique, Spencer Lucas. Le fossile est, pour l'essentiel, constitué du telson d'un specimen d'Hibbertopterus. Après analyse par une équipe constituée de Spencer Lucas, Allan Lerner, chercheur associé au Muséum et Simon Braddy, un paléontologue britannique, le fossile est attribué à une nouvelle espèce, Hibbertopterus Lamsdelli, nommée en l'honneur du paléontologue britannique James Lamsdell, professeur associé de paléobiologie de l'Université de Virginie-Occidentale[11] - [12].

Hibbertopterus fait partie de la famille Hibbertopteridae, à laquelle il prête également son nom, une famille d'Euryptérides de la super-famille des Mycteropoidea, aux côtés des genres Campylocephalus et Vernonopterus. Les Hibbertoptérides forment un groupe constitué de gros Myctéropoïdes dotés d'un large prosome, d'un telson hastaté semblable à celui d'Hibbertopterus, d'ornementations constituées d'écailles ou d'autres structures similaires sur l'exosquelette, d'une quatrième paire d'appendices dotés d'épines, de tergites les plus postérieures de l'abdomen dotées d'écailles en forme de langue sur leurs bords et de lobes positionnés postérolatéralement (sur la partie postérieure et des deux côtés) sur le prosome[2]. Historiquement, la morphologie d'Hibbertopterus et des autres Hibbertoptérides a été considérée comme si atypique qu’on a pensé qu’il s’agissait d’un ordre distinct de celui des Euryptérides[13].

Les caractères de Campylocephalus et de Vernonopterus indiquent clairement que les deux genres représentent des Euryptérides Hibbertoptérides, mais la nature incomplète de tous les spécimens fossiles qui leur sont attribués rend difficile toute étude complémentaire des relations phylogénétiques précises entre les Hibbertopteridae. Les deux genres pourraient même représenter des synonymes d'Hibbertopterus, mais la nature très incomplète de leurs restes fossiles rend cette hypothèse impossible à confirmer[2].

Considérés encore aujourd'hui comme des genres distincts, Hibbertopterus, Cyrtoctenus et Dunsopterus pourraient également représenter, selon plusieurs études, le même genre, mais concerner des individus à des stades de développements différents[6] - [14] - [15]. Selon cette hypothèse, au cours de leur développement, les individus de ce genre unique auraient connu, parallèlement à l'augmentation de leur taille, une migration des yeux vers le sommet de la tête, et une transformation des appendices buccaux qui, au départ, simples appendices ratisseurs permettant de pousser de grosses proies vers la bouche, devenaient progressivement de véritables filtres autorisant la capture de proies aussi petites que du zooplancton.

Piste fossile découverte en Écosse, attribuée à Hibbertopterus.

Les Hibbertoptérides tels que Hibbertopterus étaient des animaux balayeurs, ayant des épines modifiées sur leurs appendices prosomaux orientés vers l'avant. Ces appendices leur permettaient de ratisser le substrat de leur milieu de vie. Bien que l’alimentation par balayage soit utilisée comme stratégie par de nombreux genres au sein du sous-ordre des Stylonurina, elle s’est surtout développée au sein des Hibbertopteridae, qui possèdent des pales aux deuxième, troisième et quatrième paires d’appendices[2]. Hibbertopterus et d'autres balayeurs se nourrissaient probablement de ce qu'ils pouvaient trouver dans leur environnement de vie, probablement de petits invertébrés[16]. Cette méthode d'alimentation est assez similaire à l'alimentation par filtre. Ceci a conduit certains chercheurs à penser qu'Hibbertopterus aurait été un animal pélagique, comme certains crustacés filtreurs modernes, mais la nature robuste et massive du genre (contrairement aux crustacés modernes filtrants qui sont généralement très petits) rend peu probable une telle conclusion[17].

Dans la vallée écossaise du Midland, à 27 kilomètres à l'ouest d'Édimbourg, la carrière d'East Kirkton contient des dépôts qui étaient autrefois un lac d'eau douce près d'un volcan. Ces dépôts ont conservé la trace fossile d'une faune diversifiée de l'âge viséen du Carbonifère (il y a environ 335 millions d'années). En plus de H. scouleri, la faune comprend plusieurs animaux terrestres, tels que anthracosaures, aistopodes, baphetids et temnospondyles, ce qui représente quelques-uns des plus anciens tétrapodes terrestres connus. Plusieurs invertébrés terrestres y sont également répertoriés, y compris plusieurs espèces de diplopoda, Gigantoscorpio (l’un des plus anciens scorpions avérés terrestres) et les premiers représentants des Opilion. Le site conserve également les traces fossiles d'une vie végétale abondante, y compris les genres Lepidodendron, Lepidophloios, Stigmaria et Sphenopteris . Localement, les étranges carapaces fossiles de H. scouleri ont reçu le nom commun de « heids de Scouler » (heid étant en écossais pour « tête »)[18].

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