Le plus ancien céphalopode sepioïde du Crétacé découvert par extraction fossile numérique avec une IA en apprentissage zéro-shot

Un indice caché dans les mers antiques

Bien avant les baleines et les dauphins, les océans étaient dominés par des créatures ressemblant à des calmars et des seiches. Pourtant leur histoire est difficile à lire parce que les parties molles de leur corps fossilisent rarement. Cette étude combine une intelligence artificielle de pointe avec une imagerie rocheuse minutieuse pour révéler un indice minuscule mais puissant : le plus ancien fossile connu d’un groupe qui comprend les seiches modernes et les calamars-nains (bobtail squid). Pour quiconque s’interroge sur la manière dont les grandes lignées de la vie apparaissent et se diversifient, elle montre comment de nouveaux outils numériques peuvent réécrire des chapitres de l’évolution qui semblaient auparavant perdus.

Pourquoi de petits becs comptent

Les océans modernes regorgent de « sepioïdes », les parents à dix bras des calmars qui incluent les seiches et les calamars-nains. Ils sont abondants, prédateurs écologiquement importants et constituent une source majeure de nourriture pour des animaux de plus grande taille. Pourtant leur histoire évolutive profonde est étonnamment brouillée. Les fossiles classiques comme les ammonites conservent des coquilles externes dures, mais les sepioïdes vivants ont des supports internes ou sont presque entièrement mous, ne laissant presque aucune trace dans la roche. Une exception tient à leurs becs : des pièces buccales chitineuses et résistantes qui fossilisent bien mieux que le reste de l’animal. En se concentrant sur ces mâchoires miniatures, les scientifiques peuvent identifier des groupes de céphalopodes anciens même lorsque tout le reste a disparu.

Exploiter les roches avec des yeux numériques

Dans ce travail, les chercheurs ont étudié des concrétions carbonatées dures issues de roches du Crétacé supérieur du Dakota du Sud, formées il y a environ 74 à 67 millions d’années dans la Western Interior Seaway, un vaste océan intérieur qui séparait autrefois l’Amérique du Nord. Plutôt que de fendre les roches à la recherche de fossiles visibles, ils ont utilisé la « tomographie par meulage », tranchant chaque concrétions en milliers de couches ultra‑fines et photographiant chaque tranche en haute résolution et en couleur. Ces énormes piles d’images ont ensuite été soumises à un système d’IA en apprentissage zéro‑shot nommé DEVA, construit sur le Segment Anything Model. Contrairement aux outils d’apprentissage automatique traditionnels, qui doivent être entraînés sur des formes connues, cette IA peut délimiter tout objet distinct qu’elle trouve, même si cet objet n’a jamais été vu auparavant. En pratique, les auteurs ont construit une machine numérique d’extraction fossile capable de passer au peigne fin d’énormes jeux de données et de signaler chaque structure incluse qui ressemble à un corps distinct.

Rencontre avec Uluciala, le sepioïde intermédiaire

Parmi les objets mis en évidence par l’IA, l’équipe a reconstruit deux petits becs tridimensionnels de seulement quelques millimètres de long. Une comparaison attentive avec les becs de céphalopodes vivants et fossiles a révélé que ces mâchoires provenaient d’un animal jusque‑là inconnu, qu’ils ont nommé Uluciala rotundata. Son bec inférieur présente un mélange distinctif de caractéristiques : un grand crochet arrondi et un bord de mâchoire incliné vers l’avant, rappelant les seiches modernes, mais aussi des marges ventrales droites et des dépressions triangulaires similaires à celles des calamars-nains. Des analyses statistiques de la forme globale des becs sur plus de 160 espèces vivantes ont confirmé que Uluciala se situe entre les deux groupes dans le « morphospace », une carte des différences de forme, plutôt que de se regrouper clairement avec l’un ou l’autre.

Réécrire l’histoire familiale des seiches et des calamars-nains

Ces fossiles ne sont pas seulement morphologiquement intermédiaires ; ils sont aussi anciens. Un spécimen provient de roches d’environ 74 millions d’années (Campanien supérieur), et l’autre d’environ 67 millions d’années (Maastrichtien supérieur), les deux relevant du Crétacé supérieur. Avant cette découverte, le plus ancien fossile de type seiche connu datait d’environ 70 millions d’années, et les calamars-nains ne disposaient d’aucun registre fossile fiable. La présence d’Uluciala dans ces deux intervalles temporels montre que les sepioïdes se diversifiaient déjà au cours du Crétacé tardif, et que la séparation entre les lignées des seiches et des calamars-nains s’est probablement produite peu après. En d’autres termes, les formes caractéristiques des becs des groupes actuels sont l’aboutissement d’une expérience évolutive plus longue, jusque‑là invisible.

Ce que cela signifie pour le registre caché de la vie

Pour un non‑spécialiste, le message principal est que même les plus petits fragments fossiles peuvent transformer notre vision de l’évolution lorsqu’ils sont associés à une imagerie avancée et à l’IA. Uluciala rotundata, connue seulement par de délicats becs enfermés dans la roche, relie deux groupes de céphalopodes modernes prospères et repousse leur histoire commune plus loin dans le temps. La méthode d’extraction fossile numérique qui l’a révélée peut, en principe, découvrir bien d’autres espèces « manquantes » dont les corps mous n’ont laissé presque aucune trace. À mesure que ces outils se répandent, d’innombrables autres fossiles cachés pourraient émerger de roches étudiées depuis longtemps, comblant des lacunes dans l’arbre de la vie et montrant comment les écosystèmes marins actuels se sont formés.

Citation: Sugiura, K., Ikegami, S., Takeda, Y. et al. The oldest sepioid cephalopod from the Cretaceous discovered by Digital fossil-mining with zero-shot learning AI. Commun Biol 9, 301 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09519-9

Mots-clés: évolution des céphalopodes, seiche, becs fossiles, paléontologie IA, Crétacé supérieur