Les cœlacanthes ([selakɑ̃t] ; sous-classe Coelacanthimorpha ou ordre Coelacanthiformes) forment un groupe de poissons crossoptérygiens. Ils font donc partie des vertébrés sarcoptérygiens non tétrapodes. Il en existe de nombreux fossiles et deux espèces vivantes connues du genre Latimeria, le cœlacanthe africain et le cœlacanthe indonésien. Ils n'ont que peu évolué morphologiquement depuis 350 Ma et ressemblent aux ancêtres aquatiques des vertébrés terrestres. Ils possèdent une poche de gaz avec des parois épaisses qui pourrait être le vestige d'un poumon ancestral. Cette caractéristique, ainsi que la forme et le mouvement de ses nageoires l'ont souvent vu qualifier à tort de forme panchronique ou de forme transitionnelle.
Les espèces encore existantes de ces poissons sont menacées d'extinction. Le cœlacanthe a été trouvé le long de la côte est-africaine. Le groupe le plus important environ 300 individus vit près des Comores.
Les cœlacanthes, bien qu'ils soient aujourd'hui représentés par deux espèces vivantes, ne furent longtemps connus que comme un groupe de spécimens fossiles largement représentés dans les alluvions du Dévonien au Crétacé, avec une apparente extinction à la fin de l'ère secondaire. La découverte des premiers fossiles fut l’œuvre de l'ichtyologue Louis Agassiz, alors professeur à l’Université de Neuchâtel, en 1832. Agassiz avait su le premier tirer parti des schistes ardoisiers du canton de Glaris et des calcaires fossilifères de Monte Bolca : dès 1829, il projeta de publier ses conclusions dans « Recherches sur les poissons fossiles » (paru en cinq volumes entre 1833 et 1843), où les cœlacanthérés sont mentionnés pour la première fois.
Aussi la surprise ne fut-elle pas mince lorsqu'en 1938 l’ornithologue sud-africaine Marjorie Courtenay-Latimer (1907 - 2004) annonça la découverte d’un cœlacanthe vivant, cette espèce étant réputée éteinte depuis la fin du Crétacé. Le 22 décembre 1938, elle avait reçu un appel téléphonique lui indiquant qu'un pêcheur actif dans l'estuaire de la Chalumna River, Hendrik Goosen, venait de remonter dans ses filets un poisson de type inconnu. Elle emporta la prise au musée d’East London afin de l’étudier et de l'identifier mais, ne le trouvant dans aucun de ses ouvrages, elle fit naturaliser l’animal et contacta l’ichthyologue James L. Brierley-Smith (1897-1968) qui y vit un cœlacanthe, connu alors uniquement à l’état de fossile. L’espèce est depuis baptisée Latimeria chalumnæ en l’honneur de Marjorie Courtenay-Latimer et des eaux dans lesquelles elle a été retrouvée. Il faudra attendre quatorze ans pour qu'un nouveau spécimen soit découvert. Les cœlacanthes sont peut-être l'exemple le plus fameux de « taxon Lazare ».
On lit souvent que les cœlacanthes ont subsisté sans modification biologique pendant des millions d'années, mais à vrai dire les deux espèces modernes (et même leur genre) ne sont pas représentées dans les strates fossiles de l'ère secondaire. Cela dit, il est bien exact que certaines espèces disparues, particulièrement celles des fossiles de cœlacanthes les plus tardifs, à savoir le genre Macropoma du Crétacé, ressemblent beaucoup aux espèces modernes. L'explication la plus plausible de cette lacune évolutive est la disparition de ce poisson des lagunes. D’autre part, les fossiles des grands fonds marins sont rarement formés dans les strates où les paléontologues peuvent les mettre au jour, ce qui donne l'illusion que ces espèces des grandes profondeurs n'existaient pas autrefois : cette hypothèse est toujours à l'étude.
Le séquençage du génome du cœlacanthe africain en 2013 met en évidence qu'il contient environ 25% d'éléments transposables qui ont eu eu impact faible sur son évolution morphologique mais fort sur son évolution anatomique afin de s'adapter à ses différents milieux aquatiques, à l'instar de ses descendants tétrapodes qui ont colonisé le milieu terrestre (évolution anatomique par des gènes impliqués dans l'immunité, l'excrétion d'azote, le développement de nageoires et de membres).
Les cœlacanthes sont des poissons à nageoires charnues dont les nageoires pectorales et anale se rattachent au corps par des appendices carnés raidis par un os, et dont la queue ou nageoire caudale diphycerque est divisée en trois lobes, le lobe central étant un prolongement du notochorde. Les cœlacanthes ont subi une modification de leurs écailles cosmoïdes, qui sont plus fines que chez les autres poissons. Les cœlacanthes jouissent également d'un organe électro-récepteur appelé rostre à l'avant du crâne, qui joue sans doute un rôle dans la détection de leurs proies. Il pourrait aussi intervenir dans l'équilibre de l'animal, l’écholocation expliquant la locomotion de cet animal.
«Presque tous les poissons ont des nageoires dites «rayonnantes», où les rayons sont disposés en éventail, décrit Lionel Cavin, du Muséum d’histoire naturelle de Genève. Le cœlacanthe, ainsi que d’autres poissons qu’on appelle dipneustes, ont des nageoires «charnues». Celles-ci contiennent des muscles et sont constituées autour d’un axe, duquel partent les rayons.» Il s’agit de l’ancêtre de la patte. «L’axe comprend plusieurs os organisés de manière similaire à ceux de nos membres, souligne Régis Debruyne. On retrouve les éléments homologues à l’humérus, le radius et le cubitus de nos bras, ou au fémur, au tibia et au péroné de nos jambes. Comprendre l’histoire du cœlacanthe, c’est aussi comprendre la nôtre: c’est pour ça que c’est fondamental.»
On sait que les Cœlacanthimorpha, depuis au minimum les Holophagus penicillata du Jurassique, sont ovovivipares.
Par exemple les femelles de Latimeria ne portent que quatre à cinq petits alevins (32,2 cm3) et leur gestation pourrait durer près d'un an.
Le groupe des actinistiens qui compte les cœlacanthes, est apparu au Dévonien (416 à 359 Ma), pendant l'ère primaire.
Les premiers cœlacanthes connus datent de –410 millions d'années, et sont regroupés au sein du genre Euporosteus. Ce groupe s'est diversifié dans de nombreux différents milieux aquatiques (marin, d'eau douce, euryhalin, et lacustre). C'est au Trias que les paléontologues ont répertorié la plus grande diversité d'espèces.
Ils se développèrent jusqu'à atteindre des longueurs de 3 mètres au Crétacé avant de décliner vers la fin de cette période (70 à 60 Ma). Depuis leur apparition jusqu'à aujourd'hui, la morphologie des actinistiens n'a que très peu changé.
Longtemps l’espèce a été définie comme éteinte depuis des millions d’années jusqu’à ce qu’une jeune naturaliste en découvre un spécimen dans un filet de pécheur en 1938. Aujourd’hui, les biologistes ont identifié deux espèces : Latimeria chalumnae et Latimeria menadoensis toutes deux très discrètes puisque les observations de ces poissons dans leur milieu naturel se compte sur les doigts d’une main. Actuellement, une expédition scientifique se déroule pour tenter d’obtenir de nouvelles images et mieux étudier ces animaux.
L'analyse du génome du cœlacanthe confirme ce que les chercheurs suspectaient depuis longtemps : les gènes de ce très vieux poisson évoluent plus lentement que ceux de tous les autres poissons et vertébrés terrestres.
Les chercheurs font l'hypothèse que les cœlacanthes n'ont peut-être pas besoin d'évoluer, ils vivent en profondeur dans un milieu où relativement peu de choses ont changé au cours des millénaires. « Nous parlons souvent de la façon dont les espèces ont évolué au fil du temps », explique Kerstin Lindblad-Toh, du Broad Institute. « Mais il y a encore quelques endroits sur Terre où les organismes n'ont pas à changer, et c'est l'un d'entre eux. Les cœlacanthes sont probablement très spécialisés pour un tel environnement non-évolutif ».
Le génome du cœlacanthe permet également aux scientifiques d'aborder la question de l'évolution des premiers vertébrés terrestres à quatre pattes, les tétrapodes. Le cœlacanthe possède en effet des éléments anatomiques communs avec les tétrapodes : des ébauches de membres sur quatre de ses nageoires et une poche d'air qui serait le commencement d'un poumon primitif.
L'étude comparative du génome du cœlacanthe avec ceux d'animaux terrestres a conduit à plusieurs découvertes originales. Les chercheurs ont repéré plusieurs grandes régions génétiques qui ont évolué chez les vertébrés. Ils ont ainsi constaté un nombre important de modifications liées au système immunitaire. Ces changements pourraient constituer une réponse à de nouveaux agents pathogènes rencontrés sur terre. Un constat similaire a été fait sur les gènes impliqués dans la perception des odeurs.
« Ce n'est que le début de nombreuses analyses sur ce que le cœlacanthe peut nous apprendre sur l'émergence des vertébrés terrestres, y compris les humains », conclut Chris Amemiya de l’Institut de recherche Benaroya, à Seattle.
Joël Ignasse