Sciences LES FOSSILES
Publié le 10/02/2019
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compartimentées) apparurent à la fin du cambrien et se diversifièrent rapidement au début de la période ordovicienne (-500 millions d’années). Durant le dévonien (-410 à -360 millions d’années), un groupe de céphalopodes donna naissance aux ammonites, dont les coquilles sont fréquentes dans les roches du mésozoïque (-250 millions d’années), souvent appelé «ère des ammonites». D’autres céphalopodes, les bélemnites, appararurent au carbonifère (-360 à -295 millions d’années). Ils seraient les ancêtres des calmars et des seiches.
Un autre groupe de mollusques, les bivalves, ainsi dénommés parce que leur coquille est en deux parties, les valves, reliées par une charnière furent rares jusqu’à la période silurienne, il y a environ 400 millions d’années. Mais depuis lors, ils ont évolué en de très nombreuses espèces, dont les coques, les moules et les coquilles Saint-Jacques. Les mollusques gastéropodes, comprenant les actuels escargots, limaces et buccins, possèdent des coquilles en forme de spirale. Leur histoire géologique est tout à fait semblable à celle des bivalves.
Le groupe des brachiopodes, qui est aujourd’hui relativement peu représenté, contrairement aux mollusques, était beaucoup plus important que ces derniers, notamment entre l’ordovicien et le permien. Les échinodermes apparurent au cambrien ou peut-être avant. Les deux principaux groupes sont les crinoïdes et les oursins. Ces derniers se diversifièrent durant l’ère mésozoïque et atteignirent leur apogée pendant le Crétacé, qui débuta il y a 135 millions d’années. On retrouve souvent des oursins dans les roches calcaires, spécialement la craie, formées au tertiaire, l’ère suivante.
Les vertébrés
On appelle vertébrés les animaux pourvus d’un squelette interne (ou endosquelette). Les premiers furent les agnathes («dépourvus de mâchoire»), puis les poissons, qui remontent à l’ordovicien (vers -500 millions d’années). Les premiers animaux à vivre sur la Terre, où les plantes poussaient déjà, étaient des amphibiens (vers -370 millions d’années). Ils évoluèrent à partir de poissons durant le dévonien (vers -400
Ce poisson-lune fossilisé date du jurassique. La majorité des fossiles sont ceux d’animaux et de plantes qui ont vécu dans les océans.
millions d’années). Les premiers reptiles apparurent au début du carbonifère (vers -360 millions d’années), ils étaient selon toute vraisemblance encore très différents.
La conquête de l’air
Après la conquête de la Terre, le seul espace restant encore à occuper était l’air. Certes, les insectes volants étaient déjà bien établis depuis le carbonifère. Les premiers reptiles volants apparurent pendant le trias (-245 à -205 millions d’années), mais l’archéoptéryx, que les scientifiques considèrent comme un chaînon entre les reptiles et les oiseaux, apparut vers la fin du jurassique, quand les dinosaures peuplaient la Terre. L’animal le plus proche de celui que l’on appelle actuellement oiseau est daté de 135 millions d’années. Un fossile de cet oiseau a été trouvé en Chine en 1990.
Enfin, il y a 4 millions d’années apparurent des animaux simiesques (qui évoquent le singe). Ils étaient caractérisés par le fait qu’ils se sont dressés pour se déplacer sur deux jambes, mais le développement du genre humain fut un processus graduel qui couvrit les deux derniers millions d’années.
Fossile d’une mouche à longues pattes piégée dans de la résine de pin, qui s’est transformée en ambre au cours du temps.
L’histoire des formes de vie
L’apport de la paléontologie à la connaissance de l’histoire de la vie est essentiel. On appelle phylogenèse cette histoire des espèces animales et végétales. Au-delà de la reconnaissance et de la description des espèces fossiles, l’enjeu de cette science est de déterminer les généalogies qui relient les espèces entre elles et de découvrir les mécanismes qui ont mené à cette situation. C’est par exemple savoir pourquoi on parle de groupe d’insectes (quels sont les caractères communs à tous ces animaux) et se poser la question de savoir si les membres de ce groupe ont un ancêtre commun. Beaucoup d’hypothèses sur les mécanismes sont proposées, mais nous sommes loin d’en connaître les modalités.
LA CLASSIFICATION
Tous les animaux et végétaux connus et décrits font partie d’un vaste système de représentation des connaissances appelé classification (zoologique et botanique). Chaque espèce (aussi bien actuelle que disparue) est classée et connue par un ensemble de catégories.
Voici comment établir la carte d'identité de la mouche Drosophila melanogaster.
Les principales catégories qui constituent la classification sont (par ordre croissant): l'espèce, le genre, la famille, l’ordre, la classe et l’embranchement. Si, par exemple, on considère une certaine espèce de mouches (parmi des milliers d'espèces), on peut la caractériser de la façon suivante (ordre décroissant): embranchement: arthropodes: classe: insectes; ordre: diptères; famille: drosophilidés: genre: drosophila ; espèce : melanogaster.
En reprenant une à une les différentes catégories, on s’aperçoit que la mouche Drosophila melanogaster (on donne toujours le genre et l’espèce pour définir une espèce) appartient au genre drosophila (ce qui la distingue des mouches des autres genres), à la famille des Drosophilidés (ce qui la distingue des mouches des autres familles), à l'ordre des Diptères (ce qui la distingue des insectes autres que les diptères, les abeilles par exemple), à la classe des Insectes (ce qui la distingue des animaux qui ne sont pas des insectes), à l’embranchement des Arthropodes (ce qui la distingue des animaux non arthropodes).
«
Les
fossiles
développèrent des parties dures (carapaces,
griffes, becs, etc.), qui se fossilisèrent mieux.
Un autre problème est que la plupart des fos
siles sont des traces d'animaux et de plantes
ayant vécu dans les océans.
Les restes des orga
nismes marins morts sont promptement enfouis
dans le fond des mers, alors que les plantes et
les animaux terrestres, dès qu'ils sont morts, se
décomposent rapidement lors de leur exposition
à l'air.
Même les restes des grands vertébrés ter
restres (animaux pourvus d'un squelette interne)
sont, en général, médiocrement préservés.
De
fait, les fossiles d'amphibiens, de reptiles, de
mammifères et d'oiseaux sont relativement rares.
Les fossiles et l'évolution
Le naturaliste britannique Charles Darwin
(180 9-1882) proposa la théorie de l'évolution
dans son célèbre ouvrage qui fait toujours réfé
rence De l'origine des espèces par voie de sélec
tion naturelle (1859).
Cette théorie, néanmoins
nuancée par la suite, suggère que les animaux et
plantes qui vécurent sur Terre ont évolué (se
sont développés graduellement) à partir d'un
ancêtre commun.
Ces organismes de plus en
plus complexes sont issus d'organismes unicellu
laires -bactéries et algues bleues- dont la pre
mière apparition date de 3 à 4 milliards d'an
nées.
Charles Darwin dénomma ce processus de
changement, la sélection naturelle.
En cela, le
naturaliste voulait dire que les êtres vivants les
mieux adaptés à leur milieu étaient ceux qui
avaient le plus de chances de survie.
Les schémas de l'évolution
En plusieurs occasions dans J'histoire de la Terre,
il y eut de soudaines accélérations dans l'évolu
tion du monde vivant.
On parle alors d'évolution
(ou de radiation) explosive.
Une telle «bouffée»
évolutive a été détectée notamment au dévo
nien, il y a environ 400 millions d'années; elle fut
marquée par une diversification très rapide de
nombreuses espèces de poissons.
Ces radiations
explosives ont souvent succédé à des périodes
d'extinctions majeures, quand de grands
groupes d'organismes disparurent lors d'imper-! L'ichty osaure, a animal marin
éteint, possédait
une tête allongée,
un corps fuselé,
quatre palettes
natatoires et
une grande queue.
Le plésiosaure, .....
reptile marin
éteint, était pourvu
d'un long cou,
d'une queue courte
et de quatre larges
palettes.
Son nom
vient des mots grecs
plêsios ( • voisin •)
et saura ( • lézard • ) .
' Une empreinte
d'un dinosaure
thérapode, retrouvée
dans l'Arizona
(États-Unis) datant
du jurassique.
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tants changements climatiques et environnemen
taux.
La diversification d'un groupe de plantes
ou d'animaux causée par une modification de
J'environnement -la submersion des terres, par
exemple- s'appelle une radiation adaptative.
Il
en résulte une grande variété de formes de vie
nouvelles, adaptées au nouvel environnement.
Les paléontologues ont essayé de déterminer
les vitesses d'évolution, notamment au cours des
périodes plus fréquentes d'évolution graduelle.
Ils constatèrent que des groupes avaient évolué
plus rapidement que d'autres.
Les groupes aux
changements les plus rapides servent de «fos
siles de zone», car ils aident à déterminer les
âges relatifs des zones (ou strates) des roches
dans lesquelles ils apparaissent.
Les biozones
sont limitées à une strate rocheuse.
Ainsi, les fos
siles de trilobites -espèce aux changements
rapides- sont des fossiles qui servent à dater les
roches du paléozoïque; les ammonites jouent le
même rôle pour celles du mésozoïque.
Cependant, les scientifiques notent que cer
tains groupes évoluent plus vite que d'autres, du
fait de la plus grande variabilité de leurs carac
tères (en biologie, «caractère>> désigne tout trait
d'un individu: sa couleur , sa forme, son compor-.
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