Les informations apportées par les fossiles

Max : « Mes petits ! La récréation est terminée ! »

Léo : « Nous arrivons ! »

Samuel : « Nous sommes là ! »

Max : « Asseyez-vous. Vous voilà tout essoufflés. »

Samuel : « Nous avons produit beaucoup d’énergie pour nous amuser 🙂 »

Léo : « Nos organes ont eu besoin de plus de glucose et de dioxygène pour produire cette énergie. »

Samuel : « Et ils ont dû rejeter plus de déchets comme le dioxyde de carbone. »

Léo : « Alors notre fréquence respiratoire et notre fréquence cardiaque ont augmenté. »

Samuel : « L’augmentation de la fréquence respiratoire a permis de mettre plus de dioxygène dans notre sang. »

Léo : « Et de rejeter plus de dioxyde de carbone ! »

Samuel : « Nos alvéoles pulmonaires ont bien travaillé 🙂 »

Léo : « L’augmentation de nos fréquences cardiaque a permis de faire circuler le sang plus vite ! »

Samuel : « Ce qui a permis d’augmenter les échanges entre le sang et nos organes. »

Max : « Je vois 🙂 Vous révisez les révisions pour le Diplôme 🙂 »

Léo : « Oui monsieur Max 🙂 »

Max : « C’est bien 🙂 Revenons à notre question. Que nous apprennent les fossiles ? »

Léo : « Ben… Il faudrait visiter des centaines de sites fossilifères pour bien répondre. »

Max : « Vous pouvez raisonner à partir de ce que vous avez vu. »

Samuel : « Nous savons que tous les sites ne contiennent pas les mêmes fossiles. »

Léo : « Certains sites contiennent des fossiles marins. On peut en déduire qu’ils se sont formés sous la mer. »

Samuel : « Parfois on peut même savoir si la mer était profonde ou peu profonde. »

Léo : « Ou alors si elle était chaude ou froide. »

Samuel : « J’ai lu qu’on pouvait même savoir si elle était étroite ou large ! »

Max : « Vous avez raison. Comment savoir si une mer était chaude, peu profonde et peu agitée ? »

Léo : « Je sais ! Je sais ! »

Max : « Je t’écoute Léo. »

Léo : « Actuellement, dans les mers chaudes, peu profondes et peu agitées, il y a des coraux. Alors je me dis que si on trouve des fossiles de coraux alors on peut dire que le site était dans une mer chaude, peu profonde et peu agitée. »

Max : « Bravo Léo ! Tu viens d’appliquer le principe d’uniformitarisme sans le savoir. »

Léo : « Le principe d’uniformitarisme ? »

Max : « Oui Léo. C’est ce que tu viens de faire. Tu es parti de l’hypothèse qu’une même cause produit toujours les mêmes effets. Si on sait qu’une cause produit un effet alors en voyant l’effet dans une autre situation alors on peut remonter à la cause. »

Samuel : « J’ai compris ! C’est facile en fait ! Je peux donner un exemple avec la tectonique des plaques ? »

Max : « Ce n’est pas vraiment le sujet pour le moment mais je suis d’accord. »

Samuel : « Nous savons qu’une chaîne de montagnes se forme lors de la collision de deux lithosphère continentales. Cela veut dire que ces lithosphère étaient séparées par un océan avant. Donc si on voit une chaîne de montagne on sait qu’avant il y avait un océan. »

Max : « Ton exemple est un peu limite Samuel mais je l’accepte. Revenons encore à notre question. »

Léo : « Les fossiles nous renseignent sur les environnements du passé. Grâce aux fossiles on peu savoir si il y avait la mer, une forêt, un lac… »

Max : « Les forêts se fossilisent généralement mal mais il y a des exceptions. Léo, tu as raison. Les fossiles nous permettent de reconstituer des paléoenvironnements. »

Samuel : « Je suppose que paléo- signifie ‘très ancien’. »

Max : « Tu supposes bien Samuel. Il faut beaucoup de fossiles et beaucoup de recherches mais effectivement les scientifiques ont réussi à reconstituer beaucoup de paléoenvironnements. En voici quelques exemples. »

Reconstitution d’un environnement continental au Burdigalien (-20 à -16 millions d’années avant nos jours)

Léo : « On ne voit pas vraiment bien mais les animaux ressemblent un peu aux animaux actuel. »

Samuel : « Le grosse tortue ressemble à une grosse tortue actuelle que j’ai déjà vue à la télévision. C’est la tortue des Galapagos il me semble. »

Max : « Oui Samuel. Mais elle ressemble seulement. »

Léo : « Il y a comme des hippopotames, des chevaux… On dirait plutôt des zébres sans rayures. Et puis comme un lion. Ou un gros chien. »

Samuel : « C’est un prédateur ça. On le voit bien. »

Léo : « La végétation est apparemment la même que maintenant dans la savane. »

Samuel : « Oui mais si j’ai bien compris les espèces ne sont pas les mêmes. »

Max : « J’aime beaucoup vos commentaires. Remontons le temps. Nous allons il y a environ 150 millions d’années. »

Reconstitution d’un environnement marin datée d’environ 170 millions d’années.

Max : « Là, nous sommes il y a environ 170 millions d’années. Ce qui correspond à peu près à l’époque où se sont formées les roches des Falaises des Hachettes. »

Léo : « Les animaux ressemblent moins… »

Samuel : « Il y a les ammonites. Et des coquilles Saint-Jacques ! »

Léo : « Oulala ! Coquille Saint-Jacques c’est le nom d’une espèce actuelle de Mollusques Bivalves ! Je suis à peu près sûr que même si ça ressemble ce sont pas des coquilles Saint-Jacques. »

Samuel : « Tu as raison Léo. Et il y le gros animal qui nage… « 

Max : « Il ressemble à un Plésiosaure. »

Léo : « Ça existe plus ça ! Et puis il y a des poissons ! »

Samuel : « Léo, monsieur Max nous a expliqué que les poissons c’est un groupe qui n’existe pas en biologie 🙂 »

Léo : « J’avais oublié ! On dit quoi ? Les Téléostéens c’est ça ? »

Max : « On peut dire ça 🙂 « 

Léo : « Et les espèces de plantes avec du rouge ? C’est quoi ? »

Max : « Ce sont des animaux Léo. Ce sont des Crinoïdes du groupes des Échinodermes qui comprennent également les oursins, les étoiles de mer, les concombres de mer…  Les Crinoïdes ne sont pas très fréquents actuellement mais il y en avait beaucoup dans certaines mers du Jurassique. Passons à un environnement marin encore plus ancien. Il est connu par des centaines de milliers de fossiles collectés en un site appelé ‘Schistes de Burgess’. Un schiste est une roche qui s’est formée à partir d’argiles, de vases. Ce schistes est situé non loin de la ville de Burgess en Colombie-Britannique au Canada. »

Reconstitution de l’environnement fossilisé dans les Schistes de Burgess

Léo : « Ah oui… Ce sont de drôles d’animaux ça 🙂 « 

Max : « Je vous en présente quelques uns. Pour chacun je montre un fossile puis une reconstitution. »

Fossile d’Anomalocaris

Fossile d’Aysheaia
Fossile d’Opabinia

Fossile de Pikaia

Fossile de Wiwaxia

Fossile d’Hallucigenia

Max : « Je vous les ai présentés du plus récent au plus ancien. »

Léo : « Le plus récent ressemble beaucoup à un environnement terrestre actuel. »

Samuel : « Plus on remonte dans le temps plus les animaux sont étranges… »

Max : « Le site de Burgess, le troisième que je vous ai présenté, comporte effectivement des êtres vivants très particuliers 🙂 Son étude a un peu révolutionné la vision que les scientifiques avaient de l’évolution. Malheureusement cette nouvelle vision du monde, ce nouveau paradigme, n’est pas encore rentré dans l’esprit du grand public. »

Léo : « Vous pouvez expliquer monsieur Max ? »

Max : « J’ai peur que ce soit long. Si vous le voulez bien, je vous ferai un article de complément. Mais plus tard. »

complément : les schistes de Burgess

Samuel : « D’accord monsieur Max. »

Léo : « On revient à notre question ! Les fossiles nous permettent donc de reconstituer des paléoenvironnements. »

Samuel : « Revenons une fois de plus à notre question. Nous savons maintenant que les espèces ne sont pas toujours les mêmes au cours des temps géologiques. »

Léo : « Les groupes d’espèces non plus ! Si j’ai bien compris les ammonites ont un corps mou protégé par une coquille. On les classe donc dans le groupe des Mollusques. Il y a le groupe des Mollusques et le sous-groupe des Ammonites. Des Mollusques il y en a encore mais plus des Ammonites. Donc des groupes entiers peuvent disparaître. »

Samuel : « Oui ! En 6ème vous nous aviez parlé des trilobites ! Eux ont une carapaces externes et des pattes articulées. On les place donc dans les Crustacés. Des crustacés il y en a encore mais plus des trilobites. »

Léo : « Nous savons donc que les espèces et les groupes se renouvellent au cours des temps géologiques. Ils apparaissent, se développent, régressent et disparaissent parfois. »

Max : « C’est exact Léo. Samuel, ne te sens pas exclu 🙂 Tes réflexions sont justes également. »

Léo : « Ça pose un problème ça ! Qu’une espèce disparaissent, je veux bien le concevoir. Un groupe également. Après tout ce n’est qu’un ensemble d’espèces qui se ressemblent. Mais je ne comprends pas bien comment une espèce peut apparaître. »

Max : « Ta remarque est pertinente Léo. Gardons-la pour plus tard. Pour le moment nous observons des faits. Nous décrivons. Nous n’expliquons pas. »

Samuel : « C’est vrai ! Les fossiles sont des faits. On les voit. »

Léo : « Il faut quand même savoir où les trouver 🙂 »

Samuel : « Monsieur Max, moi aussi j’ai une remarque et j’espère qu’elle est pertinente. »

Max : « Je t’écoute Samuel. »

Samuel : « Nous avons vu la définition d’espèce en 6ème. Une espèce est un groupe d’individus qui se ressemblent et qui peuvent avoir une descendance féconde. »

Max : « C’est bien ça. »

Samuel : « Pour vérifier que des êtres vivants appartiennent à la même espèce on se contente généralement de vérifier qu’ils se ressemblent. Parfois, il y a beaucoup de diversité physique dans une espèce. »

Léo : « Si je me souviens bien du vocabulaire de début d’année on peut dire que le phénotype peut être variable au sein de l’espèce. »

Max : « Oui 🙂 »

Samuel : « Dans ce cas là, avec les espèces actuelles, on peut voir si les individus se reproduisent et si leur descendance est féconde. On sait alors s’ils font partie de la même espèce ou pas. »

Max : « C’est exact. »

Samuel : « Imaginons deux fossiles qui se ressemblent beaucoup. Mais vraiment beaucoup. Sauf qu’on les a trouvés dans des sites qui ont des âges très différents. Je ne sais pas si c’est possible mais imaginons qu’ils aient 200 millions d’années d’écart. Comment on fait pour savoir si c’est la même espèce ? »

Samuel : « Ta remarque est pertinent Samuel 🙂 C’est même une excellente question. La réponse est simple : on ne peut pas savoir. »

Léo : « On fait comment alors ? »

Max : « Les paléontologues ont défini l’espèce paléontologique. Quand des groupes d’individus se ressemblent mais qu’ils sont séparés par de longs intervalles de temps, ils sont classés dans des espèces différentes. »

Samuel : « D’accord. Merci monsieur Max. »

Léo : « J’ai une autre question ! Comment fait-on pour dater des fossiles ? »

Max : « Il y a deux méthodes. La plus ancienne est ce qu’on appelle la datation relative. Les fossiles se forment dans des roches sédimentaires et ces roches se déposent les unes sur les autres. Quand on trouve les fossiles, ceux qui sont les plus hauts dans les roches sont les plus récents. Si un fossile A est plus récent qu’un fossile B et que dans un autre site on sait que le fossile C est plus ancien que le fossile B alors on sait que le fossile A est plus récent que le C. »

Léo : « D’accord. Mais ne on sait pas les dates. »

Max : « Non. Imaginons maintenant un fossile très courant et dont l’espèce a vécu peut de temps. Comme il est très courant, on le trouve un peu partout. Mais un fossile est rarement seul. Il vit dans une communauté d’êtres vivants. Ce fossile fréquent va permettre de situer dans le temps cette communauté et donc de dater les autres fossiles. Si ensuite on trouve un de ses fossiles ailleurs on peut le ‘dater’. »

Samuel : « Oui mais il faut beaucoup de connaissances. »

Max : « C’est le problème de la paléontologie. Il faut connaître la faune, la flore, les écosystèmes, la géologie… Mais c’est passionnant 🙂 »

Samuel : « Vous avez parlé de deux méthodes monsieur Max. »

Max : « Oui. Là j’ai parlé de la chronologie relative. On situe les événements dans le temps les uns par rapport aux autres. Il y a maintenant la chronologie absolue. Les techniques sont un peu complexes mais on peut dater avec un peu de précision les fossiles et leur donner un âge. »

Samuel : « Nous avons encore appris des choses ! Les fossiles nous renseignent également sur les âges ou les milieux de vie ! »

Max : « Oui Samuel ! Ceux qui renseignent sur les âges sont appelés fossiles stratigraphiques. Ceux qui renseignent sur les milieux sont appelés fossiles de faciès. Les ammonites et les trilobites sont souvent de bons fossiles stratigraphiques car il en existe de très nombreuses espèces et que pour la plupart elles ont vécu peu de temps. Les coraux, par exemple, sont de bons fossiles de faciès. »

Léo : « Monsieur Max, j’ai encore une question. En 6ème vous nous avez dit que les espèces actuelles connues sont au nombre d’environ 1,5 millions. Vous avez précisé qu’il est possible qu’il y ait 15 millions d’espèces actuellement. Sait-on combien d’espèces il y a déjà eu sur Terre ? »

Max : « J’ai déjà cherché une réponse à cette question. Je ne sais pas… Les estimations parlent de milliards d’espèces… Pour terminer je vous propose un graphique. A vous de l’exploiter. »

Léo : « Une étude de graphique ? »

Samuel : « C’est trop facile 🙂 »

Max : « Le voici. »

Léo : « Alors… »

Samuel : « Il est un peu compliqué ce graphique. »

Léo : « On va commencer par simplifier pour on détaillera. »

Samuel : « Je comprends pas bien les couleur avec les noms bizarres… »

Léo : « Moi non plus… Monsieur Max ? »

Max : « Négligez ces informations pour le moment. »

Léo : « D’accord. Alors on commence par donner un nom au graphique. Ça nous oblige à regarder les axes et savoir de quoi il parle. »

Samuel : « Nombre de familles marines… C’est uniquement dans l’eau alors. »

Léo : « Les familles ? Les espèces sont regroupés en genres puis en familles… »

Samuel : « Horizontalement c’est le temps en millions d’années. Tiens ! Ça commence réellement il y a 540 millions d’années. »

Max : « Nous y reviendrons. »

Samuel : « Le titre de ce graphique est donc : Évolution du nombre de familles marines en fonction du temps (en millions d’années) entre 540 millions d’années et l’actuel. »

Léo : « Si on simplifie, on voit que le nombre de familles marines augmente en fonction du temps. Il passe de environ 60 à environ 760 familles. »

Samuel : « Si on affine… L’augmentation est rapide entre 540 et 450 millions d’années puis le nombre de famille reste à peu près constant jusqu’il y a 275 millions d’années. Là, il y a une forte baisse puisque le nombre diminue jusqu’à 200. Puis le nombre de famille marines augmente de nouveau. »

Léo : « On peut préciser que ces évolutions sont marquées par de fortes diminutions brutales suivies de nouvelles augmentations. »

Samuel : « Ces diminutions brutales sont au nombre de cinq. Elles ont eu lieu il y a environ 435, 355, 250, 205 et 65 millions d’années. »

Léo : « En résumé le nombre de familles marines augmente depuis 540 millions d’années malgré des baisses brutales. »

Max : « Bravo ! Nous obtiendrions un résultat similaire avec le nombre total d’espèce sur Terre. Les cinq événements brutaux que vous avez remarqué sont appelés crises majeures de la biodiversité ou extinctions massives. »

Léo : « Il va donc falloir expliquer ces crises majeures de la biodiversité. »

Samuel : « Et surtout les périodes qui suivent ces crises et pendant lesquelles le nombre d’espèces augmente ! »

Max : « Ces périodes sont appelées radiations évolutives. »

Léo : « C’est fou ce qu’on apprend en observant des fossiles ! »

Samuel : « Rholala oui ! »

Max : « Oui 🙂 Dernières informations avant de conclure cette séance.Les fossiles les plus anciens sont datés de 3,5 ou 3,8 milliards d’années mais les fossiles sont abondants en milieu marin à partir de 540 millions d’années. Sur les continents la vie est apparue vers 400 millions d’années. Jusque là les continents étaient de vastes déserts de roches et de sables. »

Léo : « La vie est donc apparue dans l’eau. Je note ! »

Max : « La séance est maintenant terminée. »

Léo : « Déjà ! »

Max : « Oui. J’espère que vous avez bien suivi. »

Samuel : « J’ai même pris des notes 🙂 »

Léo : « Moi aussi 🙂 »

Max : « Excellente initiative ! Cela me donne une idée. A partir de ces notes vous allez construire vous-mêmes le cours pour la prochaine fois. »

Léo : « On peut travailler en groupe ? »

Max : « Si vous voulez. »

Samuel : « On se met ensemble ? »

Léo : « Oui Samuel 🙂 »

Max : « Le groupe est donc formé 🙂 Vous pouvez ranger vos affaires et sortir. »

Samuel et Léo : « Merci monsieur Max ! Au revoir monsieur Max ! »

Max : « Au revoir mes petits. Travaillez bien 🙂 »

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