(#48) L'explosion cambrienne et les schistes de Burgess - YouTube
Bonjour à tous ! Aujourd'hui, on va parler de ce qui, pour certains biologistes,
est l'équivalent du big bang pour les physiciens,
Un court moment de l'histoire de la Terre où la vie animale s'est mise à foisonner.
On appelle ça l'explosion cambrienne.
Cette période on la connaît notamment grâce à des fossiles incroyables
découverts au Canada et qui pourraient faire furieusement penser à un film de science-fiction,
les fossiles des schistes de Burgess.
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Commençons par un petit rappel chronologique.
La Terre, tout comme le système solaire d'ailleurs, s'est formée il y a environ 4,5 milliards d'années.
Et étonnamment, il semble que la vie soit apparue assez rapidement
Puisque les plus anciennes traces de vie dont on dispose datent d'il y a environ 3,7 milliards d'années,
c'est-à-dire "seulement" 800 millions d'années après la formation de la Terre.
Les premières formes de vie étaient des organismes très simples, des unicellulaires,
c'est-à-dire constitués d'une seule cellule comme par exemple des bactéries.
Plusieurs fois au cours de l'histoire de la vie, sont apparus des organismes pluricellulaires.
Mais pendant longtemps, ils sont restés assez rudimentaires sur le plan anatomique.
Au bout de 3 milliards d'années d'évolution,
les organismes pluricellulaires les plus complexes qu'on pouvait trouver
pouvaient être comparés, en gros, à des méduses ou à des éponges.
On dit de ces organismes qu'ils ont une symétrie radiaire, c'est-à-dire qu'ils ont une surface extérieure,
mais l'organisation interne reste assez basique.
Et puis soudainement, il y a 542 millions d'années, on a vu apparaître toutes sortes d'animaux très différents
avec une symétrie qu'on appelle bilatérale.
Ça veut dire qu'ils ont un devant, un derrière, un haut et un bas,
c'était une grosse révolution anatomique.
Et surtout, une structure interne bien plus sophistiquée que les précédents organismes,
avec des organes, un tube digestif, des carapaces,
un système nerveux et même des yeux !
Et toute cette complexité d'organisation est apparue soudainement,
enfin, soudainement à l'échelle géologique, c'est-à-dire en à peu près 20 millions d'années.
C'est ça qu'on a appelé l'explosion cambrienne !
Les bestioles typiques de cette époque, ce sont les trilobites,
vous pouvez en voir un fossile ici,
on en a retrouvé des milliers comme ça.
D'ailleurs, leur apparition soudaine dans les couches géologiques,
qui marque le début de ce qu'on appelle l'ère cambrienne, posait un sacré problème à Darwin.
Comment expliquer avec la théorie de l'évolution
qu'en si peu de temps, tant de complexité animale soit apparue ?
La compréhension qu'on a maintenant de cette période est très liée à un site en particulier :
Les schistes de Burgess.
Il s'agit d'une carrière située dans les montagnes rocheuses canadiennes,
dans l'état (N.D.E : pas état mais province) de la Colombie Britannique. Ce site avait été découvert au 19ème siècle,
et on y avait trouvé quelques fossiles qui ressemblaient à des crevettes mais enfin, sans plus ...
Sauf qu'en 1909 le paléontologue, Charles Walcott, décida d'aller le visiter pendant ses vacances,
et il réalisa qu'il s'agissait en fait d'un site exceptionnel.
Déjà parce qu'on trouvait un très grand nombre de fossiles,
mais surtout, ces fossiles avaient un niveau de détails incroyable,
et c'était lié au fait qu'ils avaient conservés la forme des tissus mous.
Il faut bien voir que ce genre de situation est extrêmement rare.
Généralement, les animaux sont enfouis lentement par sédimentation
et comme les tissus mous se dégradent rapidement,
les fossiles ne conservent en général que les images des parties les plus dures des animaux.
Mais dans le cas de Burgess, on pense qu'une coulée de boue ou un événement violent de ce genre là
a enseveli très rapidement les animaux
et a permis de conserver aussi la forme de leurs tissus mous.
Walcott a ensuite consacré les 15 dernières années de sa vie à fouiller les schistes de Burgess
et il en a ramené plus de 65 000 fossiles.
Alors il faut bien voir que quand un paléontologue ramène des fossiles, ce n'est pas juste pour les collectionner.
L'idée c'est de les analyser et de les classer
pour essayer de se faire une idée d'à quoi ressemblait la faune de l'époque
et comment elle se positionne par rapport à celle qu'on connait aujourd'hui.
A l'époque de Walcott, on divisait le règne animal en 7 grands embranchements :
les éponges, les coraux, les annélides c'est-à-dire, en gros, les vers,
les arthropodes, les mollusques,
les échinodermes dans lesquels on retrouve les étoiles de mer
et les chordés au sein duquel on retrouve notamment les vertébrés donc Nous !
Et puis en dessous de l'embranchement on avait des groupes,
notamment les arthropodes qui se divisaient en 4 groupes :
les uniramés, les trilobites, les crustacés et les chélicérates.
Et qu'a fait Walcott avec ses 65 000 fossiles ?
Et bien, il les a patiemment analysés,
il a essayé de faire des reconstructions de l'image en 3 dimensions des animaux
pour les classer dans les cases correspondantes.
Vous vous souvenez par exemple des fossiles de crevettes,
il les a appelés Anomalocaris, ça veut dire crevette anormale,
et il les a logiquement classés dans les crustacés.
Les choses auraient pu en rester là, mais 50 ans plus tard, dans les années 60 et 70,
3 paléontologues ont décidé de réanalyser tous les fossiles trouvés par Walcott.
Et là, ils ont eu de sacrées surprises !
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En analysant les fossiles disponibles et en essayant de reconstituer de quels animaux il provenaient,
trois paléontologues de Cambridge, Whittington, Briggs et Conway Morris
se sont rendus compte qu'il y avait plein de trucs qui ne collaient pas dans les classements qu'avait faits Walcott.
Et ils ont fini par comprendre que ce qu'ils avaient sous les yeux était des animaux
complément différents de ce qu'on connaissait jusqu'alors.
Des animaux nouveaux pour lesquels les cases existantes ne convenaient pas.
Pour reclasser les fossiles des schistes de Burgess,
ils ont dû créer plus d'une dizaine de nouveaux embranchements, alors qu'il n'y en avait que 7 à l'époque,
et une bonne vingtaine de nouveaux groupes d'arthropodes, alors qu'il n'y en avait que 4.
Et ils se sont rendus compte que Walcott,
en voulant faire rentrer les fossiles au chausse pied dans les cases existantes
avait complètement raté le fait qu'il avait sous les yeux quelque chose de totalement inédit.
Les fossiles de Burgess montrent que la faune qui existait à cette époque,
non seulement s'était développée incroyablement rapidement,
mais en plus elle était beaucoup plus diversifiée que ce qu'on s'imaginait avant :
il y a vraiment eu une explosion de la vie animale à cette époque !
On va voir ensemble quelques exemples de ces animaux fabuleux
qu'on pouvait croiser dans les eaux à cette période.
Alors, à chaque fois on va regarder des fossiles,
et on va regarder des reconstruction en 3D qui ont été faites à partir de ces fossiles.
Alors il s'agit évidemment d'une interprétation un peu artistique mais rigoureuse.
Alors voici par exemple Opabinia, c'est un petit animal de 5 à 10 cm qui savait nager.
Il se nourrissait vraisemblablement avec cette drôle de trompe en forme d'aspirateur
qui lui permettait probablement d'attraper sa nourriture.
Sur sa tête on peut compter 5 yeux,
même s'il s'agissait évidemment d'organes bien plus rudimentaires que nos yeux actuels.
...
Vous en connaissez beaucoup vous, des animaux qui ressemblent à ça ?
La première fois que les paléontologues ont présenté en conférence scientifique
un dessin reconstituant cet animal, l'audience a rigolé.
Allez, autre exemple, Hallucigenia, un animal qui porte bien son nom.
C'est une bestiole qui marchait au fond de l'eau
et qui avait des épines pointues sur une face et des tentacules sur l'autre.
Alors pendant longtemps, les spécialistes ont débattus pour savoir où se trouvait le devant du derrière
et même pour distinguer son haut de son bas.
On a pensé initialement qu'elle marchait sur les épines avec les tentacules sur le dos
avant qu'on finisse par se convaincre du contraire.
Un des animaux les plus fascinants qu'on ait retrouvé à Burgess
c'est Anomalocaris, vous vous souvenez, la crevette anormale.
Et bien Walcott s'était vraiment bien planté.
En fait ces crevettes n'étaient pas des crevettes, mais étaient des parties incomplètes
d'un animal bien plus grand
qu'on a réussi à reconstituer par la suite, mais seulement dans les années 80.
Vous le voyez ici.
C'était un monstre des mers ... de 60 cm.
Alors ça ne fait peut être pas énorme, mais je ne sais pas si j'aurais aimé en croiser un, hein !
C'était probablement le plus gros prédateur de l'époque. On pense qu'il mangeait des trilobites.
...
Un autre exemple, Wiwaxia.
Un truc rampant qui avait à la fois des écailles et des épines,
et dont on ne sait pas très bien s'il s'apparente plus aux vers ou aux mollusques.
Allez, pour finir, un animal qui ne paye pas de mine, Pikaia.
Il ressemble à un espèce de ver aplati sur les côtés
et Walcott l'avait logiquement classé dans les vers.
Mais non, en fait il appartient à l'embranchent des chordés,
vous savez, l'embranchement qui contient les vertébrés, c'est-à-dire qui nous contient nous aussi.
Alors on n'a évidement aucun moyen d'affirmer avec certitude que Pikaia est notre ancêtre,
mais il est vraisemblable qu'à l'époque, l'ancêtre de tous les vertébrés actuels
ressemblait à peu près à ça.
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J'espère vous avoir convaincu qu'à l'époque des schistes de Burgess
régnait un incroyable foisonnement de la vie, une fascinante diversité,
comme si soudainement la nature avait décidé d'expérimenter comme une folle plein de nouveautés.
Vous savez, on parle souvent de l'arbre de la vie pour exprimer la diversité du vivant.
Et bien, à cette époque la vie animale n'était pas vraiment un arbre, c'était plutôt une pelouse,
c'est-à-dire que des tas d'anatomies différentes ont été expérimentées par l'évolution
et il semble que seules quelques-unes aient finalement donné les animaux qu'on connaît à l'heure actuelle.
Et tout ça, on le sait grâce aux incroyables fossiles des Schistes de Burgess.
Alors rassurez-vous, depuis on en a trouvé d'autres un peu partout dans le monde
et notamment au Groenland, en Australie et en Chine.
Mais qu'est-ce qui a pu déclencher cette incroyable période d'innovation.
Et bien, on ne le sait pas vraiment.
Une première hypothèse, c'est que l'apparition d'oxygène dans l'atmosphère et donc dans l'océan
a facilité le développement de tout un tas d'animaux nouveaux.
Il faut bien réaliser qu'à l'origine, il n'y avait pas d'oxygène sur Terre
et que c'est la photosynthèse réalisée par certaines bactéries
qui a permis son accumulation dans l'atmosphère.
Mais comment le taux d'oxygène a exactement varié à cette période,
la question est encore débattue.
Autre hypothèse, une origine génétique.
Il est possible qu'à cette époque soit apparue une bonne combinaison de gènes
dont les mutations aient permis aux animaux d'expérimenter assez rapidement
tout un tas de nouvelles formes d'organisations anatomiques.
Dernier groupe d'hypothèses, une perturbation soudaine dans l'équilibre écologique qui régnait à l'époque.
Ça peut être une perturbation externe, bien sûr, mais aussi un déséquilibre interne,
par exemple, il est possible que l'apparition des yeux
ait augmenté fortement les capacités de prédation
et ait donc exercé une pression de sélection nouvelle sur les animaux
et mené au développement d'innovations comme la nage ou bien les carapaces.
Quoi qu'il en soit, à l'heure actuelle, on n'a pas d'explication définitive
et l'explosion cambrienne garde ses mystères.
Si vous voulez en savoir plus, je vous recommande le livre "La vie est belle" de Stephen Jay Gould
que j'ai pas mal utilisé pour cette vidéo.
Gardez quand même en tête que le livre a maintenant une trentaine d'années
et qu'un certain nombre des choses qu'on y trouve sont assez remises en question aujourd'hui,
notamment la manière dont on classe les fossiles aujourd'hui
se fait selon une nouvelle méthode dont je n'ai pas parlé qui s'appelle la cladistique
et qui mène à des résultats légèrement différents
et j'en dit un mot dans le billet qui accompagne cette vidéo.
Un petit mot pour finir, il n'aurait pas été possible de faire une telle vidéo
sans les belles illustrations qui l'accompagnent,
donc je voudrais sincèrement remercier, d'un côté le Royal Ontario Museum
qui m'a fourni un certain nombre de photos de fossiles
et ces très belles animations 3D des animaux des schistes de Burgess.
Je voudrais également remercier Nobushi Tamura qui est illustrateur
qui m'a laissé utiliser certaines de ses images.
Vous pouvez aller visiter son site et notamment, un grand nombre de ses images
sont en licence Creative Commons donc merci à lui pour cette initiative.
Merci d'avoir suivi la vidéo.
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