{"id":5054,"date":"2013-08-05T00:01:13","date_gmt":"2013-08-04T22:01:13","guid":{"rendered":"http:\/\/sciencetonnante.wordpress.com\/?p=5054"},"modified":"2013-08-05T00:01:13","modified_gmt":"2013-08-04T22:01:13","slug":"le-schiste-de-burgess-rediffusion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/2013\/08\/05\/le-schiste-de-burgess-rediffusion\/","title":{"rendered":"Le schiste de Burgess [rediffusion]"},"content":{"rendered":"

Comme tous les ans, le blog prend ses vacances au mois d’ao\u00fbt, mais pour ne pas perdre le rythme je vous propose des rediffusions de billets pass\u00e9s. J’ai choisi parmi mes pr\u00e9f\u00e9r\u00e9s, et ceux qui pour diverses raisons peu claires ont connu moins de succ\u00e8s que mes billets sur le pastis… Aujourd’hui, on attaque avec une des plus grandes r\u00e9volutions pal\u00e9ontologiques de l’histoire !<\/em><\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Beaucoup moins impressionnants visuellement que les dinosaures, les fossiles du schiste de Burgess constituent pourtant l\u2019une des d\u00e9couvertes pal\u00e9ontologiques les plus importantes de tous les temps. Ils sont si bizarres qu’il a fallu aux sp\u00e9cialistes un demi-si\u00e8cle pour les interpr\u00e9ter correctement. Mais ils nous montrent qu\u2019il y a 500 millions d’ann\u00e9es, existait une faune animale extr\u00eamement \u00e9trange<\/strong>, et bien plus diversifi\u00e9e que celle qui peuple la Terre aujourd\u2019hui.<\/p>\n

Manifestement, la s\u00e9lection naturelle \u00e0 elle seule ne suffit pas \u00e0 expliquer pourquoi la plupart de ces lign\u00e9es d\u2019esp\u00e8ces bizarres se sont \u00e9teintes. Et il semble que tout cela soit simplement le fruit du hasard qui fut \u00e0 l’oeuvre lors des p\u00e9riodes d’extinctions massives.\"\"<\/p>\n

L\u2019histoire de la vie<\/h3>\n

Sur l\u2019\u00e9chelle des temps g\u00e9ologiques, on distingue classiquement trois \u00e8res\u00a0: l\u2019\u00e8re primaire (ou pal\u00e9ozo\u00efque<\/strong>), l\u2019\u00e8re secondaire (ou m\u00e9sozo\u00efque<\/strong>) et l\u2019\u00e8re tertiaire (ou c\u00e9nozo\u00efque<\/strong>). Ces trois p\u00e9riodes recouvrent ce qui s’est pass\u00e9 en gros depuis 550 millions d’ann\u00e9es, tout ce qui pr\u00e9c\u00e8de \u00e9tant regroup\u00e9 sous le terme de pr\u00e9cambrien<\/strong>. Ces \u00e8res sont repr\u00e9sent\u00e9es sur la frise ci-dessous, ainsi que les \u00e9v\u00e8nements souvent violents qui les s\u00e9parent : par exemple la grande extinction qui mit fin au r\u00e8gne des dinosaures il y a 65 millions d’ann\u00e9es, et qui marque le passage de l’\u00e8re secondaire \u00e0 l’\u00e8re tertiaire.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Bien que la vie semble exister depuis au moins 3.5 milliards d\u2019ann\u00e9es sous forme unicellulaire, \u00e7a n\u2019est qu\u2019au d\u00e9but de l\u2019\u00e8re primaire qu\u2019a eu lieu ce que les biologistes appellent l\u2019explosion cambrienne<\/strong>. Cette expression d\u00e9signe non pas une catastrophe, mais au contraire une p\u00e9riode de quelques millions d\u2019ann\u00e9es qui a vu l\u2019apparition soudaine et extr\u00eamement rapide de nombreux organismes pluricellulaires<\/strong>. Les causes de ce soudain foisonnement de la vie ne sont pas compl\u00e8tement identifi\u00e9es, mais on soup\u00e7onne entre autres un accroissement important du taux d\u2019oxyg\u00e8ne dans l’atmosph\u00e8re et dans les oc\u00e9ans.<\/p>\n

C\u2019est de cette p\u00e9riode de l’explosion cambrienne que date le schiste de Burgess<\/strong>, et il en constitue une extraordinaire photographie.<\/p>\n

La d\u00e9couverte du schiste de Burgess<\/h3>\n

\"\"<\/a>Le schiste de Burgess est un site se trouvant au Canada dans le massif des Rocheuses, et dont les premiers fossiles ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9couverts en 1909 par le pal\u00e9ontologue Charles Walcott. Dat\u00e9 d\u2019environ 505 millions d\u2019ann\u00e9es, ce lieu a vite \u00e9t\u00e9 consid\u00e9r\u00e9 comme exceptionnel de par la qualit\u00e9 des fossiles qu\u2019il renfermait.<\/p>\n

En effet, en g\u00e9n\u00e9ral un fossile ne r\u00e9v\u00e8le que les parties dures d\u2019un animal<\/strong>, comme la coquille. Quand un animal meurt, ses parties molles sont rapidement d\u00e9grad\u00e9es par la pr\u00e9sence d\u2019oxyg\u00e8ne, et n\u2019ont pas le temps de fossiliser lors d\u2019un d\u00e9p\u00f4t de s\u00e9diments. Mais \u00e0 Burgess, il semble que les animaux aient \u00e9t\u00e9 brusquement ensevelis dans une coul\u00e9e de boue, et que cette derni\u00e8re se soit infiltr\u00e9e dans leurs corps, permettant ainsi de pr\u00e9server en 3 dimensions la forme de leurs parties molles. Une situation rarissime\u00a0!<\/p>\n

En 15 ans de fouilles \u00e0 Burgess, Walcott a ainsi pu collecter pr\u00e8s de 65\u00a0000 fossiles de 120 esp\u00e8ces diff\u00e9rentes. Mais malheureusement pour la science, il n\u2019a pas su remarquer \u00e0 l\u2019\u00e9poque l\u2019originalit\u00e9 de sa d\u00e9couverte.<\/p>\n

L’erreur de Walcott<\/h3>\n

Traditionnellement, on divise le r\u00e8gne animal en 7 grands embranchements<\/strong>. Parmi eux, c’est l’embranchement des chord\u00e9s<\/strong> qui contient les vert\u00e9br\u00e9s auxquels nous appartenons. Un autre embranchement essentiel est celui des arthropodes<\/strong>, car il contient 80% des esp\u00e8ces pr\u00e9sentes aujourd’hui sur le globe (insectes, crustac\u00e9s, araign\u00e9es…). A l’\u00e9poque de Walcott, on subdivisait les arthropodes en 4 groupes. La figure ci-dessous vous repr\u00e9sente les 7 embranchements classiques et les 4 groupes d’arthropodes, tels qu’on les voyait au d\u00e9but du XX\u00e8me si\u00e8cle.<\/p>\n

\"\"<\/a>La grande erreur de Walcott fut de chercher \u00e0 classer co\u00fbte que co\u00fbte les animaux de Burgess dans ces cat\u00e9gories existantes<\/strong>. D\u2019un naturel conservateur, il fit rentrer \u00ab\u00a0au chausse-pied\u00a0\u00bb la plupart des fossiles parmi les 4 groupes connus d’arthropodes.<\/p>\n

Et c\u2019est ainsi que pendant presque 50 ans, ces fossiles ont dormi dans leurs bo\u00eetes sans que personne ne r\u00e9alise l\u2019extraordinaire r\u00e9volution qu\u2019ils portaient en eux.<\/p>\n

\"\"<\/a>Des animaux incroyables<\/h3>\n

Tout \u00e7a aurait pu rester ainsi, mais \u00e0 partir de 1962 le britannique Harry Whittington et deux de ses \u00e9tudiants se sont lanc\u00e9s dans une r\u00e9interpr\u00e9tation compl\u00e8te des fossiles du Schiste de Burgess<\/strong>. Au prix d\u2019un travail de longue haleine, ils ont repris l’ensemble des sp\u00e9cimens et en ont r\u00e9alis\u00e9 de nouveaux dessins en 3 dimensions. Ils ont alors mis en \u00e9vidence que ces animaux ne rentraient pas du tout dans les cases habituelles,<\/strong> l\u00e0 o\u00f9 Walcott les avait mis.<\/p>\n

Les 3 pal\u00e9ontologues ont ainsi montr\u00e9 que la plupart d\u2019entre eux poss\u00e9daient une organisation anatomique tr\u00e8s diff\u00e9rente de celle des animaux actuels<\/strong>. Le premier dessin ci-contre en montre un exemple spectaculaire : Opabinia<\/em>. Il s’agit d’un animal caract\u00e9ris\u00e9 par sa trompe frontale munie d’une pince. En outre d’apr\u00e8s les fossiles trouv\u00e9s \u00e0 Burgess, la bestiole poss\u00e9dait 5 yeux (ce sont les petits bulbes noirs qu\u2019on voit sur sa t\u00eate). Vous en connaissez beaucoup, vous, des animaux actuels \u00e0 5 yeux ?<\/p>\n

Dans le m\u00eame genre, le bien nomm\u00e9 Hallucigenia<\/em>, repr\u00e9sent\u00e9 ci-contre, et qui semble marcher sur 7 paires d\u2019\u00e9pines situ\u00e9es sous son ventre, tandis que 7 tentacules ornent son dos. Quant \u00e0 la grosse boule, on consid\u00e8re arbitrairement qu\u2019il s\u2019agit de sa t\u00eate bien qu\u2019elle ne poss\u00e8de ni yeux, ni bouche.<\/p>\n

Et que dire de l\u2019horrible Anomalocaris<\/em> (le troisi\u00e8me ci-contre), avec ses deux mandibules que Walcott avait initialement prises pour des crevettes. Imaginez que la b\u00eate pouvait quand m\u00eame atteindre presque 1 m\u00e8tre\u00a0!<\/p>\n

Et la liste est encore longue de ces animaux incroyables ! Le r\u00e9sultats de la r\u00e9interpr\u00e9tation des diff\u00e9rents fossiles de Burgess, c’est que pour les classer, il a fallu cr\u00e9er une vingtaine de nouvelles classes d’arthropodes<\/strong>, et pas moins d’une dizaine nouveaux embranchements\u00a0<\/strong>! En clair, le schiste de Burgess contient \u00e0 lui seul plus de diversit\u00e9 animale que l\u2019ensemble des esp\u00e8ces pr\u00e9sentes aujourd\u2019hui sur Terre<\/strong>.<\/p>\n

Apr\u00e8s la r\u00e9interpr\u00e9tation du schiste de Burgess, notre vision des diff\u00e9rents embranchements ressemble donc plut\u00f4t \u00e0 \u00e7a : je vous laisse appr\u00e9cier la r\u00e9volution !<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Enfin il faut noter que depuis le travail de Whittington et ses \u00e9tudiants, d’autres exemplaires de ces animaux \u00e9tranges ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9couverts dans des sites tr\u00e8s \u00e9loign\u00e9s, en Chine, en Australie ou au Maroc par exemple. Il y a 500 millions d’ann\u00e9es, il y avait donc bien des Hallucigenia et des Anomalocaris partout sur la plan\u00e8te !<\/p>\n

Du c\u00f4ne au buisson<\/h3>\n

Suite \u00e0 la r\u00e9interpr\u00e9tation des fossiles de Burgess, il a fallu reconna\u00eetre que notre vision traditionnelle de l’\u00e9volution n\u00e9cessitait \u00e0 son tour un bon coup de r\u00e9vision. En effet selon l’interpr\u00e9tation habituelle, la diversit\u00e9 du vivant n’a cess\u00e9 de cro\u00eetre au cours du temps<\/strong>, chaque embranchement ou chaque groupe donnant sans cesse de nouvelles esp\u00e8ces. Il en r\u00e9sulte une vision de l’arbre de la vie sous la forme d’un c\u00f4ne de diversit\u00e9 croissante<\/strong> au cours du temps (voir un peu plus bas).<\/p>\n

Mais l’image donn\u00e9e par Burgess est tout autre\u00a0: la diversit\u00e9 \u00e9tait bien plus abondante il y a 500 millions d’ann\u00e9es qu’aujourd’hui<\/strong>, du moins au sens des plans d’organisation anatomique. Cela signifie que l’image de l’arbre de la vie en c\u00f4ne n’est pas la bonne, et qu’il faudrait plut\u00f4t la remplacer par un arbre en forme de buisson, tel que celui dessin\u00e9 \u00e0 droite ci-dessous, avec un grand nombre de ramifications \u00e0 la base (les embranchements), mais dont la plupart se sont \u00e9teints, et dont seulement quelques uns ont r\u00e9ussi.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Hasard et n\u00e9cessit\u00e9<\/h3>\n

La th\u00e9orie de la s\u00e9lection naturelle nous dit essentiellement que les esp\u00e8ces qui survivent sont celles qui sont les mieux adapt\u00e9es. Mais le schiste de Burgess nous montre que parmi toutes les esp\u00e8ces pr\u00e9sentes \u00e0 cette \u00e9poque, tout un tas semblent avoir disparu sans raison valable, comme si leur extinction ne tenait pas de leurs d\u00e9faut d’adaptation, mais tout simplement du hasard, \u00ab\u00a0la faute \u00e0 pas de chance\u00a0\u00bb.<\/p>\n

Cette vision nous conduit \u00e0 compl\u00e9ter un peu la th\u00e9orie de l’\u00e9volution\u00a0: en p\u00e9riode calme, la s\u00e9lection naturelle joue son r\u00f4le<\/strong>, et ce sont les plus adapt\u00e9s qui survivent\u00a0; en revanche en p\u00e9riode agit\u00e9e, <\/strong>comme quand survient une extinction de masse, c’est en quelque sorte le hasard qui d\u00e9termine qui va survivre et qui va s’\u00e9teindre<\/strong>.<\/p>\n

\"\"<\/a>Une autre mani\u00e8re de le dire, c’est que si l’on remontait le temps jusqu’\u00e0 l’\u00e9poque de Burgess, et qu’on rejouait l’histoire de la vie, il se pourrait que le hasard fasse les choses d’une mani\u00e8re autre, et que l’arbre de la vie se d\u00e9veloppe totalement diff\u00e9remment de ce qu’il est aujourd’hui.<\/p>\n

Pour finir, l’image ci-contre vous montre Pikaia<\/em>, un des fossiles de Burgess class\u00e9 dans l’embranchement des chord\u00e9s, vous savez, cet embranchement qui donnera plus tard les vert\u00e9br\u00e9s, et donc l’\u00eatre humain. Qui sait, si on rejouait le film de la vie d’une mani\u00e8re tr\u00e8s l\u00e9g\u00e8rement diff\u00e9rente, peut \u00eatre Pikaia n’aurait pas surv\u00e9cu, les vert\u00e9br\u00e9s ne seraient jamais apparus, et au lieu de l’homme, ce serait une version super-intelligente d’Hallucigenia qui dominerait la plan\u00e8te !<\/p>\n

Pour aller plus loin<\/em><\/h3>\n

Le schiste de Burgess est un sujet fascinant. Pas de surprises, donc, \u00e0 ce que mes coll\u00e8gues blogueurs en aient d\u00e9j\u00e0 abondamment parl\u00e9. Vous pouvez donc aller en savoir plus chez Taupo sur SSAFT<\/a>, chez Xochipilli sur le Webinet des Curiosit\u00e9s<\/a>, chez Tom Roud<\/a>. Comme eux, ma fascination sur le sujet m’est venue de ma lecture du livre La vie est belle de Stephen Jay Gould, enti\u00e8rement consacr\u00e9 \u00e0 la r\u00e9volution du schiste de Burgess. Le titre du livre fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 ce vieux classique du cin\u00e9ma am\u00e9ricain, o\u00f9 un ange vient voir un homme pour lui montrer ce qu’aurait \u00e9t\u00e9 la vie de ses proches si lui n’avait jamais \u00e9t\u00e9 l\u00e0. Et l’homme d\u00e9couvre que tout aurait \u00e9t\u00e9 diff\u00e9rent. Comme si l’on rejouait le film de la vie depuis Burgess, en changeant juste un tout petit truc.<\/em><\/p>\n

J’ai beaucoup h\u00e9sit\u00e9 avant de me d\u00e9cider \u00e0 \u00e9crire sur un sujet aussi \u00e9loign\u00e9 de mes bases. Il est donc in\u00e9vitable que mon texte comporte un certain nombre d’approximations, certaines volontaires, d’autres non. Ainsi je donne une vision un peu trop sch\u00e9matique de la mani\u00e8re dont les d\u00e9couvertes faites \u00e0 Burgess ont modifi\u00e9 le nombre d’embranchements ou de groupes d’arthropodes. Il est difficile de dire exactement combien d’embranchements suppl\u00e9mentaires ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9couverts \u00e0 Burgess. D’une part tous les fossiles n’ont pas encore n\u00e9cessairement \u00e9t\u00e9 correctement interpr\u00e9t\u00e9s, d’autre part la d\u00e9finition d’embranchement peut \u00eatre sujette \u00e0 discussion, enfin j’ai repris les chiffres cit\u00e9s par S.J. Gould dans son livre, lequel date d’il y a une vingtaine d’ann\u00e9es. Une affirmation du genre \u00ab\u00a0on passe de 7 \u00e0 17 embranchements\u00a0\u00bb est donc caricatur\u00e9e, mais donne je crois une bonne mesure de la r\u00e9volution induite par le schiste de Burgess.<\/em><\/p>\n

Enfin pour finir sur une note dans l’esprit Strip Science<\/a>, j’ai toujours \u00e9t\u00e9 fascin\u00e9 par les animaux cr\u00e9\u00e9 par L\u00e9o dans son cycle de BD intitul\u00e9 Ald\u00e9baran<\/a>. Comment arrive-t-il \u00e0 imaginer des animaux si bizarres, et qui pourtant ont l’air si \u00ab\u00a0possibles\u00a0\u00bb. Je crois que j’ai compris, L\u00e9o a lu S. J. Gould !<\/em><\/p>\n

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