LE – Filière BG
Semestre S4 –Printemps 2020
Module
: PALEONTOLOGIE (CL20)
Partie 1
: Terminologie-Taphonomie-Espèces et Spéciation
A. BEN MLIH
PL1 Les composants de la matière organique les plus résistants
Cellulose : un des composants glucidiques principal des parois cellulaires des plantes et des algues. C’est la matière organique la plus abondante sur Terre (50 % de la biomasse).
Chitine : composant glucidique principal de la cuticule des arthropodes (exosquelette) et d’autres organismes tels que les algues, champignons, lichens, cnidaires, bryozoaires, brachiopodes, mollusques, graptolites et annélides.
Cire : famille de substances lipidiques conférant plasticité, résistance thermique, solidité et imperméabilité aux plantes.
Les composants lipidiques cireux les plus stables sont la liberine, la subérine et la cérine.
Collagène : composant protéique fibreux des tissus conjonctifs, cartilagineux et osseux des animaux.
Conchyoline : composant protéique fibreux associé à l’aragonite pour former la structure des coquilles des mollusques (dont la nacre).
Cutine : composant lipidique principal de la cuticule des plantes.
Kératine : composant protéique des structures cornées des épidermes, écailles, plumes, poils, ongles, sabots, griffes, cornes et becs des vertébrés.
Lignine : ce pectinide est l’un des composants glucidiques principal du bois des plantes vascularisées ptéridophytes et spermatophytes.
Spongine : composant protéique fibreux principal des spicules siliceux d’éponges.
Figure 2.3 – Quelques processus de fossilisation.
a : coquille originelle, b : enfouissement et remplissage, c : dissolution de la coquille originelle, d : remplissage secondaire du vide laissé par la coquille dissolue, e : exhumation de la coquille en matériel remplacé, f : le moule interne constitué par la gangue de remplissage, g : enfouissement sans remplissage, h : dissolution de la coquille, i : remplissage secondaire du moule externe, j : exhumation du moulage externe constitué par le remplissage secondaire, k : remplacement de la coquille originelle, l : exhumation de la coquille constituée de matériel de remplacement, m : remplacement de la coquille et de la gangue, n : remplissage secondaire du vide, o : exhumation du moulage interne constitué du remplissage secondaire. 1 : matériel squelettique originel, 2 : vide, 3 : gangue originelle, 4 : minéralisation par remplacement, 5 : remplissage secondaire.
PL2 Les principaux minéraux (et leur formule chimique) impliqués lors de la fossilisation
Apatite : Ca
5(PO
4)
3(Fe,Cl,OH) Calcite : CaCO
3Dolomite : CaMg (CO
3)
2Glauconite : (K,Na)(Fe Al,Mg)
2(Si,Al)
4O
10(OH)
2Gypse : CaSO
4.2H
2O
Hématite : Fe
2O
3Limonite (ou aétite ou pierre à grelots) : FeO(OH).nH
2O Opale : SiO
2.nH
2O
Pyrite et marcassite : FeS
2Pyrophyllite : Al
2Si
4O
10(OH)
2Quartz : SiO
2PL3 : Les composants minéraux que l’on rencontre le plus souvent dans les restes fossilisés
– la calcite et son polymorphe l’aragonite, constituant les tests, coquilles et squelettes d’un grand nombre d’organismes tels que les foraminifères, les spongiaires, les cnidaires, les bryozoaires, les annélides polychètes, les mollusques, les brachiopodes, les échinodermes, les arthropodes, les algues (coccolithophoridés, rhodophytes, et charophytes). Ces deux minerais se dissolvent dans les milieux acides ;
– l’apatite, un phosphate calcium, composant les éléments squelettiques des conodontes, de certains cnidaires et brachiopodes, d’arthropodes et des vertébrés. L’apatite se dissout également dans les milieux acides ;
– l’opale, constituant la plupart des coquilles, frustules et éléments squelettiques des
radiolaires, de certains flagellés, des spongiaires siliceux, des diatomées et les
phytolithes des plantes graminées. L’opale est faiblement soluble dans l’eau et dans
les solutions alcalines.
Figure 2.4 Dissolution de la coquille et obtention de moules.
Figure 2.5 Cristallisation de calcite dans une coquille d'Ammonite.
insectes prisonnier de l'ambre. A) mouche ; B) moustique
; C) arachnide ; D) moucheron ; E) blatte, vue dorsale ; E') blatte, vue ventrale ; F) sauterelle. Fossiles issus de la collection de l'auteur. Provenance de Madagascar, datés de -20 Ma.
Micraster en silex du Crétacé supérieur d’Ozillac, France Mamouth congelé
Pleistocène-Holocène, Le dernier découvert a disparu vers 4000 Av.-J.C.
réparti dans les steppes froides qui couvraient au Pléistocèneune grande partie de l‘Eurasie, son apogée se situe à moins de 30 000 ans
PL4 : Des états de conservations exceptionnelles
Ophiures (Cl) protastérides et de stylophores mitrates-Carpoïdes (Eumitrocystella) préservés en position de vie l'Ordovicien
supérieur du Tafilalet occidental, Faune d’Ediacara 600 à 544 Ma (monts d’Ediacara en Australie)
Faune des schistes de Burgess (Colombie Britannique, W. Canada)
(528 à 510 Ma)
Crinoïde Scyphocrinites du gisement d'Erfoud Maroc, fin du Silurien Lagerstätte
Jurassique Sup.(Portlandien) Archéoptéryx
PL5: Les gisements à préservation exceptionnelle
Aegirocassis benmoulaeest un animal marin faisant partie de la famille disparue des Hurdiidés appartenant au clade des Anomalocarida dans lequel se place aussi la famille des Anomalocarididés, des animaux marins apparus il y a 520 millions d'années et proches des actuels arthropodes.
PL6: Fezouata Biota
Une variation clinale (ring species, « espèce en anneau ») est une série
de populations voisines connectées dont les populations relativement apparentées peuvent se reproduire entre elles, mais au sein de laquelle il existe au moins deux populations « terminales » qui sont trop peu apparentées pour qu'il y ait inter-reproduction.
Figure 3.1 –Exemple de variations clinales spécifiques
Figure 3. 3 -Clade
Figure 3.5 – Modèles de spéciation allopatrique.
Dans le premier modèle (a), la (ou les) population(s) de l’espèce A est (sont) divisée(s) par une barrière physique. Dans le cas de la tectonique des plaques (barrière géographique), on parle de vicariance. Ce type de spéciation engendre en général l’apparition de deux espèces nouvelles B et C. Dans le second cas (b), une population périphérique s’isole de la population mère (migration par exemple), causant l’isolement reproductif. Lorsque cette population est de taille réduite par rapport à la population mère A, l’effet de l’isolement est plus marqué (effet fondateur). Il est fréquent que l’espèce A se maintienne alors que la population périphérique donne naissance à une nouvelle espèce B. Les deux aires de répartitions peuvent éventuellement se rejoindre et les espèces résultantes coexister ultérieurement à la spéciation.
Figure 3.2
Figure 3.4
Figure 3.7
Figure 3.7
Figure 3.8 –Équilibres ponctués et évolution graduelle
chez le trilobite Phacops rana (et ses sous-espèces) d’après l’étude des colonnes ocellaires.
Figure 3.6
Figure 3.9 – Illustration des théories du gradualisme, du ponctualisme et de la cladogenèse.
Suivant la théorie du gradualisme (à gauche), l’évolution se fait par anagenèse au sein des lignées, la spéciation découle de cette évolution. Suivant la théorie ponctualiste, l’évolution se compose d’événements de spéciation séparés par des périodes de stase.
Ces deux théories constituent en fait les extrêmes d’un ensemble continu de possibilités telles qu’illustrées par le registre paléontologique dans lequel se succèdent des périodes d’anagenèse séparées par des périodes de cladogenèse (au centre).
Figure 3.10 -D’après le registre fossile , l’équilibre ponctué est le plus fréquent comme mode d’évolution
Figure 3.11 –Illustration de la variation morphologique d’origine génétique.
La drosophile de droite présente un phénotype à ailes vestigiales, engendré par une mutation sur le gène vg.
Figure 3.12 –Changements de sens d’enroulement chez les globigérines du genre Neogloboquadrina en fonction de la
latitude.
Figure 3.13 – Exemples de polymorphisme chez l’escargot à bandes des haies ( Cepaea nemoralis) (d'après
Déom, 2012) . individu hermaphrodite
