Quand les premiers animaux sont-ils apparus sur Terre ? Nous sommes maintenant un peu plus près de connaître la réponse

L’énigme ? Le moment exact de l’histoire où les premiers animaux sont apparus sur Terre. Quand les animaux ont-ils vu le jour ? Étonnamment, nous ne sommes toujours pas vraiment sûrs.

Ce mystère intrigant qui a dérouté les scientifiques depuis l’époque de Charles Darwin pourrait se rapprocher d’une résolution. Une nouvelle étude menée par une équipe de l’université d’Oxford nous apporte quelques éléments de réponse.

Quand les premiers animaux apparaissent dans les archives fossiles de la Terre

Les premières traces connues d’animaux se trouvent dans des fossiles datant d’environ 574 millions d’années. C’était à l’époque connue sous le nom de période cambrienne.

Cependant, «l’explosion» soudaine de ces créatures pendant cette période va à l’encontre du rythme généralement graduel de l’évolution.

Ce puzzle a été un sujet de débat intense parmi les scientifiques. Ce groupe comprend Darwin lui-même.

Beaucoup émettent l’hypothèse que les animaux ont peut-être évolué bien avant la période cambrienne. Le mystère s’approfondit lorsqu’ils considèrent l’absence notable de ces premiers animaux dans les archives fossiles.

Une « horloge » évolutive basée sur les taux de mutation génétique suggère que les animaux sont apparus pour la première fois il y a environ 800 millions d’années. Cela aurait été au début de l’ère néoprotérozoïque.

Malgré cela, les archives fossiles de cette époque ne contiennent que des traces de micro-organismes comme des bactéries et des protistes. Il n’y a aucun signe de vie animale.

Deux grandes questions sur les premiers animaux sur Terre ont besoin de réponses

Cette contradiction a laissé aux chercheurs deux questions difficiles. Premièrement, la méthode de l’horloge moléculaire a-t-elle surestimé la chronologie de l’évolution ? Ou ces premiers animaux étaient-ils trop fragiles pour être préservés dans les archives fossiles ?

Le Dr Ross Anderson et son équipe du Département des sciences de la Terre de l’Université d’Oxford ont relevé le défi de résoudre ce mystère. Ils ont effectué une étude approfondie des conditions qui auraient pu préserver les premiers fossiles d’animaux.

« Les premiers animaux manquaient vraisemblablement de coquilles ou de squelettes à base de minéraux, et auraient nécessité des conditions exceptionnelles pour être fossilisés », a expliqué le Dr Anderson.

À la recherche des premiers animaux dans la conservation de la BST

Il a ajouté que certains gisements de mudstone du Cambrien ont montré une préservation exceptionnelle des tissus animaux les plus délicats.

L’équipe a émis l’hypothèse que si ces conditions de préservation étaient présentes dans les roches néoprotérozoïques, leur manque de fossiles impliquerait tout simplement que les animaux n’étaient pas là à ce moment-là. Cette période était connue sous le nom de préservation de type schiste de Burgess (BST).

Les chercheurs ont étudié près de 20 échantillons de dépôts de mudstone du Cambrien à l’aide de plusieurs techniques analytiques. Celles-ci comprenaient la spectroscopie des rayons X à dispersion d’énergie, la diffraction des rayons X et la spectroscopie infrarouge.

Ils ont comparé les gisements contenant des fossiles de BST avec ceux ne contenant que des restes à base de minéraux. Les trilobites entreraient dans cette catégorie.

Dans leur analyse, l’équipe a découvert que les fossiles avec une préservation de type BST étaient particulièrement riches en berthierine. C’est une argile antibactérienne. Dans environ 90% des cas, les échantillons contenant au moins 20% de berthierine ont conservé des fossiles de BST.

Une autre argile antibactérienne, la kaolinite, s’est avérée se lier directement aux tissus en décomposition à un stade précoce. Cela a fourni un halo protecteur lors de la fossilisation.

« La présence de ces argiles était le principal prédicteur de savoir si les roches abriteraient des fossiles de BST », a noté le Dr Anderson.

« Cela suggère que les particules d’argile agissent comme une barrière antibactérienne qui empêche les bactéries et autres micro-organismes de décomposer les matières organiques. »

A la recherche des premiers animaux dans les gisements du Néoprotérozoïque

L’équipe a ensuite utilisé ces méthodes pour examiner des échantillons de nombreux dépôts de mudstone néoprotérozoïques riches en fossiles. La plupart des échantillons n’avaient pas les compositions nécessaires à la conservation de la BST.

Il y avait des exceptions à cela trouvées dans trois gisements au Nunavut, au Canada, en Sibérie, en Russie et à Svalbard, en Norvège. Ces échantillons avaient des compositions presque identiques aux roches cambriennes BST. Étonnamment, ils ne contenaient aucun fossile d’animal.

Le Dr Anderson a précisé: «Les similitudes dans la distribution des argiles avec des fossiles dans ces rares échantillons du Néoprotérozoïque précoce et avec des dépôts cambriens exceptionnels suggèrent que, dans les deux cas, les argiles étaient attachées à des tissus en décomposition. Des conditions propices à la conservation de la BST étaient disponibles au cours des deux périodes. Cela fournit la première « preuve de l’absence » et soutient l’idée que les animaux n’avaient pas évolué au début de l’ère néoprotérozoïque, contrairement à certaines estimations de l’horloge moléculaire. »

Cette étude suggère que l’origine des animaux pourrait ne pas remonter plus loin qu’environ 789 millions d’années. Cela date du plus jeune âge estimé de la formation du Svalbard.

Prochaines étapes dans la recherche des premiers animaux sur Terre

L’équipe de recherche prévoit maintenant d’étudier les gisements néoprotérozoïques de plus en plus jeunes dans des conditions propices à la préservation de la BST.

Ils visent à déterminer l’âge des roches où les animaux sont absents des archives fossiles parce qu’ils n’étaient vraiment pas là. Cela n’inclut pas les conditions qui n’ont tout simplement pas réussi à préserver les fossiles.

L’équipe a également l’intention de mener des expériences en laboratoire pour comprendre comment l’argile et la matière organique interagissent lors de la conservation de la BST.

Le Dr Anderson a conclu : « Cartographier les compositions de ces roches à l’échelle microscopique nous permet de comprendre la nature des archives fossiles exceptionnelles d’une manière que nous n’avons jamais pu faire auparavant. En fin de compte, cela pourrait aider à déterminer comment les archives fossiles peuvent être biaisées en faveur de la préservation de certaines espèces et tissus, modifiant notre perception de la biodiversité à différentes époques géologiques.

Pour clarifier, lorsque nous parlons d’« animaux », nous faisons référence à des organismes multicellulaires eucaryotes appartenant au règne biologique Animalia.

Ils se nourrissent de matière organique, respirent de l’oxygène, se reproduisent sexuellement et possèdent des organes sensoriels et un système nerveux spécialisés. Cela leur permet de réagir rapidement aux stimuli.

En savoir plus sur la période édiacarienne

La période édiacarienne, qui fait partie de l’ère néoprotérozoïque, est une période importante dans l’histoire de la Terre. Il s’étend d’environ 635 à 539 millions d’années.

Il a été nommé d’après les collines d’Ediacara en Australie-Méridionale. C’est là que certains des fossiles caractéristiques de l’époque ont été découverts pour la première fois.

Notamment, la période édiacarienne est la dernière période géologique avant le cambrien. L’ère cambrienne est célèbre pour son « explosion cambrienne » de la vie.

La limite marquant la fin de l’Édiacarien et le début du Cambrien est significative. Il dénote la première apparition de nombreux types majeurs d’animaux dans les archives fossiles.

Cependant, la période édiacarienne a ses propres caractéristiques et son importance :

La vie à l’époque édiacarienne

Cette période est connue pour l’apparition du biote édiacarien. Ce sont de grands organismes multicellulaires complexes qui ne ressemblaient à aucune forme de vie vue auparavant.

Beaucoup de ces organismes avaient un corps mou et présentaient une gamme unique de formes. Certains ressemblaient à des groupes d’animaux modernes. D’autres sont complètement uniques à l’Édiacarien.

La nature et la classification du biote édiacarien ont fait l’objet de nombreux débats. Certains de ces organismes semblent n’avoir eu aucun équivalent moderne. Cela rend difficile leur classification. Il existe diverses théories suggérant que ces organismes pourraient être des lichens, des champignons ou même un règne de la vie éteint.

L’environnement édiacarien

Le début de la période édiacarienne est marqué par la fin de la glaciation marinoenne. Ce fut l’une des périodes glaciaires les plus sévères de l’histoire de la Terre. Cela a conduit à un scénario « Snowball Earth ».

Au fur et à mesure que la planète se réchauffait et que la glace se retirait, les mers de la période édiacarienne couvraient probablement une grande partie de la surface de la Terre. À cette époque, la plupart des masses terrestres existaient probablement sous forme de petites îles dispersées.

Les océans édiacariens étaient probablement pauvres en oxygène, limitant la complexité et la diversité des formes de vie. La fin de la période est marquée par une remontée du taux d’oxygène. Certains scientifiques pensent que cela a pu contribuer à la diversification de la vie lors de l’explosion cambrienne qui a suivi.

Preuve fossile

Les fossiles d’Ediacaran sont uniques. Contrairement aux fossiles ultérieurs de la période cambrienne et au-delà, qui étaient pour la plupart conservés sous une forme minéralisée, de nombreux fossiles édiacariens ont été conservés sous forme de moulages et de moules dans les sédiments.

Cela est probablement dû à la nature au corps mou de nombreux organismes édiacariens. Certains des sites les plus célèbres pour ces fossiles incluent Mistaken Point à Terre-Neuve, la région de la mer Blanche en Russie et les collines d’Ediacara en Australie.

La transition édiacarienne-cambrienne

Il y a beaucoup de débats sur les causes de la transition de l’Édiacarien au Cambrien. Une théorie populaire est l’augmentation des niveaux d’oxygène. Cela aurait pu faciliter l’évolution d’organismes plus complexes et dépendants de l’oxygène.

Une autre théorie suggère un événement d’extinction de masse à la fin de l’Édiacarien. Cela aurait conduit à la disparition de la plupart des biotes édiacariens et ouvert la voie à l’explosion cambrienne de la vie.

En résumé, la période édiacarienne représente un moment clé de l’histoire de la Terre. Il marque l’essor d’une vie multicellulaire complexe, ouvrant la voie à la profonde biodiversité de l’explosion cambrienne. C’est un domaine de recherche active et de découverte continue dans le domaine de la paléontologie.

En savoir plus sur la période cambrienne

La période cambrienne est l’une des périodes les plus importantes de l’histoire de la Terre. D’une durée d’environ 541 à 485,4 millions d’années, c’est la première période géologique de l’ère paléozoïque.

Il a suivi la fin de la période édiacarienne, menant à la période ordovicienne. Voici ce que nous savons de cette phase intrigante de l’histoire de notre planète :

Explosion cambrienne

L’un des aspects les plus notables de la période cambrienne est ce qu’on appelle «l’explosion cambrienne». Cela fait référence à l’apparition soudaine dans les archives fossiles d’un large éventail d’organismes multicellulaires complexes.

Cela a marqué une transition majeure dans l’histoire de la vie sur Terre. Avant l’explosion cambrienne, la plupart des formes de vie étaient relativement simples. Ils étaient composés de cellules individuelles ou de petites colonies de cellules.

Diversification de la vie

Au cours de l’explosion cambrienne, presque tous les principaux groupes d’animaux sont apparus pour la première fois dans les archives fossiles. Cela inclut les premières apparitions d’arthropodes, de mollusques, de brachiopodes, d’annélides et d’échinodermes, entre autres.

Beaucoup de ces organismes avaient des coquilles dures ou des exosquelettes. Cela a augmenté leurs chances d’être préservés sous forme de fossiles.

Changements géologiques

Au cours du Cambrien, le supercontinent Pannotia a commencé à se disloquer. Les continents tels que nous les connaissons aujourd’hui ont commencé à se former.

Le niveau de la mer était plus élevé qu’il ne l’est aujourd’hui. Cela a conduit à de vastes mers peu profondes. Dans ces eaux chaudes et peu profondes, les conditions étaient réunies pour l’évolution rapide et la diversification de la vie.

Preuve fossile

La période cambrienne a laissé de riches archives fossiles. Certains des sites fossilifères les plus connus de cette époque comprennent les schistes de Burgess au Canada et les schistes de Chengjiang Maotianshan en Chine.

Ces sites sont remarquables pour leur protection exceptionnelle des créatures au corps mou. Ceux-ci offrent une vue complète de la vie marine du Cambrien.

Atmosphère et climat

L’atmosphère cambrienne était probablement riche en oxygène. Cela peut avoir soutenu la diversification et le développement complexe de la vie animale.

Le climat était aussi probablement plus chaud qu’aujourd’hui. Il n’y a aucune preuve de glaciations qui suggéreraient des périodes plus fraîches.

Prédation et évolution

On pense que l’évolution de la prédation, avec des animaux mangeant d’autres animaux, a eu un impact significatif au cours du Cambrien.

La présence de prédateurs a conduit à une « course aux armements » entre prédateurs et proies. Cela a entraîné l’évolution de caractéristiques telles que les coquilles, les épines et d’autres structures défensives, ainsi que des compétences de chasse plus efficaces.

Événement d’extinction

La fin de la période cambrienne est marquée par une série d’événements d’extinction qui ont anéanti de nombreux brachiopodes et conodontes. Il a également considérablement réduit le nombre d’espèces de trilobites.

Importance de la période cambrienne

Le Cambrien est d’un immense intérêt scientifique. Il fournit des preuves essentielles de l’évolution précoce de la vie animale, de la dynamique des écosystèmes et des changements du climat et de la géographie de la Terre.

Le Cambrien représente également une période clé dans l’histoire de notre planète, lorsque les fondations d’une grande partie des formes de vie ultérieures ont été établies.

En résumé, la période cambrienne était une phase critique dans l’histoire de la Terre. Elle a été marquée par des avancées évolutives remarquables et la propagation de diverses formes de vie. Enfin, il a préparé le terrain pour le développement ultérieur et la complexité de la vie dans les périodes géologiques suivantes.