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Origine et évolution de la vie


par F. Delporte

La formation de la Terre a 4,55 milliard d'année.

Si du graphite dans des métasédiments au Groenland daté de 3,8 milliards d'année semble être d'origine organique, des fossiles certains d'archéobactéries ont pu être daté de 3,46 milliard d'année. Les archéobactéries sont des procaryotes, des cellules sans noyau ni organite, tout comme les eubactéries (étymologiquement les vraies bactéries). Les cyanobactéries sont des eubactéries particulière, capable de fixer l'azote et de le transformer en énergie, libérant de l'oxygène par photosynthèse.

Les eucaryotes, organismes cellulaires, sont apparus vers 2,5 à 2,1 milliard d'année. Les eucaryotes pourraient descendre de cyanobactérie.

Vers 700 à 600 millions d'année, apparaissent les premiers métazoaires, tel les cnidaires (méduses) ou des " vers ".

A la fin du protérozoïque, le développement de la vie s'accélère. Vers -570 millions d'années, apparition d'organismes triploblastiques, à plus de deux couches cellulaires (découvertes de fossiles en Chine au début des années 1990'). La faune d'Ediacaran (période s'étalant de -635 à -542 Ma) est particulièrement évoluée et varié, mais toujours représenté par les organismes à corps mou. Le site classique de la faune d'Ediacaran, Mistaken point, en Australie, est daté de -565Ma.

Vers 542/530 millions d'années se produit ce que l'on nomme " l'explosion du cambrien ", une très importante diversification des formes de vie. Si certaines donnerons des phylum bien connu, tel les arthropodes, d'autres formes de vie resterons uniques et sans descendance. Le gisement de Burgess au Canada est le site type de cette période. La vie dans les mers fut marquée par la multiplication d'animaux à parties dures. Les premiers phylums comme les arthropodes (trilobites), les brachiopodes, les mollusques, les pelmatozoaires, les spongiaires et les chordés apparurent et modifièrent la composition des biotopes des fonds marins. De tous ces nouveaux venus, les trilobites furent les plus importants. Leurs membres articulés marquaient un progrès sur le plan de la mobilité. Le plus ancien vertébré sans mâchoire, le Haikouichthys, date également de cette période, il a été découvert dans la faune de Chengjiang au Yunnan. Les graptolites deviennent communs durant le Cambrien supérieur. La vie sur terre n'est représentées que par des micro-organismes marins, probablement des lichens (symbiose d'une algue et d'un champignon).

L'Ordovicien débute avec un épisode d'extinction d'espèces (apparemment ?) peu importante. Il se finit par une extinction massive. Selon les estimations, une centaine de familles biologiques ont disparues pendant cette crise. Les groupes les plus atteints sont les bryozoaires, brachiopodes, coraux solitaires, les trilobites qui sont particulièrement touchés, graptolites, échinoïdes, crinoïdes. En tout, on estime qu'un tiers de faune marine à disparue (près de 60% de la vie disparaît pour d'autres). Les couches géologiques de l'Ordovicien contenaient une vie abondante et renferment aujourd'hui de vastes réservoirs de pétrole et de gaz dans certaines régions du monde.

Au Silurien (-444/-416 Ma), les premiers vertébrés à mâchoire apparaissent et les plantes vasculaires partent à la conquête de la terre.
Au début du Dévonien (-416/-359 Ma), les ancêtres des ammonites apparaissent. Ce période verra apparaître les vertébrés tétrapodes, vers 370 Ma, plus particulièrement les lussamphibiens. Les trétrapodes comprennent les lussamphibiens et les amniotes.

Fin Dévonien, au passage Frasnien-Famennien, vers 365 Ma, survient une très importante extinction de masse. Les taxons les plus affectés sont ceux des eaux chaudes et tropicales, notamment les écosystèmes récifaux, qui sont encore fortement touchés (stromatoporidés, rugueux et coraux tabulés), ainsi que les poissons primitifs marins nettement plus touchés que les poissons d'eaux douces. Les groupes les plus atteints sont les algues flottantes, les trilobites (une seule famille survit), les brachiopodes, les conondontes, les acritarches et les ammonoïdes. En tout, environs 70% des taxons marins sont morts.

Le carbonifère (-359/-299 Ma) connaître un vif développement des plantes, notamment des ptéridophytes (fougères), lycopodes et des prêles. Des arthropodes volants apparaissent également, notamment sous la forme de grosses libellules. Parmi les évolutions majeure de ce système, l'émergence dans les amniotes des sauropsidés, vers -315 Ma, et des synapsides. Les sauropsidés comprennent les chéloniens ou tortues, et un autre groupe comprenant les lépidosauriens dont les serpents, lézard et iguane font partie et les archosauriens, dont font partie les crocodiles, les dinosaures et les oiseaux. Les synapsides comprennent les reptiles mammaliens (par exemple le fameux dymétrodon) et les mammifères.

A la fin du Permien (-299/-251 Ma) se produit la plus grande extinction de masse que la Terre ait connu :

- plus de la moitié des familles d'organismes marins (57%) présentes au Permien ne se retrouvent plus au Trias ;
- les vertébrés terrestres sont touchés : 70 à 77% des familles disparaissent, dont 78% des de reptiles et 67% des amphibiens ;
- les insectes qui connaissent un pic de diversité au Permien supérieur voient le nombre de famille chuter de 63% au Trias inférieur (ceci est encore très discuté) ;
- 91% des espèces marines disparaissent : 98% des ammonoïdés (extinction des goniatites), 93% des ostracodes, 85% d'espèces de bivalves, 98% des échinodermes (crinoïdes, cystoïde, blastoïde), ainsi que les trilobites, brachiopodes (disparition de 50 familles, soit 90% des genres), bryozoaires, coraux tabulés et rugueux, foraminifères fusulinidés.


Au Trias, apparaissent les premiers dinosaures, vers -235 Ma, les premiers archosaures volants (ptérosaures), les premiers mammifères ovipares, vers -220 Ma, et les premiers crocodiles…

Les oiseaux, évolution des archosaures, apparaissent vers -150 Ma, au Jurassique. Le Jurassique, et le Crétacé qui le suit, seront " le temps des dinosaures "…

Un peu plus tard, vers - 135 Ma, les angiospermes, ou " plantes à fruits ", commencent à se développer, de même que se développent les mammifères marsupiaux. Les serpents rampent quant à eux vers - 100 Ma…

A la fin du Crétacé, vers - 65 Ma, survient la crise biologique la plus connue du grand public car elle met fin au règne des dinosaures, des reptiles volants et beaucoup de reptiles marins. Avec eux ont disparu une grande partie du plancton marin, les ammonites et presque tous les habitants des fonds marins incluant les rudistes et les mollusques bivalves. Etonnamment, la plupart des mammifères, des oiseaux, des insectes, des tortues, des crocodiles, des lézards, des serpents, des poissons, de certains coraux et des amphibiens ne furent que peu affectés.

Rapidement, profitant notamment des niches écologiques libérées, les mammifères placentaires apparus à la fin du Crétacé prolifèrent particulièrement, donnant les mammifères " modernes " à l'Eocène, vers- 55/-50 Ma. Les primates naissent vers - 55 Ma. Les primates comprennent les Strepsirrhiniens, comprenant notamment les lémuriens, et les Haplorhiniens, comprenant notamment les hominidés. L'Homo Sapiens Sapiens naîtra à travers des préhominiens vers - 7 Ma (Toumaï), des Autralophithèques vers 3,18 (Lucy), des Homos Habilis, 2,5 à 2 Ma, des Homos Ergaster, 2,2 Ma, et encore des Homos Erectus, 2 Ma…


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La géologie est la science qui traite de la composition, de la structure, de l'histoire et de l'évolution des couches internes et externes de la Terre, et des processus qui la façonnent. La géologie est une discipline importante parmi les sciences de la Terre. Associée à des méthodes de datation radiochronologiques et des études de météorites, elle a permis de déterminer l’âge de la Terre, que l'on estime actuellement à 4,57 milliards d'années. Elle intervient, en même temps que la géophysique appliquée, dans la recherche et/ou l’exploitation des ressources naturelles notamment le pétrole, le charbon, les minerais, les pierres précieuses et semi-précieuses et l'eau. Dans son acception actuelle, le terme géologie fut utilisé pour la première fois en français en 1751 par Diderot et créé en italien en 1603 par Aldrovandi. Le mot géologue est utilisé en 1799 par Jean André Deluc ; il fut fixé l’année suivante par Horace-Bénédict de Saussure.

La minéralogie est la science qui étudie les minéraux. Un minéral est une substance formée naturellement, généralement inorganique, exceptionnellement organique. Un minéral donné est caractérisé par une formule chimique et une structure cristalline, c'est-à-dire respectivement par la nature des atomes qui le composent et leur agencement dans l'espace. La minéralogie concentre les diverses approches d'étude des minéraux sur ces bases théoriques.

La paléontologie est la science qui étudie les restes fossiles des êtres vivants du passé et les implications évolutives de ces études. Paléontologue au travail. Patience et minutie sont deux qualités indispensables au paléontologue lors de la mise à jour et l'étude des fossiles. Les muséums d'histoire naturelle jouent, avec les universités un rôle majeur dans la conservation des collections et leur présentation au public.On distingue deux principales formes de paléontologie :

La paléontologie systématique : son objectif premier est le développement de phylogénies sur la base d'observations scientifiques. Pour le néophyte, la paléontologie s'arrête souvent à cette seule partie descriptive des fossiles.

La paléontologie générale ou fondamentale : les paléontologues s'intéressent alors aux problèmes généraux dégagés par la démarche systématique, aux associations entre les êtres vivants disparus et/ou actuels, à leurs évolutions, bref, à l'évolution au cours des temps géologiques.
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