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Article
L'étonnante aventure des Ediacarans
par
Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin - 29/04/07
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Les
origines de la vie, généralement datées
de 3 milliards d'années avant le présent, sont
encore mystérieuses. Des hypothèses de plus
en plus vraisemblables sont aujourd'hui avancées pour
expliquer l'apparition des premières molécules
réplicatives. On sait que Gilbert Chauvet, souvent
cité dans cette revue, en présente une dans
son livre(1), appuyée
sur la théorie de la vie qu'il a proposée(2).
Il reste qu'il n'a pas encore été possible de
produire en laboratoire le moindre équivalent de ce
qu'avaient pu être les premières entités
dignes d'être qualifiées de vivantes.
Le
passage de ces formes prébiotiques aux premières
cellules vivantes, bactéries et algues monocellulaires,
n'est pas plus facile à comprendre. Un Himalaya
de complexité distingue une cellule à noyau
d'une simple bactérie et a fortiori d'un
virus. Bien évidemment, la complexification et la
diversification des organismes primitifs se sont accomplies
sous l'influence du mécanisme darwinien de
la mutation au hasard, de la sélection et de l'amplification.
Mais les restes fossiles dont on dispose et qui pourraient
illustrer les différentes phases évolutives
sont difficiles à interpréter car il s'agit,
tels les stromatolithes, de sédiments inclus dans
les nombreuses couches géologiques qui se sont formées
au cours des 3 milliards d'années suivant l'apparition
de la vie.
On
ne connaîtra donc sans doute jamais par l'observation
des fossiles les grandes lignes de l'évolution des
archéobactéries, d'abord, des bactéries
ensuite. Tout au plus peut-on constater qu'elles se sont adaptées
à des milieux de plus en plus différents, généralement
marins et qu'elles ont commencé à les transformer
en retour. Mais longtemps rien n'a permis de penser que, pendant
cette longue période, dite du précambrien (Néoprotérozoïque),
où la Terre émergeait de la dernière
grande glaciation (Gaskiers), terminée il y a 580 millions
d'années, des organismes pluricellulaires étaient
apparus au sein des populations d'unicellulaires.
Ce que par contre l'on sait depuis le 19e siècle, c'est
que subitement (à l'échelle des temps géologiques)
le milieu marin s'est peuplé d'une faune extrêmement
riche et diversifiée. Le phénomène a
été qualifié d'explosion cambrienne.
La faune cambrienne regroupe des formes entièrement
nouvelles, dont certaines ont disparu et d'autres préfigurent
les grands groupes d'animaux actuels (arthropodes et vertébrés).
Cet événement évolutif sans précédent,
attesté par de nombreuses données moléculaires
et paléontologiques (notamment les célèbres
schistes de Burgess), a marqué un tournant décisif
dans l'évolution de la vie sur la planète. Son
apogée s'est produite il y a 540 millions d'années.
Mais d'où provenaient, et selon quelles filières
évolutives, ces innombrables espèces. La question
avait préoccupé Darwin qui se l'était
posée dans son ouvrage On the Origin of Species.
Faute de preuves fossiles intéressant le Précambrien,
Darwin s'était borné à supposer que cette
période devait abonder en organismes multicellulaires
qui n'avaient pas été conservés (on parle
à ce propos du dilemme de Darwin). Il était
évident cependant que, bien que spectaculaire et brusque
au niveau de l'enregistrement fossile, l'Explosion Cambrienne
ne pouvait représenter que l'ultime étape d'un
long processus évolutif amorcé dès le
précambrien et devait donc être replacée
dans un cadre plus large.
Quels organismes avaient donc
précédé les cambriens ?
Une
première réponse à cette question a été
la découverte, faite en 1957, il y a exactement cinquante
ans, par le professeur britannique Mason, alors adolescent,
dans les roches précambriennes de la forêt de
Charwood (Est-Midlands britanniques). Il s'agissait d'un fossile
en forme de feuille d'un organisme multicellulaire de type
inconnu, qui fut baptisé du nom de Charnia masoni.
Cet organisme était sans doute fixé au sol marin
par un pied pédonculé et devait s'alimenter,
selon des processus encore non élucidés, des
nombreux éléments nourriciers dont l'océan
était empli à la suite de la fonte des glaciers.
Un moment confondu avec une algue du cambrien, il se révéla
rapidement plus ancien, vu sa localisation géologique.
Il devait dater de 575–545 millions d'années.
Il s'agit aujourd'hui encore, à quelques cas près,
du plus ancien fossile identifié.
On voit donc avec cette découverte se préciser
une fenêtre chronologique, de 575 à 545 millions
d'années (environ) où de nouveaux types d'organismes
vivants ont réalisé une transition entre le
long précambrien et le relativement court cambrien.
Cette fenêtre de temps, 30 millions d'années
environ, paraîtra relativement brève. Mais pendant
cette durée, une population toute nouvelle, celle des
Ediacarans, s'est installée et a dominé le monde
vivant. Le doute n'existe plus à cet égard aujourd'hui.
En effet, dans les années qui suivirent 1957, des découvertes
analogues à celle de Charwood se multiplièrent,
au sein d'autres sédiments précambriens, notamment
les Ediacara Hills dans le sud-australien. Il apparu qu'il
s'agissait d'une véritable faune, aux nombreuses espèces
et formes, qui depuis a été baptisée
« faune de l'Ediacaran». On trouvera sur le web
de nombreuses références concernant ces espèces,
sur lesquelles nous ne pouvons nous étendre ici.
Les fossiles ne donnent pas beaucoup d'indications sur les
propriétés anatomiques et physiologiques de
ces organismes. On a pu être tenté de penser
cependant qu'ils assuraient la transition entre les bactéries
et la faune du cambrien, d'où dérivent en partie
les espèces actuelles. Mais avec la multiplication
des découvertes, le doute s'est installé. Certains
d'entre eux n'ont manifestement pas eu de successeurs. Aujourd'hui
en effet les paléontologistes les répartissent
en deux groupes. Un premier groupe, le plus ancien, est constitué
d'organismes absolument différents des formes vitales
existant aujourd'hui. Un second groupe, formé à
partir de 560, rassemble de nouveaux types proches de ceux
qui développèrent jusqu'à coloniser la
Terre, sous forme des vers, coraux, arthropodes et méduses
connues de nos jours. C'est le premier groupe qui a suscité
le plus de curiosité. Dans les années 1980,
le Pr. Seilacher de l'université de Tübingen s'était
efforcé de montrer qu'il s'agissait d'une forme de
vie inconnue et désormais éteinte. En quoi se
distinguait-elle des autres et pourquoi avait-elle disparue
? On conçoit que ces questions excitent l'imagination.
Des animaux disparus sans descendance
Récemment de nouvelles découvertes ont permis
de mieux cerner le profil des Ediacarans, notamment de ceux
du premier groupe. En 2003, le plus ancien Ediacaran connu
a été trouvé à Terre-Neuve, péninsule
d'Avalon, vieux de 575 millions d'années. Il s'agissait
d'individus de grande taille, de 2 à 4 mètres.
D'autres formes plus petites et différentes furent
aussi exhumées. Elles constituent la série dite
d'Avalon. Ce sont les espèces de vie les plus grandes,
les
plus complexes et les plus anciennes identifiées à
ce jour sur la Terre (ou plutôt dans les profondeurs
océaniques, entre 500 et 2.000 mètres de fond).
Elles ont dominé pendant 15 millions d'années.
Elles n'étaient pas mobiles, reposant sur le fond ou
amarrées par un pédoncule. Elles ne pouvaient
compter sur la photosynthèse pour survivre à
ces profondeurs. Il ne s'agissait donc pas de végétaux,
mais plutôt d'animaux qui se nourrissaient de la matière
organique dissoute.
Ces animaux ne disposaient cependant d'aucun des organes propres
aux animaux modernes : tentacules, bouches, viscères,
anus. Ils ne pouvaient pas non plus contrôler leur croissance
au-delà d'une certaine taille. En fait ils étaient
dotés d'une structure fractale, chaque branche (ou
fronde) étant composée de branches plus petites
et ceci jusqu'à la plus petite échelle identifiable.
Pour les chercheurs, notamment Guy Narbonne de l'université
de Kingston, Ontario, qui a classé tous ces être
dans la catégorie des « rangeomorphes
», il s'agit d'animaux radicalement différents
de tous ceux connus à ce jour. Cependant ils ont régné
pendant 15 millions d'années.
Pourquoi sont-ils apparus à partir des bactéries
de l'océan primordial ? Mais aussi pourquoi ont-ils
disparu sans descendance ? On peut l'expliquer, comme souvent,
par un changement dans les modalités d'accès
aux ressources nutritives. A la fonte de la glaciation Gaskiers,
l'océan profond s'est trouvé enrichi massivement
en oxygène et en matières organiques dissoutes,
ce qui a permis l'agglomération et l'accroissement
de taille des organismes de type bactérien qui y vivaient.
Les nouveaux venus absorbaient sans efforts leur nourriture
à travers leur surface corporelle, Leur architecture
modulaire de type fractal leur permettait de s'étendre
en taille et dans l'espace au fur et à mesure de l'enrichissement
du milieu en nutriments. Mais avec le temps, l'océan
profond s'est appauvri et les rangeomorphes n'ont pas su s'adapter
en allant chercher leur subsistance dans des profondeurs moindres.
Dans celles-ci au contraire sont nés d'autres édiacarans
plus mobiles qui ont proliféré pendant 10 millions
d'années. La série la plus connue de ceux-ci
est dite « de la Mer Blanche ». On a pu faire
l'hypothèse, mais sans certitude, que parmi eux figuraient
les ancêtres des animaux de l'explosion cambrienne.
Ces derniers étaient bien mieux armés pour se
mouvoir, se procurer de la nourriture et entrer en compétition
les uns avec les autres. Les édiacarans survivants
n'y résistèrent pas.
Avec eux s'acheva ainsi la première tentative de grande
ampleur par laquelle l'évolution avait fait apparaître,
parallèlement au monde toujours présent aujourd'hui
des bactéries, des organismes plus complexes et grande
taille. Certains chercheurs un peu poètes ont cru pouvoir
faire l'hypothèse que si ces populations pacifiques
avaient survécu, elles auraient développé
au fond des océans des formes sociales et d'intelligence
bien différentes de la nôtre et plus conviviales.
Peut-être s'en trouve-t-il de semblables au sein des
mers d'autres planètes.
(1)
"Comprendre
l'organisation du vivant et son évolution vers la conscience",
Collection Automates Intelligents, Editions Vuibert,2006.
(2) Voir le site de Gilbert Chauvet : http://www.gilbert-chauvet.com
Pour en savoir plus
Présentation
de l'université Laval à Québec :
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/explosion.biodiversite.html
Quelques
specimens : http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/vendobiotes.html
Les
origines de la vie. Diorama. Des archéobactéries
aux ediacarans et à la faune cambrienne. Pdf :
http://147.94.111.32/gsc/news/debutvie.pdf
Life's long fuse Newscientist 14 avril 2007, p. 34
