Décoder un 200

Par Université d'Oxford22 août 2023

Reconstruction du fond marin de l'Édiacarien du groupe Nama, Namibie, montrant la diversité animale précoce. Crédit : Musée d’histoire naturelle de l’Université d’Oxford / Mighty Fossils

Une étude menée par l'Université d'Oxford nous rapproche de la réponse à une question séculaire qui intrigue les naturalistes depuis l'époque de Charles Darwin : quand les premiers animaux sont-ils apparus dans l'histoire de la Terre ? Les résultats ont été récemment publiés dans la revue Trends in Ecology & Evolution.

Les animaux apparaissent pour la première fois dans les archives fossiles il y a environ 574 millions d’années. Leur arrivée apparaît comme une « explosion » soudaine de roches de la période cambrienne (il y a 539 millions d’années à 485 millions d’années) et semble contrecarrer le rythme typiquement progressif du changement évolutif. De nombreux scientifiques (y compris Darwin lui-même) pensent que les premiers animaux ont évolué bien avant la période cambrienne, mais ils ne peuvent pas expliquer pourquoi ils sont absents des archives fossiles.

Reconstruction de Charnia, un candidat pour le premier fossile animal de la période Édiacarienne il y a 574 millions d'années. Crédit : Musée d’histoire naturelle de l’Université d’Oxford / Mighty Fossils

The ‘molecular clock’ method, for instance, suggests that animals first evolved 800 million years ago, during the early part of the Neoproterozoic era (1,000 million years ago to 539 million years ago). This approach uses the rates at which genes accumulate mutations to determine the point in time when two or more living speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> les espèces partageaient pour la dernière fois un ancêtre commun. Mais bien que les roches du début du Néoprotérozoïque contiennent des micro-organismes fossiles, tels que des bactéries et des protistes, aucun fossile d'animal n'a été trouvé.

Cela a posé un dilemme aux paléontologues : la méthode de l’horloge moléculaire surestime-t-elle le point auquel les animaux ont évolué pour la première fois ? Ou bien des animaux étaient-ils présents au début du Néoprotérozoïque, mais trop mous et fragiles pour être préservés ?

Dickinsonia, l'un des plus anciens fossiles d'animaux du biote d'Ediacara, formation de quartzite d'Ediacaran Rawnsley, Australie. 560 à 550 millions d'années. Crédit : Lidya Tarhan

To investigate this, a team of researchers led by Dr. Ross Anderson from the University of OxfordThe University of Oxford is a collegiate research university in Oxford, England that is made up of 39 constituent colleges, and a range of academic departments, which are organized into four divisions. It was established circa 1096, making it the oldest university in the English-speaking world and the world's second-oldest university in continuous operation after the University of Bologna." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Le Département des Sciences de la Terre de l'Université d'Oxford a réalisé l'évaluation la plus approfondie à ce jour des conditions de conservation susceptibles de permettre la capture des premiers fossiles d'animaux.

L'auteur principal, le Dr Ross Anderson, a déclaré: «Les premiers animaux manquaient probablement de coquilles ou de squelettes à base de minéraux et auraient nécessité des conditions exceptionnelles pour être fossilisés.» Mais certains gisements de mudstones cambriens démontrent une préservation exceptionnelle, même des tissus animaux mous et fragiles. Nous avons estimé que si ces conditions, connues sous le nom de préservation de type schiste de Burgess (BST), se produisaient également dans les roches néoprotérozoïques, alors un manque de fossiles suggérerait une réelle absence d'animaux à cette époque.

To investigate this, the research team used a range of analytical techniques on samples of Cambrian mudstone deposits from almost 20 sites, to compare those hosting BST fossils with those preserving only mineral-based remains (such as trilobites). These methods included energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction carried out at the University of Oxford’s Departments of Earth Sciences and Materials, besides infrared spectroscopy carried out at Diamond Light SourceDiamond Light Source is the UK’s national synchrotron. It works like a giant microscope, harnessing the power of electrons to produce bright light that scientists can use to study anything from fossils to jet engines to viruses and vaccines. The machine accelerates electrons to near light speeds so that they give off light 10 billion times brighter than the sun." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"Diamond Light Source, the UK’s national synchrotron./p>