jeudi, 23 mars 2017

Les toutes, toutes premières fois

Comment tout (ou presque) a commencé !

B. -400 à -200 Ma

Les premiers accouplements

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– 375 millions d’années

Sea, sex and fun !

En matière de copulation, et d’une certaine manière de sexe, tout aurait commencé voici 375 millions d’années.

Une illustration du poisson Materpiscis Attenboroughi, qui signifie poisson-mère d'Attenborough

Dans ce domaine, les plus précoces seraient des poissons archaïques, des placodermes(1), dotés d’une sorte de cuirasse formée de plaques sur la peau. Les poissons cartilagineux (raies, requins) plus récents (350 millions d’années), à qui revenaient jusqu’ici le privilège d’ouvrir le bal des accouplements chez les vertébrés, se seraient ainsi faits coiffés sur le poteau par ces poissons primitifs.

Mesurant près de 30 cm, plutôt hideux, doté d’une mâchoire puissante, baptisés par les spécialistes de poissons de Gogo (2) ou Materpiscis, ce poisson qui n’a pas la gueule d’un jeune premier, va introduire une nouvelle façon de procréer, ouvrant des perspectives à la fois de plaisirs et d’efficacité sans égal dont nous sommes les héritiers.

Un accouplement très prometteur

Ainsi ces poissons allaient défrayer la chronique, si l’on peut dire, en démontrant justement qu’ils ne frayaient plus comme à l’accoutumée mais qu’ils étaient devenus vivipares. Autrement dit, pour la toute première fois, l’embryon allait se développer à l’intérieur de l’organisme maternel, bien au chaud et non plus dans un œuf déposé de manière désinvolte dans l’eau par la maman poisson, en attendant que celui-ci soit fécondé par le papa.

L’avantage de cette nouvelle « procédure » tient au fait que le bébé arrive au monde déjà bien formé. Ainsi, bien que la progéniture soit moins nombreuse que pour les espèces déposant des œufs dans un milieu extérieur, celle-ci étant plus robuste offre un avantage sélectif face aux prédateurs qui, à l’ époque, se comptaient par légions.

En effet, au Dévonien, les poissons, pour certains des monstres marins de près de 8 mètres,  se nourrissaient essentiellement d’autres poissons. Les minuscules « bébés » qu’engendrait la fécondation extérieure, malgré l’avantage du nombre que représentent des milliers d’œufs, étaient donc une proie trop facile. Tandis que la fécondation interne, produisant des petits plus costauds et surtout plus mobiles, est apparu comme un atout.

En mordre pour sa dulcinée

Mais ce n’est pas tout. Avec cette toute nouvelle façon de faire  » l’amour », il a fallu que le mâle s’accroche ! En effet, s’accoupler dans l’eau n’est pas si simple. D’où l’apparition des toutes premières mâchoires permettant au mâle de tenir la femelle durant l’acte sexuel. La femelle ainsi tenue, le mâle pouvait introduire le sperme au sein de sa dulcinée,  au moyen d’un organe de type ptérygopode utilisé aujourd’hui chez les requins, résultant de la transformation de la nageoire pelvienne.

Il est probable qu’à l’origine, les placodermes avaient recours à un organe équivalent pour féconder les œufs déposés dans le milieu aquatique et que, petit à petit, le couple s’est rapproché.  Et peut-être, à la manière des hippocampes, ils ont connu un phase intermédiaire où la grappe d’œufs s’est retrouvé portée par la femelle dans une poche incubatrice. Mais cela ne nous regarde pas !!

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Ici, les ptérygopodes d'un requin, sorte de prolongation de la nageoire pelvienne

L’histoire ne s’arrête pas là. Nous, les être humains, hériteront, bien plus tard, de l’anatomie pelvienne issue des poissons de Gogo. Les ptérygopodes, évoqués plus haut, organe de transmission du sperme utilisé notamment chez les requins, deviendront nos pénis, tandis les nageoires se transformeront en hanches et en pattes postérieures. Tout n’est qu’une affaire de recyclage.

Faut-il conclure que notre appétit sexuel a pris naissance un beau jour du Dévonien, en croquant à belles dents le fruit défendu ? Cela ne vous rappelle pas une autre histoire ?


(1) Les placodermes ont été, durant 70 millions d’années, à l’époque du Dévonien, le groupe dominant du milieu aquatique avant de disparaître totalement. Ils sont les ancêtres notamment des requins, poissons osseux, dinosaures et des mammifères.
(2) Fossile découvert, par les équipes de John Long, en 2007,  dans la région de Kimberley, au sein d’un important récif tropical de Gogo, en Australie. Cette espèce de poisson qui est apparue au Dévonien supérieur (380 millions d’années) est aujourd’hui éteint. L’état du fossile a mis en évidence l’existence des premiers cordons ombilicaux.
Publié le 11 septembre 2011


A visionner pour mieux comprendre [en anglais] :


Pour aller plus loin :

Les tout premiers bruissements de feuilles

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Posté par fabrice
 

- 385 millions d’années

L’arbre qui cache la forêt

 

Vous entendez ce léger sifflement ponctué de frottements plus rauques. C’est la première mélodie du vent qui joue avec les feuilles du premier arbre dignes de ce nom. Son nom justement : l’arbre de Gilboa. Déployant son « panache vert »,  il y a 385 millions d’années, c’est le plus vieux fossile d’arbre connu.

wattieza, arbre primitif - Reconstitution
wattieza, arbre primitif Reconstitution

Cet arbre primitif a l’allure des fougères arborescentes actuelles, on est donc loin des feuilles de chêne. D’une hauteur d’une dizaine de mètres, sa cîme est couronnée de branches ressemblant à l’arbre du voyageur. La photosynthèse, une technique performante, ne fonctionne que sur les extrémités de ses branches.

A peu près à la même époque, prend racine une autre variété plus connue, l’Archaeopteris, appelé aussi « Fougère arbre », à mi-chemin entre la fougère et le sapin. Plus avancé que l’arbre de Gilboa, l’Archaeopteris disposent de racines et de branches plus développés.

 

Le roi de la forêt

Il va dominer à la fois en nombre mais surtout en hauteur, les toutes premières forêts de la Terre. Il atteindra jusqu’à 30 voire 40 mètres de hauteur pour un mètre de diamètre. En comparaison, quelques dizaines de millions d’années plus tôt (vers –400 millions), la végétation était au raz des pâquerettes ne dépassant guère la vingtaine de centimètres.

Aucun doute, dans la période des 370 millions d’années, l’Archaeopteris sera le seigneur des premières forêts, avec un taux d’occupation de 90 %. Celles-ci se développent dans les zones humides et notamment dans les régions équatoriales de l’Arctique canadien d’aujourd’hui où se produisent de grandes crues inondant tout le continent nord-américain.

Reconstitution d'une forêt il y a 350 millions d'années
Reconstitution d’une forêt, il y a 350 millions d’années

L’hégémonie de l’Archaeopteris ne durant qu’un temps, 25 millions d’années. Durant son règne sans partage, il aura bouleversé l’atmosphère de la planète, en favorisant l’oxygène au « mépris » du C02. Peut-être trop, car ce dernier va tomber à un taux si bas qu’il ne pourra plus servir de « couette norvégienne » à la planète. Il s’en suivra une période de glaciation, une de plus, – voir encart ci-dessous sur les premières plantes-  qui sera fatale à notre roi des forêts.

Mais tout n’est pas si noir. Car avec ce géant vert qu’est l’arbre, vent et Soleil vont disposer d’un compagnon de jeux fantasque. Jeu musical et jeu d’ombres vivantes, jusqu’ici inconnues, pour la plus grande joie des futurs amoureux de la nature.

Profitant de cette nouvelle donne favorable, taux d’oxygène en augmentation et nouveau combustible que sont les arbres, un nouveau joueur intervient, le feu qui, à l’aide de la foudre va allumer les premiers incendies de forêt.

 

 


Les plantes savent souffler le chaud et froid !

Si  les plantes savent donner des couleurs à la Terre, du goût à la vie et nous bercer par le bruit du vent dans leur feuillage,  elles peuvent aussi souffler le chaud et le froid !

Il y a 460 millions d’années, selon une étude conduite par Tim Lenton, géologue à l’université d’Exeter en Grande-Bretagne(*),  le développement des toutes premières plantes terrestres aurait déclenché une des  glaciations majeures que la Terre ait connue.

A l’époque de l’Ordovicien, période située entre -488 millions et -444 millions d’années, la température de la Terre était supérieure de 5° environ à celle d’aujourd’hui. Curieusement, cette température a chuté très sensiblement durant une dizaine de millions d’années, sans que l’on en comprenne vraiment la raison. Une partie importante du supercontinent Gondwana, qui à l’époque occupait une grande partie de l’hémisphère sud, se couvre alors de glace.

Selon les chercheurs, les fautifs sont les premières plantes terrestres, ancêtres des mousses qui, en se développant, ont provoqué un double processus  modifiant le cycle du carbone et par voie de conséquence le climat.

D’un part, les plantes, en secrétant des acides, ont provoqué une altération chimique des roches, comme le granite et le basalte. Cela a favorisé le pompage du CO2 atmosphérique et donc a conduit à une diminution sensible de l’effet de serre. 

D’autre part, les plantes auraient extrait le phosphore et le fer des roches qui se seraient retrouvés in fine dans l’océan. Le plancton se serait alors littéralement « goinfré » de cet apport nutritif inespéré avec comme effet, une croissance effrénée.

Hélas, le bonheur des uns fait souvent le malheur des autres. Le plancton, qui stocke en mourant le carbone dans les fonds marins, sous forme de roche, d’où il restera prisonnier, va indirectement  bouleverser l’atmosphère. Doublement atteinte, comme on vient de le voir, l’atmosphère va donc connaître une chute de la concentration de CO2 de 8.4 fois. Ce qui correspond au seuil critique pour enclencher une glaciation.

Morale de l’histoire : hier comme aujourd’hui, les plantes jouent un rôle majeur dans la régulation climatique.   

* Etude publiée le 1er février 2012 par la revue Nature Geoscience

Mis à jour le 3 mars 2012

 

A visionner pour mieux comprendre :

http://youtu.be/klVSVNiCtcs


A voir et à lire pour aller plus loin :

  • Le plus vieil arbre fossile du monde vient de parler : Site : Futura-Sciences
  • Encyclopédie des arbres Plus de 1 890 espèces et variétés d’arbres du monde entier – arbres des forêts, des campagnes, des jardins, des vergers… – font de ce livre le plus complet et le plus abondamment illustré sur le sujet, source de découvertes passionnantes.
  • Rencontre avec des arbres remarquables Historien, auteur d’ouvrages qui ont fait date, Thomas Pakenham est aussi propriétaire terrien. Sur son domaine irlandais poussent plus de deux cents variétés d’arbres et il est président de The Irish Tree Society. C’est un arboriculteur passionné. Il nous parle ici de soixante arbres remarquables,…

Les tout premiers mammifères

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Posté par fabrice
 

- 230 millions d’années

Les mamelles du monde


Plongeons-nous dans la pénombre d’une nuit naissante, il y a plus de 200 millions d’années.  Une douzaine de frêles bestioles se faufilent hors de leur refuge. Elles laissent derrière elles de timides empreintes sur l’humus encore tiède.  Elles ressemblent à de petites musaraignes. Sans le savoir, elles tracent le début d’un long chemin qui conduira jusqu’à nous.

Ces « bestioles », qui ne paient pas de mine, sont pourtant les premiers représentants des mammifères.

Crusafontia, un des ancêtres des mammifères

Crusafontia, un des ancêtres des mammifères

Les mammifères ne font pas encore la loi

La vie n’est pas facile pour ces petits animaux, car le monde ne leur appartient pas, du moins pas encore. Les maîtres de ce monde -et cela durant 150 millions d’années- seront issus d’autres familles comme les euraptors (Eoraptor), les tout premiers dinosaures. 

Imaginez-les, juchés sur leurs pattes arrières, dotés de doigts griffus, d’un museau effilé garni de dents pointues leur permettant d’être carnivores. Mesurant un mètre,  ils évoluent en meute, poursuivant des petits reptiles..ou encore les premiers mammifères. Ces mammifères devront faire le dos rond en attendant des jours meilleurs. Ils vivront dans l’ombre des reptiles mammaliens et des dinosaures qui entament à la même époque un règne sans partage.

Vers 167 millions, d’années, un peu avant l’apparition des premiers oiseaux, un nouveau mammifère pointe le bout son nez : l’Opossum. De la taille, d’une souris, il serait l’ancêtre des marsupiaux et des mammifères placentaires (dont la mère porte le petit dans l’utérus), et donc un parent éloigné.

Eomaia
Eomaia, notre aïeul…

Eomaia :  notre lointain aïeul

Un peu plus tard, il y a 125 millions d’années, un petit mammifère insectivore de la taille d’une souris, probablement arboricole, fait ses premiers pas.  Son nom: Eomaia.

C’est le tout premier euthérien connu. Présence de liquide placentaire et développement embryonnaire entièrement dans l’utérus,  cette fois, le lien de parenté se rapproche.

Cependant, au Crétacé supérieur, entre 95 et 65 millions d’années, les mammifères sont encore peu nombreux. Malgré tout, ils entament une diversification. Certains sont insectivores ou encore carnivores. Ils commencent à diversifier leur nourriture pour s’affranchir de la concurrence alimentaire des dinosaures (1). 

Mais les plus nombreux et surtout les plus ressemblants aux mammifères modernes sont les multituberculés, appelés « rongeurs du Mésozoïque ». Modernes seulement dans leur apparence car, en fait, ils diffèrent beaucoup des mammifères actuels, notamment par une mastication peu agile, facteur pourtant essentiel comme évoqué plus loin.  Ils évolueront durant 120 millions d’années pour s’éteindre voici 35 millions d’années, échappant à la fameuse extermination des dinosaures.

Il y a 65 millions d’années, la chance tourne en faveur des mammifères

C’ette extermination, il y a 65 million d’années, est une chance inespérée pour nous, les mammifères; Un véritable tournant sans lequel nous ne serions probablement pas là à l’évoquer. C’est notre combat par météorite interposée de David contre Goliath avant l’heure !

La catastrophe provoquée par la chute de cette célèbre météorite conduira à la disparition de tous les animaux de grande taille. Les mammifères qui ont su cohabiter tant bien que mal avec les dinosaures durant des millions d’années, vont bientôt pouvoir passer de l’ombre à la lumière .

C’est ainsi qu’une espèce de lémuriens, très mobiles, munis de mains préhensiles, se réfugieront sous les rochers grâce à leur agilité et à leur petite taill,  laissant ainsi passer le cataclysme. De leur survie dépend notre lignée.


Arbre des mammifères placentaires

Les mammifères une grande famille…recomposée

Les mammifères comptent 3 grandes familles : les monotrèmes qui pondent des œufs comme l’ornithorynque, les marsupiaux dont le petit vit très peu de temps in utero, le kangourou et les placentaires dont nous faisons partie. Parmi les placentaires, figurent 4 grandes lignées.

Aujourd’hui, les mammifères sont largement dominés par les placentaires qui comptent 4000 espèces, rassemblés dans 114 familles. Tandis que les marsupiaux représentent 270 espèces au sein de 16 familles et les monotrèmes (l’origine la plus ancienne), 2 familles comportant seulement 3 espèces au total.

Avant l’extinction des dinosaures de la fin du Crétacé (il y a 65 millions d’années), la famille des mammifères présentait une toute autre physionomie. Seules 27 familles de mammifères ont été alors recensées -d’une répartition presque homogène entre les 3 grandes familles [un léger avantage aux marsupiaux et aux placentaires] -, enregistrant pas plus de 300 espèces au total.

Le grand succès des mammifères,  on le doit, bien entendu, à la disparition des dinosaures mais aussi à des évolutions majeures portant principalement sur la dentition et la mâchoire.

Pour faire face à l’impitoyable loi de la jungle, rien ne vaut, en effet, une mâchoire bien adaptée !  

 


Les premiers comportements sociaux des mammifères

Nous avons maintenant la preuve que les mammifères rescapés de la catastrophe qui a décimé les dinosaures, voici 65 millions d’années, jouissaient d’un comportement social et vivaient en groupe.

Les restes fossilisés de deux des "marsupiaux"

Cette preuve provient de la découverte, en Bolivie (site de Tiupampa, situé dans les Andes), de squelettes fossilisés d’une population de marsupiaux de petite taille (Pucadelphys andinus).

35 animaux qui ont vécu ensemble sur les rives d’un fleuve et qui ont sans doute été surpris par une forte crûe, ce qui explique l’excellent état de conservation des fossiles.

Ceci témoigne du fait que les premiers mammifères vivaient en groupe et présentaient probablement des mœurs grégaires. Cela paraît d’autant plus surprenant que la plupart des marsupiaux d’aujourd’hui sont solitaires. D’une certaine manière, nous observons là, les toutes premières « tribus ».

Actualisé le 31 mai 2012

1 – Selon des biologistes américains, australiens et finlandais, les mammifères ont diversifié leur alimentation bien plus tôt que prévu, il y a au moins 85 millions d’années. Source : Science & vie – N° 1137 – Juin 2012


A visionner pour mieux comprendre l’histoire des mammifères et de l’évolution :

  • Histoire de l’évolution des mammifères :

  • Histoire de l’évolution depuis près de 500 millions d’années :

Planète Terre – Mystères de l’Évolution – 07/18
  • Eoraptors, les ancêtres des dinosaures apparus voici 230 millions d’années :



A voir et à lire pour aller plus loin :

  • Une brève histoire des mammifères : bréviaire de mammalogiede Jean-Louis Hartenberger – Editions BELIN Pour la science.Dans les 4,5 milliards d’années de la Terre, I’aventure des mammifères, apparus à la même époque que les dinosaures, n’occupe que les derniers 200 millions d’années. Leur destin bascula plusieurs fois. Pour reconstituer leur histoire, I’auteur fait revivre les fossiles témoins, retrace les polémiques soulevées par leur découverte et évoque les grands auteurs ayant, depuis deux siècles, forgé cette identité mammalienne qui est aussi la nôtre. À travers ce voyage dans notre passé profond, il montre combien la démarche des paléontologues s’apparente à une enquête policière.