Des images du site de Burgess : faune éocambrienne

[JacquesL]

http://minilien.com/?8RyOvQA2dy

Seul lien que je connaisse sur les schistes de Burgess, en Colombie Britannique : unique site de fossiles conservant les traces des parties molles, d'environ 550 millions d'années. Une explosion de formes de vies pluricellulaires, pélagiques ou benthiques. La plupart des phylla visibles là se sont éteints peu après. Un seul modeste exemplaire d'un protocordé. Les vertébrés - dont nous mêmes - font partie des cordés.

[JacquesL]

Une vraie question, auxquelles nous n'aurons guère que des réponses spéculatives, et quelques certitudes négatives :

Les mécanismes pré-génétiques qui ont inventé les protéines et la génétique ?

En étudiant la génétique des êtres actuellement vivants, on étudie une biologie très aboutie, très évoluée. Or cela n'a probablement plus grand chose à voir avec la sélection initiale archéobiotique qui a pu aboutir à ce système fort perfectionné de codage ADN, ARN, protéines.
Je crois savoir qu'il y a déjà depuis quelques dizaines d'années un consensus sur l'origine extraterrestre, par chimie froide interstellaire, des acides aminés.

L'autre voie de recherche que je suggère est complémentaire. Pierre Thuillier, dans ses articles parus dans La Recherche, avait exhumé le cas de Leduc, au 19e siècle, qui en développant des fleurs d'osmose, avait cru avoir inventé la vie. C'est vrai que de nombreux clichés étaient saisissants de ressemblance apparente avec des structures vivantes, végétales. Les souffleurs sous-marins aussi sont des constructions baroques, dues à la précipitation de sels dissous, exactement comme les fleurs d'osmose de Leduc
J'étais professionnellement assez familier avec les membranes de précipitation osmotiques. Le béton au laitier des tunnels du métro parisien sous la Seine, vers 1900, profite justement de ces membranes d'osmose intergranulaire, qui le rendent imperméable, contrairement à un ciment Portland.

Suite du parcours heuristique :
Et si pour inventer les protéines, il avait fallu inventer les membranes d'abord ?
La première caractéristique thermodynamique d'un être vivant, est qu'il s'interpose sur un flux d'énergie et de matériaux, et qu'il le canalise et le détourne à son profit.
Mieux vaut avoir des membranes pour cela ! De quelles sortes, aux origines ? Des membranes benthiques. Possible.
Des membranes de surface, sur l'eau, plus ou moins stagnante. OK aussi.
Et les bords des souffleurs sous-marins, bien sûr.

Autre piste heuristique peu étudiée : en pédologie, on fait grand cas des complexes argilo-humiques du sol. Lors de la phase prébiotique, des complexes argilo-pré-protéiques ont-ils pu faire l'objet d'une sélection ?

Autre question. Actuellement, la mer est salée, et le cation dominant est le sodium. Tandis qu'il ne domine pas dans les eaux des fleuves, tous climats confondus, toute conditions végétales confondues. On sait pourquoi : le potassium est piégé dans les argiles marines pré-micacées, glauconite par exemple. De là, le plus gros est recyclé dans le manteau par la subduction, une minorité est expulsée en laves, une autre minorité est transformée en croûte terrestre et notamment en granite via des plutons, enfin quelques écailles de fonds océaniques émergent, piégées en croûte terrestre, par exemple dans l'Himalaya ou dans les Alpes, lors de la collision de deux plaques (ophiolites). En moyenne, il y a eu augmentation de croûtes terrestres, avec piégeage du potassium originaire du manteau. Côté magnésium et calcium, ils sont aussi piégés dans des argiles marines, mais surtout dans des tests, des coquilles, des calcaires, des marnes.
La question : dans les mers de la Terre primitive, le rapport Na/K était-il comparable à ce qu'il est présentement, ou nettement moins élevé ? Or il joue un rôle énorme dans nos cellules, notamment dans nos axones. Tous nos liquides intracellulaires sont nettement moins sodiques que l'eau de mer.


Toujours un regard thermodynamique.
J'ai fait peu de biologie et surtout lors des deux premières années de Licence de psycho. Enfin, c'était quand même intensif, à ce moment là. Et presque plus en maîtrise, surtout orienté autour des conditions d'imagerie, par exemple du monoxyde NO comme médiateur de dilatation de vaisseaux sanguins pour apporter juste aux neurones qui travaillent fort à ce moment là.

Ces codages de protéines, cette réplication de l'ADN, c'est l'aboutissement d'un rêve de chimiste, de super-super-super-super-super-catalyseurs, super-super-super-super-super-sélectifs.
Dites ? Il a fallu des super-super-super-super-conditions de sélection pour aboutir à des trucs aussi magiques ?
Ce sont ces super-super-super-super-conditions de sélection qui nous posent une grande énigme. La thermodynamique irréversible, et des structures anti-dissipatives dont nous n'avons pas grande idée...



Eléments de réponse, merci aux contributeurs sceptiques du Québec :

L'article de wikipédia sur les origines de la vie est pas mal à ce sujet.
(http://fr.wikipedia.org/wiki/Origine_de_la_vie)
Plus les réferences.

Eléments introductifs de cours à :
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre.html
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/vie.terre.html
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/origine.vie.html
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/vie.bacteries.html
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/diversification.vie.html

Musée de paléontologie de l'université de californie :
http://www.ucmp.berkeley.edu/exhibits/index.php
D'une richesse quasi inépuisable.

En introduction aux temps précambriens, on consultera http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre.html.

Un cours en ligne sur l'organisation des eucaryotes, principalement des bactéries :
http://www.microbiologytext.com/index.php?module=Book&func=displayarticlesinchapter&chap_id=35

[JacquesL]

Un site personnel inachevé, mais riche en l'état :
http://membres.lycos.fr/paleorcl/acceuil.htm

Explosion cambrienne :
http://membres.lycos.fr/paleorcl/explosion%20cambrienne.htm

Des embryons fossiles : http://membres.lycos.fr/paleorcl/embryons%20fossiles.htm

[JacquesL]

Stephen Jay Gould était cité d'abondance sur fr.sci.paleontoliogie dans un vif débat.
Je ne me doutais pas à quel point son livre relatant les péripéties de l'analyse de la faune cambrienne de Burgess, est riche, se lit comme un roman passionnant.
La vie est belle. Les surprises de l'évolution. Au Seuil, 1991. Traduction par Robert Blanc.

En fait , je voudrais bien voir une réécriture aussi critique et riche, de l'analyse de la faune d'Ediacaria, faune légèrement plus ancienne.

Les conditions écologiques de ce Cambrien inférieur étaient certainement uniques : il n'y avait rien, toutes les niches écologiques pouvant être occupées par des pluricellulaires, étaient encore vides. Cela ne s'est plus jamasi reproduit depuis.

Autre chose, bien plus délicat à prouver : la probable labilité des génomes à cette époque, qui n'étaient encore encombrés ni verrouillés par toutes les redondances qui ont été accumulées depuis, notamment par des codes morts mais réactivables.

[JacquesL]

Une page remarquable à signaler, à l'Université Laval, résume les connaissances des trois grandes faunes du Précambrien et de l'Eocambrien, les faunes d'Ediacara (600 MA - 544 MA), de Tommot (530 MA), de Burgess (528 MA - 510 MA) :
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/explosion.biodiversite.html

Dans les deux premières faunes, ni celle d'Ediacara ni celle de Tommot, on n'a identifié de proto-arthropode, ni de proto-chordé. Tandis qu'à Burgess, on trouve un exemplaire de chordé, le Pikaya, soit notre ancêtre, long de 4 cm, et plusieurs formes d'organisations d'arthropodes, dont quatre sur vingt-quatre ont survécu.

La faune d'Ediacara a subi une extinction massive à la transition entre protérozoïque et paléozoïque (544 MA). La faune de Tommot n'a duré que quelques millions d'années. La faune de Burgess a subi une extinction massive à 510 MA. Toutes les trois ont été retrouvées sur tous les continents, ont donc eu une extension générale dans les mers de l'époque.

(Rappel : la végétation sur les continents n'étant pas encore inventée, pas non plus d'animaux terrestres pour la brouter).

Comme on n'a pas à ce jour de traces fossiles des précurseurs transitoires à la faune de Burgess, les ancêtres pluricellulaires communs aux arthropodes, aux chordés et aux autres métazoaires tels le lombric ou l'holoturie, nous sont parfaitement inconnus. Tout au plus avons-nous des traces de leurs terriers dans la vase du fond.

Affaire à suivre !



Pour ceux qui lisent l'anglais :
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/time.mag.life.explosion.html
WHEN LIFE EXPLODED


For billions of years, simple creatures like plankton, bacteria and algae ruled the earth. Then, suddenly, life got very complicated.

By J. MADELEINE NASH

Extrait de:
TIME Magazine
4 décembre, 1995 Volume 146, No. 23

[JacquesL]

http://membres.lycos.fr/paleorcl/explosion%20cambrienne.htm

527 Ma : la faune de Chengjiang

Beaucoup de sites fossilifères renfermant des organismes très bien conservés se trouvent dans le Sud de la Chine. L'un d'entre eux, Chengjiang, date du Cambrien inférieur, plus précisément Atdabanian inférieur, et donne l'image d'un écosystème marin plus complexe  que la faune tommotienne (Chen et Zhou, 1997). Cette conservation exceptionnelle est surtout due au fait que les organismes ont été enterrés vivants, pris dans les flots turbiditiques liés aux effondrements du substrat instable.
Un des points les plus remarquables, mis à part sa conservation exceptionnelle, est sa richesse biologique, caractérisée par les paléobiologistes évolutionnaires comme « une des découvertes les plus extraordinaires du vingtième siècle » (Chen et Zhou, 1997). En effet plus de 150 espèces (biominéralisées ou à corps mou) ont été découvertes, dont la majeure partie appartient à une vingtaine de phyla (site 1). Un tiers de ces phyla sont encore connus de nos jours, par exemple on trouve des arthropodes (50% de la faune de Chengjiang), des chordés, des vers priapuliens, des spongiaires, des brachiopodes, des chaetognathes et des mollusques. Les deux tiers restants ne semblent pas avoir de représentants actuels. C'est le cas des eldoniidés, des hyolithes, lobopodes et des vétulicolidés, bien que ce dernier soit parfois défini comme un chordé ou un arthropode.
Un autre point remarquable de ce gisement est la complexité des organismes bien supérieure à celle de la faune d'Ediacara. Les systèmes sensoriels, respiratoires, alimentaires (fig. 4, 2) et locomoteurs se complexifient certainement en même temps que l'écosystème marin. En effet, l'apparition de prédateurs nageurs comme Anomalocaris (fig. 4, 3), vivant sur le fond, comme les arthropodes, ou à l'intérieur du sédiment, comme les vers priapuliens (fig. 4, 1), induisent l'existence d'une chaîne alimentaire et de stratégie d'attaque et de défense à complexité croissante.

[JacquesL]

Encore une belle page sur le site et la faune de Burgess :
http://site.voila.fr/levolution/explosion.htm

[JacquesL]

Paléogéographie du Cambrien à la Pangée (250 Ma) :
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/cambrien.pangee.html

Le démembrement de la Pangée : du Jurassique à nos jours :
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/pangee.auj.html

Un récif et une stratigraphie de l'éocambrien :
http://www.palaeos.com/Paleozoic/Cambrian/Terreneuvian.1.html

Fouillez largement autour de cette page, cela en vaut la peine !
http://www.palaeos.com/Paleozoic/Paleozoic.htm#Geography
http://www.palaeos.com/Timescale/Phanerozoic.htm
http://www.palaeos.com/Proterozoic/Neoproterozoic/Ediacaran/Ediacaran.4.html
http://www.palaeos.com/Proterozoic/Neoproterozoic/Neoproterozoic.html ...

Géographie probable de la Rodinia, formée à 1,1 Ga BP, et qui s'est disloquée vers 750 Ma BP :
http://www.scotese.com/Rodinia3.htm
Sa rupture lors d'une grande glaciation :
http://www.scotese.com/precambr.htm
Synoptique historique du Précambrien :
http://www.scotese.com/precamb_chart.htm
Index par périodes : http://www.scotese.com/earth.htm

Un aperçu de l'histoire géologique de la France :
http://www.prepasvt.uhp-nancy.fr/France.pdf

International Geological Congress, Oslo 2008 : Precambrian geology.

HPP-01 General contributions to Precambrian geology Raimo Lahtinen, S. Wilde, J. Percival

The Precambrian represents a large part of Earth's history and encompasses the formation of the Earth, onset of plate tectonics, irreversible oxidation of atmosphere and hydrosphere to the evolution of complex multicellular organisms, including the first animals. There is still a controversy as to when modern-style plate tectonics started. Subduction-type processes probably operated already during Neoarchean or earlier but eclogites and UHP rocks are rare before the Neoproterozoic era. The exponential decline of Earth's radiogenic heat production has affected the formation and evolution of continental crust, lithospheric mantle and the style of plate interaction. Crustal growth is dominantly a Precambrian phenomena and the net crustal mass input from (Meso- )Neoproterozoic to present seems to be only 10-20% or less. The Archaean-Proterozoic transition is one of several critical intervals in Earth history when the terrestrial systems were experiencing rapid, global-scale changes seen as world-wide occurrences of glaciation, red beds and carbon isotope excursions. The role of Precambrian supercontinents Kenorland, Nuna, Columbia and Rodinia is very important in understanding the mantle dynamics, crustal growth and hydroatmospheric evolution of the Earth system. For this general symposium, we invite presentations of the field aspects, petrology, geochemistry, structural geology and isotope geology of Precambrian geology and presentations of models bearing on the evolution of Precambrian lithosphere.


HPP-04 From Rodinia to Nuna and beyond: Precambrian supercontinent reconstructions delving deeper in time Svetlana Bogdanova, David Evans, Mauro Cesar Geraldes, Hervé Théveniaut (IGCP 440 and IGCP 509)

Accurate descriptions of pre-Pangean paleogeographic reconstructions will be essential for understanding the role of supercontinents in mantle dynamics, as well as providing the boundary conditions for studies in global climate and hydroatmospheric chemistry of the evolving Earth system. Much recent work has advanced our perception of the Neoproterozoic supercontinent Rodinia, although some important questions remain unresolved. Rodinia's predecessor, the Paleoproterozoic supercontinent Nuna (or Columbia), is only beginning to take form. This symposium of the co-operating IGCP Projects 440 (Rodinia Assembly and Break-up) and 509 (Paleoproterozoic Supercontinents and Global Evolution) welcomes presentations of new tectonostratigraphic and paleomagnetic results bearing on Rodinia, Nuna, and earlier reconstructions, which are bound together both in their geological evolution and the methods we use to discover them.


HPP-05 Evolution of Archean crust Yildirim Dilek, Harald Furnes, Maarten de Wit

The role of plate tectonics in the evolution of Phanerozoic and Proterozoic crust is well established, but is a subject of debate regarding the Archean history. Crustal growth and differentiation through punctuated events (i.e. emplacement of mantle 'super-plumes') versus continuous subduction processes and whether Archean crust was too weak and mobile to behave as in rigid plates are fundamental questions in geodynamics. The occurrence of boninites, adakites, Mg-andesites, and ophiolites in some of the Archean greenstone belts suggests that Phanerozoic-like subduction zone tectonics may have been operating as early as 3.8 Ga. Specific questions to explore include the nature of magmatic and tectonic accretion of Archean continental crust and cratonization processes; sources of mantle magmatism; geodynamic evolution of greenstone belts, oceanic crust, and Archean ocean basins; and, the operation of plume activities and subduction processes in the Archean. This session is designed to evaluate the diverse dataset from the Archean rock record in order to address these questions and to better understand the nature and tempo of those processes involved in development of the Archean crust and their implications for the planetary evolution.


HPP-06 The evolving Earth system through Archaean-Palaeoproterozoic transition Victor A. Melezhik, David A.D. Evans, Ariel Anbar (IGCP509, ICDP FAR-DEEP, Kaapvaal Drilling Project, ABDP)

The Archaean-Proterozoic transition is one of several critical intervals in Earth history when the terrestrial systems were experiencing rapid, global-scale changes. The sequence of events includes the first global icehouse event, oxidation of the atmosphere and emergence of an aerobic world, and global perturbations in the carbon cycle, all representing the greatest challenge to life on Earth since its beginning. Overall, there is incomplete understanding of the timing, cause(s) and specifically the biological consequences with respect to the most profound change in surface environments during the early history of planet Earth. This session invites presentations of recent data and models bearing on the operation and interactions of various terrestrial systems leading to emerging modern-style geodynamics, irreversible oxidation of atmosphere and hydrosphere, drastic modification in ocean chemistry and isotope geochemistry, climatic instability and biological innovations including changes in C, S, P and N cycling. The invitation is also extended in to the understanding of extraterrestrial impacts on various terrestrial systems throughout this important period of Earth history.


HPP-07 Late Neoproterozoic orogenic belts and assembly of Gondwana Bernard Bingen, Joachim Jacobs, Alan S. Collins, Giulio Viola, Mark A. Smethurst, Daud Jamal  Invited speakers: Sergei Pisarevsky, Alan Collins

Supercontinent Gondwana formed at the end of the Neoproterozoic, by assembly of Austral cratons, along Pan-African – Brasiliano orogenic belts. The Pan-African – Brasiliano system has multiple branches through Australia, India, Antarctica, Africa and South America, and qualifies as one of the largest orogenies that has affected planet Earth. Improved reconstruction of this orogenic cycle, and evaluation of its impact on Phanerozoic Earth history requires global and regional studies, integrating innovative geological mapping, stratigraphy, tectonics, geochronology, geochemistry, isotope geochemistry, petrology, geophysics, and paleomagnetism.

[JacquesL]

Vous vous souvenez des cris de rage et des grincements de dents, par le gland un peu vert, créationniste aussi combatif que borné, à l'évocation que nous ayons des ancêtres communs avec les insectes. Nous avons déjà beaucoup de gènes en commun.

Evidemment qu'il faut remonter plus ancien que la faune de Burgess : elle contient des arthropodes déjà caractérisés, quoique encore fort éloignés des arthropodes actuels, et un unique protochordé, à l'origine des autres chordés (dont le conodonte eteint) et ultérieurement des vertébrés.

Plus loin. La faune d'Ediacara ? Aucun candidat à ma connaissance.
Plus ancien ? J'ignore, il faut demander à plus savants que nous. Et si on n'a pas les fossiles, hé bien on ne les a pas !

Plus ancien encore : la variété des unicellulaires.
http://jcboulay.free.fr/astro/sommaire/astronomie/univers/galaxie/etoile/systeme_solaire/terre1/precambrien/page_precambrien.htm

Monères ou procaryotes

     L'archéen représente le temps où seuls les Monères existaient: les procaryotes.

   Les procaryotes, unique cellule d'à peine une dizaine de microns de longueur, possèdent un unique chromosome rattaché à la membrane plasmique. Toutefois deux grands groupes se détachent en fonction de la composition de cette membrane:

    *

      Les archæbactéries : leur membrane plasmique est composé de lipides de types éthers. Ces molécules sont très bien adaptées aux fortes températures. Trois sous-groupes se sont différenciés :
          o

            Les bactéries méthanogènes, qui comme leur nom l'indique, produisent du méthane en réduisant le CO2 à partir de l'hydrogène moléculaire.
          o

            Les bactéries halophiles extrêmes, qui vivent dans les milieux extrêmement salés.
          o

            Les bactéries thermoacidophiles, qui vivent dans les milieux chauds et acides
    *

      Les Eubactéries: les lipides membranaires sont de types esters, beaucoup plus adaptés aux températures faibles que les lipides éthers.
          o

            Les bactéries à Gram positif : Leur paroi est riche en peptidoglycane.
                +

                  Les coques : Bactéries non sporulées
                +

                  les bacilles asporogènes : Bactéries en forme rectiligne (les bacilles) qui ne produisent pas de spores.
                +

                  les bacilles sporogènes : Ces bactéries peuvent résister à de longues périodes défavorables en sporulant
                +

                  les Actinomycètes : Bactéries de formes irrégulière (mais à base rectiligne).
          o

            Les bactéries à Gram négatif : leur paroi est pauvre en peptidoglycane
                +

                  Les bacilles aéro-anaérobies facultatives : Ce sont toutes les entérobactéries (qui vivent dans les tubes digestifs des animaux)
                +

                  Les bactéries aérobies strictes : On y trouve les bactéries fixatrices d'azote
                +

                  les bactéries microaérophiles: Elles n'ont besoin que d'une faible présence d'oxygène.
                +

                  Les Chlamydia et Rickettsia : ce sont des bactéries parasites intracellulaires.
          o

            Les Mycoplasmes : ces procaryotes n'ont pas de paroi et ne dépasse un micron de long
          o

            Les Spirochètes : Ces procaryotes, de forme hélicoïdale, sont caractéristiques par leurs flagelles internes.
          o

            Les Cyanobactéries : Ce sont tous les procaryotes phototrophes. Elles possèdent toutes de la chlorophylle, en plus de divers autres pigments.

http://membres.lycos.fr/mad8/EvolVie/procaryot/bact.htm
Pour lui écrire : Ludovic Thébault
titulaire d'une maîtrise de Sciences de la Vie et de la Terre