Paléontologie

La paléontologie

Le mot "Paléontologie" peut être découpé en trois termes : Paleo = palaios = ancien ; Ontos = vie, être ; Logie = logos = étude, science.
Il s'agit donc, littéralement, de la science étudiant la vie ancienne, et plus précisément, de la discipline qui étudie les organismes disparus ayant laissé dans les terrains sédimentaires des traces de leur corps ou de leurs activités. Ces traces sont appelées fossiles. Voir aussi à fossile.

• Paléontologue personne qui effectue des recherches, sur le terrain et en laboratoire, sur des organismes fossiles végétaux (semences, pollen, organismes unicellulaires, grands végétaux terrestres) ou animaux (coraux, mollusques, poissons, mammifères, reptiles) présents dans les formations rocheuses en vue de la collecte d'information sur les formes de vie et l'environnement des temps reculés et sur l'évolution des organismes vivants au cours de l'histoire terrestre, de la reconstitution et de la mise en valeur des fossiles pour les fins de la recherche, de l'enseignement et des musées. Elle peut également participer à la recherche de gisements de pétrole. Elle doit faire preuve d'un véritable esprit de recherche (rigueur, minutie, capacité d'analyse et de déduction, curiosité, etc.) afin que les résultats de ses recherches soient fiables.
• Paléontologique qui a trait à la paléontologie.

Il existe 4 lois majeures en paléontologie :

-1 ère l'actualisme. Les lois physiques (gravité…) et biologiques (nutrition, reproduction..) actuelles sont applicables dans le passé.

-2 ème l'anatomie comparée. Les fossiles retrouvés sont souvent fragmentaires ; l'organisme est rarement complet. Cette loi permet de reconnaître l'organisme à partir de fragments trouvés. Par exemple, nous pouvons savoir à quel organisme correspond un fémur trouvé.

-3 ème la corrélation organique. Chaque partie d'un organisme a une morphologie compatible avec le reste de l'organisme (la morphologie est différente selon le mode de vie).

-4 ème la chronologie relative. Il faut tenir compte de la stratigraphie des couches. La plus ancienne couche est la plus profonde, sauf événement géologique ayant inversé la série.

Histoire

Depuis la préhistoire, l'homme a trouvé de nombreux fossiles, auxquels il attachait une signification magique.
Les auteurs de l'Antiquité, comme Aristote, les ont observés et, d'une façon générale, interprétés correctement. Toutefois, leur origine et le fait qu'il s'agisse de témoignages que d'autres formes de vie ont existé avant l'Homme, n'ont pas été véritablement appréhendés avant le XVIIe siècle. Le terme fossile est employé depuis Pline l'Ancien au premier siècle, et son utilisation fut récupérée au XVIe siècle par Agricola, pour faire allusion à un corps enterré, que ce soient des restes d'organismes ou des minéraux intégrés dans les matériaux de la croûte terrestre (avec le sens de tirés de la fosse.
Cette situation curieuse a perduré jusqu'au début du XIXe siècle.
Théophraste, un disciple d’Aristote, interpréta la signification des fossiles de manière erronée, mais son interprétation ne fut pas contredite jusqu’à la révolution scientifique du XVIIe siècle.

Bernard Palissy est un des premiers européens à s'intéresser à la paléontologie. Naturaliste amateur, il collectionne les os pétrifiés et les artefacts archéologiques, confondus sous les noms de fossiles. Il donne des conférences sur le sujet, en 1576, durant lesquelles il expose diverses théories osées, dont des théories sur les fossiles pour lesquelles il fut jugé hérétique, il est condamné à être pendu et brûlé. Ces théories sont considérées aujourd'hui comme extravagantes.
Les premiers progrès réels apparaissent au début du XVIIIe siècle : les terrains contenant des fossiles d'animaux ou végétaux marins devaient, en toute logique, avoir été recouverts par la mer, afin qu'ils s'y déposent sur le fond et s'enfoncent dans les sédiments. C'est la première fois que le fossile est envisagé comme indice stratigraphique.

La paléontologie en tant que science, naît véritablement avec Cuvier à la fin du XVIIIe siècle.
La première chaire de Paléontologie a été créée au Muséum national d'histoire naturelle de Paris en 1853 et occupée par Alcide d'Orbigny.
Dans les années 1730 (?), Giovanni Arduino classifia les temps géologiques en : Primaire, Secondaire; et Tertiaire (repris en 1811, par Georges Cuvier et Alexandre Brongniart, puis en 1828, par Charles Lyell pour l'utiliser dans sa propre classification beaucoup plus détaillée... ); plus tard une quatrième période, le Quaternaire, sera ajoutée par J. Desnoyers, en 1829.
Charles Lyell décrit les fossiles comme les restes d'organismes qui vivaient à une autre époque et actuellement intégrée au sein de roches sédimentaires. Cette définition reste valable !

Quelques une des disciplines de la paléontologie

La paléontologie est largement pluridisciplinaire :

la paléozoologie étudie les animaux fossiles;

la paléobotanique étudie les végétaux fossiles;

la paléoichnologie se consacre aux traces fossilisées, laissées par les animaux (pistes, terriers, excréments ...) ;

la paléocoprologie est axée sur l'étude des excréments (coprolithes) ;

la paléoécologie ;

la paléobiochimie ;

la paléoclimatologie ;

la paléogéographie ;

la micropaléontologieétudie les microfossiles ;

la palynologie étudie, avec des techniques particulières, les microfossiles à paroi organique (spores, pollens...) ;

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Paléoichnologie

Le mot 'Paléoichnologie' peut être découpé en trois termes : Paléo = Palaios = ancien ; Ichno = empreinte ; Logos = études.
Il s'agit de la discipline étudiant les empreintes fossiles. Une trace fossile est appelée ichnofossile. Ces traces sont liées à un comportement ou une action. Par exemple nous avons des traces de logement (pouvant indiquer la polarité), de nutritions (coprolithes), de reproduction (œufs)…

Classification éthologique des traces fossiles  :

Domichnia : construction d'un terrier d'habitation.

Cubichnia : repos ou stationnement.

Repichnia : locomotion.

Pascichnia : alimentation.

Fugichnia : échappement et migration soudaine.

Praedichnia : alimentation par déprédation.

Equilibrichnia : réadaptation au substrat par migration graduelle.

Ambulichnia : locomotion de vertébrés.

Type éthologique de déplacement.

Philotaxie : en lacets.

Phobotaxie : en évitant de recouper les trajets antérieurs.

Helicotaxie : en spirales.

Homostrophie : méandriforme.

Réotaxie : orienté selon les courants

Tigmotaxie : répétition du schéma antérieur à une distance régulière.

Lorsqu'on a une trace fossile, nous faisons une description, une classification, puis une interprétation. Le problème c'est que plusieurs organismes vivent sur le substrat, une somme de traces devient donc indéfinissable, c'est une bioturbation. Lorsqu'elles sont multiples, mais définissable, nous pouvons établir une chronologie des traces qui se recoupent.
Remarque : les ichnofossiles ne sont définis que par un nom d'espèce et de genre. C'est une parataxonomie : définition d'une classification avec une absence d'information, une ichnoespèce ne correspond pas à un organisme mais à un comportement.

Les 4 principes de la paléoichnologie :

- un même organisme peut faire plusieurs traces différentes.

- en fonction du substrat une trace peut apparaître de plusieurs façons, selon la conservation.

- une trace peut être faite par plusieurs organismes.

- une même trace peut être le résultat de plusieurs organismes (par exemple, un habitat peut abriter plusieurs organismes).

Paléoécologie

C'est l'étude des relations entre les organismes et leur environnement au cours des temps géologiques. L'exactitude des observations diminue généralement avec l'âge avancé des roches. La paléoécologie se fonde sur l'adaptation des organismes dans leur milieu et sur l'actualisme, mais les organismes peuvent également modifier le milieu de vie.

Certains organismes sont utilisés pour étudier les variations climatiques :

- les foraminifères sont utilisées dans l'étude du <ep>18</ep>O, ce qui permet de connaître la paléotempérature.

- plus précisément, un arbre présente des cernes clairs au printemps et en été, et des cernes sombres en automne et hiver. Ceci permet de visualiser les années passées. Si l'arbre ne présente pas de cernes, ça implique qu'il n'y avait pas de saison, et donc qu'il se situait à l'équateur.

Certains organismes sont caractéristiques d'un type de milieu.

- les oursins ne vivent que dans les eaux à salinité stables,

- les coraux ne se trouvent que dans des milieux à salinité 25°/000, à faible profondeur pour la photosynthèse et dans des eaux oxygénées sans particule détritique.

La biostratigraphie

Les fossiles changent dans le temps, on peut les utiliser comme "chronomètre".
Une formation lithostratigraphique peut être subdivisée à partir des fossiles en couche biostratigraphique (biozone) ayant le même contenu fossile. Une biozone est une division de base biostratigraphique fondée sur l'apparition ou la disparition d'espèces.
Les biozones sont isochrones, c'est-à-dire qu'elles représentent la même tranche de temps latéralement, mais ceci n'est vrai que d'un point de vu théorique. En réalité une espèce peut mettre plus de 10 000 ans pour se retrouver sur toute la surface du globe, donc la date d'apparition ne sera pas la même sur différents point de la planète. En fait, l'isochronie des biozones est acceptée pour les terrains les plus âgés, pour des terrains récents, cette notion est plus controversée.

Il existe différents types de biozones.

- Biozone d'extension  : couche définie par l'apparition et la disparition d'une même espèce.

- Zone d'extension coïncidente ou de superposition  : il s'agit d'une couche comportant trois espèces.

- Zone d'intervalle : une couche est délimitée par l'apparition d'une espèce, jusqu'à l'apparition de la suivante. Si les différentes espèces appartiennent à un même genre, on parle de zone intervalle phylozone.

- Zone d'acmé de l'espèce A : il s'agit de la couche contenant le plus de représentants de l'espèce A. Cette zone n'est pas corrélable sur longue distance car la quantité dépend des conditions écologiques.

Un bon fossile biostratigraphique doit répondre à plusieurs critères :

- une évolution rapide : au plus l'organisme a une évolution rapide, au plus les niveaux sédimentaires pourront être décomposés en tranches de temps plus fines.

- une large répartition géographique pour pouvoir faire des corrélations entre plusieurs endroits.

- un grand nombres d'individus.

En conclusion...

La paléontologie est un ensemble de disciplines et un outil pour d’autres.

- C’est un assemble de discipline (paléoichnologie, biostratigraphie, systématique….) dont un bon paléontologue doit posséder les bases. Il faut savoir qu’un paléontologue professionnel est souvent spécialisé, dans une matière (comme celles citées précédemment), dans une ‘tranche’ de temps (Cambrien, Jurassique, …) ou dans un groupe fossile (Trilobites, Brachiopodes, …). Si vous vous lancez dans des études de paléontologie, il faut également savoir dans quelle branche vous souhaitez vous perfectionner. En effet, si vous voulez étudier les microfossiles, la fac de Lille est préférable. Au contraire, si votre passion est l’étude des Dinosaures, il est préférable d’aller à Paris par exemple.

- La paléontologie est un outil pour d’autres disciplines comme la tectonique, la sédimentologie, la paléogéographie…. Dans ces disciplines, les fossiles n’occupent pas une place centrale, mais constituent un élément pouvant apporter, conforter ou infirmer des hypothèses.

Quelle que soit la discipline de la paléontologie que vous choisissez, une chose est sure, il faut aimer voyager, car votre travail risque de vous appeler à voyager aux quatre coins du globe... (Article de Laurent DUBOIS)

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