Paléontologie

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L'essentiel

La paléontologie est la science qui s'intéresse à l'étude des fossiles et à leur interprétation en liaison avec l'évolution des espèces vivantes. Elle traite très généralement de l'interaction entre les grandes lignes de l'histoire de la Vie et de l'histoire de la Terre, et a permis de dégager une échelle des temps géologiques. La dislocation de la Pangée est un événement majeur de l'histoire géologique de la Terre. Les extinctions d'espèces comme les dinosaures ou l'apparition d'espèces homininées comme l'Homme ont pu être retracées grâce à l'analyse des restes fossilisés découverts à la surface de notre globe.

La fiche

La paléontologie s'intéresse aux restes fossiles d'êtres vivants pour tenter de reconstruire le parcours évolutif des espèces. Cette science comprend une partie descriptive (il s'agit de décrire et de classer les divers fossiles mis à jour selon les êtres dont ils proviennent) et une partie théorique liée à l'évolution au cours des temps géologiques : par exemple, il peut s'agir de faire le lien entre des espèces disparues et des espèces actuelles, ou de découvrir l'origine de disparitions massives comme dans le cas des dinosaures.
Objectifs et techniques de la paléontologie
Paleo signifie ancien ou vieux en grec ; ontos signifie vie ; logos signifie science ou étude. La traduction de paléontologie serait donc l'étude de la vie ancienne. Plus précisément, il s'agit de l'étude des fossiles, c'est-à-dire des restes des corps ou des activités d'organismes vivants disparus. On trouve ces fossiles dans les couches sédimentaires de la Terre. Parmi les paléontologues célèbres figurent Lamarck, Cuvier, S. Jay Gould, Holmes ou M. Brunnet. Grâce à la fossilisation, on a pu retracer imparfaitement trois milliards d'années d'évolution de la Terre, et démontrer la filiation possible entre les espèces.
Techniques d'analyse et classifications
Depuis 1960, l'étude des fossiles repose sur des techniques de chimie (datation au carbone 14 radioactif par exemple), de physique, de géologie, de climatologie, de géographie, d'archéologie, d'anthropologie et de biologie, même si on a tendance à la diviser en deux grands domaines : la paléobotanique (associée aux végétaux) et la paléozoologie (associée aux animaux).
Ces techniques permettent de reconstituer l'environnement et l'organisation des espèces vivantes passées à partir de leurs traces. De nombreuses études ont permis de dresser une échelle des temps géologiques, découpées en ères, périodes, époques, etc.
Exemple : pour le genre humain (Homininés), on distingue, entre autres, l'Homo sapiens, l'Homo erectus et l'Australopithèque.
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Chronologie de l'apparition des différents homininés© rue des écoles / Rémi PICARD
Chronologie de l'apparition des différents homininés
Fossile et fossilisation
Un fossile est le reste d'un être vivant : coquille, os, graine, dent, feuilles, bactérie. Il peut aussi s'agir d'un être resté fossilisé dans une roche ou une résine (par exemple dans de l'ambre). Très généralement, c'est un témoignage organique du passé.
La fossilisation est une réaction de minéralisation, c'est-à-dire une transformation qui consiste à lentement remplacer les tissus vivants d'un organisme par des minéraux, par exemple de la silice (cas de la pétrification) ; elle a lieu généralement dans de la roche, mais peut avoir lieu dans des matériaux d'origine organique.
Exemples : des abeilles ont pu être retrouvées dans de l'ambre ; des momies ont pu se former dans des variétés de bitumes naturels ; des morceaux de mammouth ont été conservés dans du pergélisol, des arbres ont été pétrifiés dans de la silice.
La fossilisation peut procéder d'abord par une formation de charbon ; la compression de ce carbone peut conduire à la formation de pétroles et de bitumes emprisonnant des êtres vivants.
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La formation du charbon© rue des écoles
La formation du charbon
Dans nos sociétés, les fossiles sont surtout connus à travers la famille des ammonites ou des oursins, et des fougères conservées dans le charbon.
Fossiles et croyances
Les fossiles ont longtemps intrigué les hommes qui leur ont attribué des significations religieuses. Ainsi, ils faisaient souvent l'objet de talismans. Dans certaines sociétés, les objets en ambre (résine fossile des conifères du Tertiaire) sont supposés avoir des propriétés curatives. Les fossiles et le développement de la paléontologie ont surtout pu accompagner le développement de la théorie de l'évolution générale (théorie de Darwin) et mettre un terme à de pseudo-sciences comme celle de la génération spontanée.
Échelle des temps géologiques
C'est à A. Holmes que l'on doit en 1937 l'échelle des temps géologiques actuelle. Cette échelle bénéficie régulièrement de légères corrections en fonction des avancées ou découvertes technologiques. C'est ainsi que récemment il a fallu tenir compte des modifications dans le magnétisme de la Terre, notamment l'inversion de son magnétisme. Bien entendu, l'échelle des temps géologiques couvre l'âge estimé de la Terre, à savoir environ 4,5 milliards d'années.
Principaux événements majeurs de l'Histoire de la Vie
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Les principaux événements de l'histoire de la Terre© rue des écoles
Les principaux événements de l'histoire de la Terre
On distingue grossièrement l'ère de l'Hadéen, les ères primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire. L'hadéen correspond à la formation des océans par liquéfaction de l'eau de l'atmosphère, composée de diazote, de méthane et de dioxyde de carbone, et la solidification de la croûte terrestre, lors du refroidissement de la Terre. Il comprend aussi l'apparition du dioxygène dans l'atmosphère, estimée vers −2 300 millions d'année, et la formation des premières cellules, il y a 4 milliards d'années.
L'ère primaire s'étale autour de −500 à −200 millions d'années avant notre époque ; l'ère secondaire entre −200 et −100 millions d'année ; l'ère tertiaire entre −100 et −2 millions d'années.
L'ère primaire se caractérise par l'apparition des poissons et des reptiles. L'ère secondaire correspond aux premiers mammifères et oiseaux. Lors de cette ère secondaire, il y a extinction des mammifères géants et des Dinosaures (ère du Crétacé), mais aussi l'apparition des premiers oiseaux ou des premières plantes à fleurs (Jurassique). L'ère tertiaire assure la transition entre l'ère secondaire (ère des extinctions majeures) et l'ère quaternaire, qui est celle de l'Homme, apparu il y a 2 millions d'années.
Dans le même temps, de grands événements géologiques ont eu lieu, notamment la dislocation de la Pangée et l'ouverture de l'océan Atlantique il y a 200 millions d'années.
Un événement de l'Histoire de la Terre : exemple de la dislocation de la Pangée
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La Pangée© rue des écoles
La Pangée
Au début, la Terre était recouverte essentiellement d'eau et les terres émergées étaient regroupées en un seul bloc, la Pangée. La dislocation progressive de la Pangée il y a environ 150 millions d'années (Jurassique), a généré la formation de l'océan Atlantique et donné il y a 60 millions d'années l'aspect actuel à la planète avec ses continents.
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La dislocation de la Pangée© rue des écoles
La dislocation de la Pangée
Les correspondances entre Amérique et Afrique ont permis de remonter à cette dislocation. Les fossiles du Mésosaure ont pu être retrouvés dans des roches précambriennes dans deux aires actuellement disjointes, à savoir en bordure est de l'Amérique du Sud et en bordure ouest de l'Afrique. Ceci conforte la thèse selon laquelle ces deux aires étaient autrefois reliées à l'ère de la Pangée.
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Les correspondances Amérique-Afrique© rue des écoles
Les correspondances Amérique-Afrique

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La paléontologie, une science « désuète » ?
• La paléontologie apparait en France comme une science « désuète » ou « vieillotte », en raison des objets anciens qui font le support de ses recherches. À l'occasion du cinquantenaire de la mise au jour de la célèbre grotte de Rouffignac en France (Dordogne), et pour remettre la paléontologie au goût du jour, la Poste française a émis en mai 2006 un timbre commémoratif, faisant référence aux peintures rupestres de mammouths que l'on peut trouver sur les parois de la grotte. Mais il est vrai que les fossiles peinent à se renouveler…
• Les sites riches en mémoire paléontologique ou géologique font souvent l'objet de destructions lors de l'aménagement territorial, lors du passage des pelleteuses, lors de l'explosion des carrières. Ainsi, la construction du TGV Est Paris-Strasbourg fut un chantier gigantesque qui déplaça plus de 100 millions de mètres cubes de roches ou de terre qui furent broyés sans être analysés en détail et sans en extraire les milliards de fossiles porteurs d'informations… Les sites géologiques font aussi de plus en plus l'objet de pillages par des amateurs non respectueux des sites.
• En décembre 2006, l'exceptionnel fossile d'un reptile à deux têtes, naviguant dans les eaux douces du Crétacé, a pu être mis à jour dans le nord-est de la Chine. Vieux de 120 millions d'années, d'une taille d'environ 10 cm, ce bicéphale fossilisé à l'état jeune, relève probablement de l'anomalie d'un développement embryonnaire.
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