CC300 : Explosion cambrienne

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1. L'explosion cambrienne a été l'apparition apparemment soudaine d'une variété d'animaux complexes il y a environ 540 millions d'années (Mya), mais ce n'était pas l'origine de la vie complexe. Des preuves de vie multicellulaire d'environ 590 et 560 Mya apparaissent dans la Formation de Doushantuo en Chine (Chen et al. 2000, 2004), et des formes fossiles diverses sont survenues avant 555 Mya (Martin et al. 2000). (Le Cambrien a commencé il y a 543 Mya., et l'explosion cambrienne est considérée par beaucoup comme commençant avec les premiers trilobites, il y a environ 530 Mya.) Les amibes testacées sont connues depuis environ 750 Mya (Porter et Knoll 2000). Il existe des fossiles en forme de traces il y a plus de 1 200 Mya dans la Formation du Stirling Range en Australie (Rasmussen et al. 2002). Les eucaryotes (qui ont des cellules relativement complexes) peuvent être apparus il y a 2 700 Mya, selon les preuves chimiques fossiles (Brocks et al. 1999). Les stromatolites montrent des preuves de vie microbienne il y a 3 430 Mya (Allwood et al. 2006). Des microorganismes fossiles peuvent avoir été trouvés depuis 3 465 Mya (Schopf 1993). Il existe des preuves isotopiques de bactéries réductrices de soufre depuis 3 470 Mya (Shen et al. 2001) et des preuves possibles d'érosion microbienne de verre volcanique depuis 3 480 Mya (Furnes et al. 2004).
   
   
2. Il existe des fossiles transitionnels parmi les fossiles de l'explosion cambrienne. Par exemple, il existe des lobopodes (essentiellement des vers avec des pattes) qui sont intermédiaires entre les arthropodes et les vers (Conway Morris 1998).
   
   
3. Seuls certains phylums apparaissent dans l'explosion cambrienne. En particulier, toutes les plantes postdatent le Cambrien, et les plantes à fleurs, de loin la forme dominante de la vie terrestre aujourd'hui, n'ont apparu qu'il y a environ 140 Mya (Brown 1999).
   
   Même parmi les animaux, tous les types n'apparaissent pas dans le Cambrien. Les cnidaires, les éponges et probablement d'autres phylums sont apparus avant le Cambrien. Les preuves moléculaires montrent qu'au moins six phylums animaux sont précambriens (Wang et al. 1999). Les bryozoaires apparaissent pour la première fois dans l'Ordovicien. De nombreux autres phylums à corps mou n'apparaissent dans le registre fossile que beaucoup plus tard. Bien que de nombreuses nouvelles formes animales soient apparues pendant le Cambrien, toutes ne l'ont pas été. Selon une référence (Collins 1994), onze des trente-deux phylums métazoaires apparaissent pendant le Cambrien, un apparaît précambrien, huit après le Cambrien, et douze n'ont aucun registre fossile.
   
   Et cela ne considère que les phylums. Presque aucun des groupes animaux que les gens pensent comme des groupes, tels que les mammifères, les reptiles, les oiseaux, les insectes et les araignées, n'est apparu dans le Cambrien. Le poisson qui est apparu dans le Cambrien était différent de n'importe quel poisson vivant aujourd'hui.
   
   
4. La durée de l'explosion cambrienne est ambiguë et incertaine, mais cinq à dix millions d'années est une estimation raisonnable ; certains disent que l'explosion s'étend sur quarante millions d'années ou plus, commençant il y a environ 553 millions d'années. Même l'estimation la plus courte de cinq millions d'années est à peine soudaine.
   
   
5. Il existe quelques explications plausibles pour lesquelles la diversification a pu être relativement soudaine :
   
   
   • L'évolution de prédateurs actifs à la fin du Précambrien a probablement stimulé la coévolution des parties dures chez d'autres animaux. Ces parties dures se fossilisent beaucoup plus facilement que les animaux précédents à corps mou, conduisant à beaucoup plus de fossiles mais pas nécessairement à plus d'animaux.
     
     
   • Les animaux complexes précoces pouvaient être presque microscopiques. Des animaux fossiles apparents plus petits que 0,2 mm ont été trouvés dans la Formation de Doushantuo, en Chine, quarante à cinquante-cinq millions d'années avant le Cambrien (Chen et al. 2004). Une grande partie de l'évolution précoce a pu simplement être trop petite pour être vue.
     
     
   • La Terre venait juste de sortir d'une ère glaciaire mondiale au début du Cambrien (Hoffman 1998 ; Kerr 2000). Un « globe de neige » avant l'explosion cambrienne a pu entraver le développement de la complexité ou maintenir les populations bas pour que les fossiles soient trop rares pour espérer les trouver aujourd'hui. L'environnement plus favorable après le globe de neige aurait ouvert de nouvelles niches pour que la vie évolue.
     
     
   • Les gènes Hox, qui contrôlent une grande partie du plan corporel de base d'un animal, ont probablement commencé à évoluer autour de cette époque. Le développement de ces gènes aurait pu alors permettre aux matières premières des plans corporels de se diversifier (Carroll 1997).
     
     
   • L'oxygène atmosphérique a peut-être augmenté au début du Cambrien (Canfield et Teske 1996 ; Logan et al. 1995 ; Thomas 1997).
     
     
   • Les herbivores planctoniques ont commencé à produire des déjections qui tombaient rapidement au fond de l'océan, changeant profondément l'état de l'océan, en particulier son oxygénation (Logan et al. 1995).
     
     
   • Des quantités inhabituelles de phosphate ont été déposées dans les mers peu profondes au début du Cambrien (Cook et Shergold 1986 ; Lipps et Signor 1992).
   
   
6. La vie cambrienne était encore différente de presque tout ce qui vit aujourd'hui. Bien que plusieurs phylums semblent avoir divergé dans le Cambrien inférieur ou avant, la plupart des plans corporels au niveau des phylums apparaissent dans le registre fossile beaucoup plus tard (Budd et Jensen 2000). En utilisant le nombre de types cellulaires comme mesure de complexité, nous voyons que la complexité a augmenté plus ou moins constamment depuis le début du Cambrien (Valentine et al. 1994).
   
   
7. Des radiations majeures de formes de vie se sont produites à d'autres moments aussi. L'une des diversifications les plus étendues de la vie s'est produite dans l'Ordovicien, par exemple (Miller 1997).

Références :

Pour approfondir: