ÉTRANGES FOSSILES DE BURGESS

Schiste de Burgess

Découverts en 1909 par le paléontologue Charles Doolittle Walcott, les schistes du Burgess sont des roches sédimentaires formées de particules d'argile et de limon déposées le long d'un récif il y a environ 505 millions d'années, c'est-à-dire juste après la fameuse explosion Cambrienne. La couche de schistes est encastrée dans une paroi des Montagnes Rocheuses dans le Yoho National Park, sur la pente occidentale du mont Stephen au Canada.

Ces schistes sont devenus célèbres car ils contiennent des fossiles extraordinairement bien conservés d'animaux vivant à cette époque et qui nous semblent aujourd'hui très étranges. Ces fossiles sont particulièrement remarquables car on y voit les empreintes des parties molles des animaux de l'époque, et en 3D, ce qui rarissime. Charles Walcott affirmait au début que les organismes de la faune de Burgess appartenaient à des catégories éteintes, au sein de groupes d’animaux existant encore de nos jours. Toutefois, beaucoup de ces animaux nous semblent plutôt bizarres et les descriptions détaillées qui en ont été faites par la suite ont fait ressortir la difficulté de leur appliquer les définitions correspondant aux groupes modernes.

D’aucuns, et tout particulièrement Stephen Jay Gould, y ont vu la preuve que l’explosion cambrienne a été une période d’expérimentation, puisque les organismes de cette époque présentaient un bien plus grand nombre de plans d’organisation que de nos jours (et témoignaient donc d’une plus grande disparité évolutive). Le hasard a fait que seuls certains de ces plans d’organisation ont survécu, constituant les embranchements que nous connaissons actuellement. Si Gould a vu juste, et si les créatures bizarres des schistes de Burgess – qu’il appelait des « étranges merveilles » – représentent bien des embranchements éteints, l’explosion cambrienne a été une période d’innovations évolutives de bien plus grande ampleur qu’on ne le soupçonnait auparavant.

Les chercheurs ont analysé les schistes millimètre par millimètre et concluent que ces roches sédimentaires ne se sont pas formées lentement mais à la suite d'une série de brusques coulées de boue enfouissant rapidement les animaux qui vivaient à la base du récif. La boue s'infiltra dans les organes et grâce à des couches fines de sédiment, ils se séparèrent du corps dans différents micro-niveaux. C'est pour cela qu'une certaine structure tridimensionnelle fut conservée, même lors de fortes compressions des boues. De plus, en isolant brusquement les parties molles de l'oxygène contenu dans l'eau, cet enfouissement rapide a ralenti leur décomposition. Voilà pourquoi, aujourd'hui, les scientifiques peuvent y étudier à loisir plus de 65.000 spécimens appartenant à 120 espèces.

Les schistes de Burgess apportent des preuves fossiles directes de l’apparition d’une série de groupes d’animaux dans les milieux marins pour la plupart inoccupés avant l’explosion cambrienne. Cette radiation évolutive s’est produite au même moment qu’une intensification soudaine de la complexité des écosystèmes, marquée par la survenue de nouveaux types d’interactions entre espèces découlant d’innovations écologiques – comme des modes d’alimentation et de locomotion inédits.

L’explication de l’explosion cambrienne ne réside peut-être ni dans l’environnement, ni dans les gènes régulateurs, mais bien dans les interactions écologiques complexes entre les animaux. L’explosion pourrait avoir résulté de la coévolution, les différents habitants de l’écosystème cambrien ayant été « poussés » à évoluer par des changements survenus au sein de cet écosystème.

Par exemple, l’apparition de prédateurs pourrait avoir stimulé l’évolution du squelette (y compris les plaques minéralisées) pour se protéger ou, dans le cas de la natation, comme moyen de fuite. Avant que la prédation ne se répande, différentes « expérimentations » de plans d’organisation ont pu se produire, dans un contexte d’interactions entre espèces probablement encore assez limitées. L’installation dans des milieux jusque-là inexploités devait autoriser la survie d’organismes même piètrement adaptés, peut-être dotés de l’un des curieux plans d’organisation observés au Cambrien. L’interaction des organismes avec l’environnement a sans doute créé de nouvelles niches écologiques (places particulières qu’occupent des espèces dans un écosystème).

On peut penser à l’apparition du zooplancton, apportant de la matière organique aux organismes benthiques, ou à celle du fouissage, qui a rendu possibles de nouvelles interactions avec les sédiments. Mais, au bout de dizaines de millions d’années, la multiplication des organismes occupant ces niches a entraîné une concurrence qui a éliminé ceux qui étaient dotés de plans d’organisation moins bien adaptés, ne laissant subsister que les ancêtres des embranchements actuels. À la fin de l’explosion cambrienne, les structures écologiques fondamentales des écosystèmes marins modernes étaient fermement implantées.
Source
http://burgess-shale.rom.on.ca/fr/science/index.php