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Burgess, Ediacara, deux des plus grandes révolutions des espèces vivantes

mardi 2 février 2016, par Robert Paris

Les nouveautés de la faune d’Ediacara (entre 635 et 541 Millions d’années) :

Les nouveautés de la faune de Burgess (entre 542 et 530 Millions d’années) :

Marella Hallucigenia Opabinia

Anomalocaris

Sanctacaris

Waptia

Pikaia

Yohoia

Odaraia

Leanchoilia

Les révolutions des espèces de Burgess et d’Ediacara, des transformations brutales et radicales, avec apparitions par saut, non seulement de nouvelles classes, de nouveaux genres et espèces, mais de nouveaux embranchements !

Dans l’histoire des espèces vivantes, il y a eu des périodes d’explosion de la biodiversité (comme Burgess et Ediacara). Ainsi l’explosion de biodiversité, dite de Burgess, qui a produit tous les embranchements du vivant, qui s’est déroulée à l’époque appelée le Cambrien (entre 542 et 530 Millions d’années), a suivi la disparition des animaux de l’époque appelée Ediacara (entre 635 et 541 Millions d’années).

La vie a connu de grands sauts historiques comme le passage de la vie sans oxygène à la vie fondée sur l’oxygène, de la vie unicellulaire à la vie pluricellulaire, et les grandes explosions de diversité comme celles d’Ediacara et Burgess.

La réalité de cette explosion de vie a été découverte longtemps avant d’avoir été révélée. En 1909, Charles D. Walcott, qui cherchait des fossiles dans les Montagnes Rocheuses canadiennes, découvrit une strate de schiste près du col Burgess, riche en fossiles de l’ère cambrienne. Pendant quatre ans, Walcott a extrait de ce schiste entre 60 000 et 80 000 fossiles. Ces fossiles contenaient des représentants de tous les phyla qui existent aujourd’hui (sauf un). Walcott enregistra méticuleusement ses résultats dans des cahiers. Aucun nouveau phylum n’a jamais évolué après l’explosion cambrienne.

Ces fossiles auraient pu changer le concept entier de l’évolution d’un arbre de vie à un buisson de vie. Ils l’ont fait, mais pas en 1909. Walcott savait qu’il avait découvert quelque chose de très important. Mais il ne pouvait pas croire que l’évolution aurait pu survenir dans une telle explosion de formes de vie (" simultanément ", pour reprendre les termes du Scientific American). Cela aurait totalement contredit la théorie de Darwin dont lui-même et ses collègues étaient imprégnés.

Aussi Walcott réinhuma-t-il les fossiles, tous les 60 000, cette fois dans les tiroirs de son laboratoire. Il était le directeur du Smithsonian Institute à Washington. Ce n’est qu’en 1985 qu’ils ont été redécouverts (dans les tiroirs du Smithsonian). Si Walcott l’avait voulu, il aurait pu embaucher une cohorte d’étudiants pour travailler sur les fossiles. Mais il choisit de ne pas faire chavirer le bateau de l’évolution.

Aujourd’hui, des représentants fossiles de l’ère cambrienne ont été découverts en Chine, en Afrique, aux Iles Britanniques, en Suède, au Groenland. L’explosion a été mondiale.

Stephen Jay Gould dans « La vie est belle ; Les surprises de l’évolution » :

« Mon sujet est ici le plus important et le plus précieux de tous les gisements de fossiles : le Schiste de Burgess en Colombie britannique. L’histoire de sa découverte, de ses explorations et interprétations successives s’étalant sur près de quatre-vingt ans, est merveilleuse, dans le sens fort et non dévalué, c’est-à-dire littéral de ce terme dont on a tant usé et abusé. Ce fut Charles Doolittle Walcott, le paléontologue américain le plus éminent et l’un des plus puissants dirigeants de la science aux Etats-Unis, qui découvrit, en 1909, ce qui est la plus ancienne des faunes d’animaux à corps mous remarquablement bien conservés. Mais ses vues extrêmement traditionalistes imposèrent presque par nécessité une interprétation conventionnelle de cette faune fossile, n’offrant aucune appréhension nouvelle de l’histoire de la vie, de sorte que ces extraordinaires organismes passèrent inaperçus aux yeux du grand public (bien qu’ils surpassent de loin les dinosaures dans ce qu’ils peuvent nous apprendre sur l’histoire de la vie). Mais vingt ans d’un travail de méticuleuse description anatomique par trois paléontologistes anglais et irlandais – qui n’ont pas eu, en s’y attaquant, le moindre soupçon de sa portée révolutionnaire – ont non seulement réfuté l’interprétation de ces fossiles particuliers faite par Walcott, mais aussi mis en question nos conceptions traditionnelles sur le progrès et la prédictibilité dans l’histoire de la vie, pour faire face à une notion bien connue des historiens : la contingence…

Ce sont les fossiles du Schiste de Burgess eux-mêmes, particulièrement depuis que leur morphologie a été reconstruite de manière appropriée et nous apparaît dans sa transcendante étrangeté : Opabinia, avec ses cinq yeux et sa trompe frontale ; Anomolocaris, redoutable prédateur à mâchoire circulaire, le plus grand des animaux de son époque ; Hallucigenia, dont l’anatomie justifie amplement le nom qui lui a été donné. Le titre de ce livre vise le double émerveillement évoqué à la fois par l’étrange beauté de ces organismes et par la nouvelle vision de l’évolution qu’ils ont suscitée. Opabinia et compagnie sont les témoins d’une vie étrange et fabuleuse située dans un lointain passé. Mais ces animaux ont imposé à une science mal à l’aise avec de tels concepts une notion capitale : celle de l’histoire…

L’histoire de la réinterprétation des fossiles de Burgess, et des nouvelles conceptions qui ont émergé de ce travail, est un récit compliqué mettant en scène les efforts collectifs d’un grand nombre d’acteurs. Mais trois paléontologistes occupent le devant de la scène, car ce sont eux qui ont fait le plus gros du travail technique de description anatomique et d’assignation taxinomique : Harry Whittington de l’université de Cambridge, expert mondial en trilobites, et deux chercheurs qui ont commencé par être ses étudiants, puis ont bâti de brillantes carrières grâce à leurs études sur les fossiles de Burgess : Derek Briggs et Simon Conway Morris…

La réinterprétation des fossiles du Schiste de Burgess est une histoire, une grande et fabuleuse histoire du plus haut niveau intellectuel : personne de tué, personne même de blessé ou d’égratigné, mais tout un monde nouveau révélé…

Ce livre a trois objectifs majeurs. Il veut d’abord et avant tout être la chronique d’un formidable bouleversement d’idées dont l’intensité est cachée par la sérénité apparente avec laquelle est formulée cette réinterprétation. Deuxièmement, et par une implication inévitable, il vise à définir la nature de l’histoire et à montrer, par conséquent, sur quelle fantastique improbabilité a reposé l’apparition de l’espèce humaine. Et, en troisième lieu, je m’attaque à ce paradoxe : comment en est-on arrivé à ce que des recherches aussi fondamentales aient pu rester ignorées du grand public ? Pourquoi Opabinia, cet animal clé dans la nouvelle vision de l’évolution de la vie, n’est-il pas devenu un nom d’usage courant partout où l’on se soucie des énigmes de l’existence ?

Pour résumer, Harry Whittington et ses élèves ont montré que la plupart des organismes de Burgess n’appartiennent pas à des groupes zoologiques connus, et que ces êtres provenant d’une seule carrière de Colombie britannique se situent probablement, dans le domaine de l’anatomie, hors de la gamme entière des formes d’invertébrés vivant aujourd’hui dans les océans. Quinze à vingt espèces de Burgess ne présentent aucune parenté avec aucun des groupes actuellement connus, et doivent sans doute être classées dans des embranchements nouveaux et distincts.

Si vous agrandissez certaines d’entre elles bien au-delà des quelques centimètres de leur taille réelle, vous vous retrouvez sur le plateau de tournage d’un film de science-fiction ; particulièrement frappante est la créature qui a pour nom Hallucigenia. En ce qui concerne les espèces de Burgess appartenant à des groupes connus, leur diversité dépasse de loin la gamme actuelle. Par exemple, le Schiste de Burgess comprend les premiers représentants des quatre types majeurs d’arthropodes, animaux actuellement dominants sur la Terre : les Trilobites (qui n’existent plus aujourd’hui) ; les Crustacés (qui comprennent les homards, les crabes et les crevettes) ; les Chélicérates (qui comprennent les araignées et les scorpions) ; et les Uraminés (qui comprennent les insectes). Mais le Schiste de Burgess renferme aussi de vingt à trente différentes sortes d’arthropodes qui ne peuvent être classés dans aucun groupe connu. Pensez un instant à l’ampleur de ce que cela représente. Les taxonomistes ont décrit près d’un million d’espèces d’arthropodes ; toutes peuvent se ranger dans les quatre grands types énumérés ci-dessus. Face à cela, une seule carrière de Colombie britannique, renfermant les traces de l’explosion primordiale révèle plus de vingt types d’arthropodes supplémentaires ! On peut en déduire que l’histoire de la vie ressemble à un gigantesque élagage ne laissant survivre qu’un petit nombre de lignées, lesquelles peuvent ensuite subir une différenciation ; mais elle ne ressemble pas à cette montée régulière de l’excellence, de la complexité et de la diversité comme on le raconte traditionnellement. »

« L’histoire de la vie ressemble à un gigantesque élagage ne laissant survivre qu’un petit nombre de lignée, lesquelles peuvent ensuite subir une différenciation ; mais elle ne ressemble pas à cette montée régulière de l’existence, de la complexité et de la diversité, comme on le raconte traditionnellement. »

« Des perspectives bien plus intéressantes peuvent s’ouvrir dés lors que nous choisissons une position située en dehors de la ligne de la dichotomie. (...) Chaque fois que l’on déroule le film de la vie, l’évolution prend une voie différente de celle que nous connaissons. (...). Mais la diversité des itinéraires possibles montre à l’évidence que les résultats finaux ne peuvent être prédit au départ. (...) Cette troisième alternative ne représente ni plus, ni moins que l’essence de l’histoire. Elle a pour nom contingence - et la contingence est une chose en soi, et non la combinaison du déterminisme et du hasard. »

« La science a été longue à prendre en compte des explications de type historique - et les interprétations formulées jusqu’ici ont souffert de cette omission. Elle a aussi tendu à dénigrer l’histoire lorsqu’elle y a été confrontée, considérant toute invocation de la contingence comme moins élégantes basées directement sur des "lois de la nature" intemporelles. »

« L’évolution de la vie à la surface de la planète est conforme au modèle du buisson touffu doté d’innombrables branches et continuellement élagué par le sinistre sécateur de l’extinction. Elle ne peut du tout être représentée par l’échelle d’une inévitable progrès. »

« La science a été longue à prendre en compte des explications de type historique - et les interprétations formulées jusqu’ici ont souffert de cette omission. Elle a aussi tendu à dénigrer l’histoire lorsqu’elle y a été confrontée, considérant toute invocation de la contingence comme moins élégantes basées directement sur des "lois de la nature" intemporelles. »

« L’évolution de la vie à la surface de la planète est conforme au modèle du buisson touffu doté d’innombrables branches et continuellement élagué par le sinistre sécateur de l’extinction. Elle ne peut du tout être représentée par l’échelle d’une inévitable progrès. »

« Il n’y a aucun progrès régulier dans le développement plus élevé de la conception des organismes vivants. Dans les trois cinquièmes ou trois sixièmes de l’histoire de la vie, seuls les unicellulaires ont habité la terre et nous ne constatons aucun progrès régulier « vers le haut » des procaryotes inférieurs. »

« L’ordre est largement le produit de la contingence. (…) Tout déroulement de l’histoire, altéré d’un iota apparemment insignifiant à son commencement, aurait donné un aboutissement également sensé et totalement différent, mais extrêmement déplaisant pour notre vanité, puisqu’il n’inclurait pas de vie consciente d’elle-même. (…) Des milliers et des milliers de fois, il s’en est fallu de peu pour que nous soyons purement et simplement effacés du film de la vie. (...) Homo sapiens est un détail dans l’histoire de la vie, et n’en incarne pas une tendance. »

« L’exercice consistant à prendre en compte tout l’éventail des variations nous oblige à repenser la nature des tendances de l’évolution et l’histoire des systèmes naturels. C’est parce que nous n’avons pas appliqué ce principe que nous en sommes venus à ignorer le fait pourtant incontestable que nous sommes encore et sans doute pour toujours à l’ère des bactéries. Nous aimerions croire que l’histoire de la vie est celle d’une marche vers la complexité. C’est bien sûr vrai en ce sens que les êtres les plus complexes ont eu tendance à se complexifier davantage : mais ce n’est pas l’histoire de la vie, c’est l’histoire des êtres les plus complexes... Nous voudrions croire que l’aspect le plus fondamental de l’arbre de la vie est cette tendance à la complexification, mais ce n’est pas le cas. Pour moi le trait le plus fondamental de l’arbre de la vie est la constance du mode bactérien. »

« L’ordre est largement le produit de la contingence. (…) Tout déroulement de l’histoire, altéré d’un iota apparemment insignifiant à son commencement, aurait donné un aboutissement également sensé et totalement différent, mais extrêmement déplaisant pour notre vanité, puisqu’il n’inclurait pas de vie consciente d’elle-même. (…) Des milliers et des milliers de fois, il s’en est fallu de peu pour que nous soyons purement et simplement effacés du film de la vie. (...) Homo sapiens est un détail dans l’histoire de la vie, et n’en incarne pas une tendance. »

« Ces animaux ont imposé à une science mal à l’aise avec de tels concepts une notion capitale : celle de l’histoire (...). Pour comprendre l’histoire, il est nécessaire de reconstruire les événements du passé eux-mêmes, dans leurs propres termes, c’est-à-dire en relatant les phénomènes uniques en leur genre qui les ont constitués. (...) Et la question de la prédiction, dont on fait grand cas dans la manière stéréotypée de présenter la science, ne peut pas être prise en considération dans le cadre des récits historiques. » « En tant que scientifique travaillant dans ce domaine historique – à essayer de connaître les causes des accidents et circonstances particulières qui ont forgé l’histoire de la vie, et à tenter, de façon plus conventionnelle, d’expliquer les traits intemporels de la théorie de l’évolution – j’ai été fort déçu par les techniques en usage dans ma discipline. Elles sont rarement adaptées et souvent néfastes lorsqu’il s’agit de comprendre les causes, nécessairement uniques, des séquences historiques contingentes. J’ai donc activement recherché d’autres clefs chez les historiens. (...) L’unicité historique a toujours été un cauchemar pour les scientifiques. Nul ne peut nier l’existence des faits (oui, les Anglais ont bien battu les Français à Azincourt en 1415, et les Twin Towers sont bien tombées le 11 septembre 2001), mais il est tout aussi exact qu’aucun principe général n’aurait permis de prévoir ces faits (...). Pensez ce que vous voulez du réductionnisme comme procédure explicative en sciences, (...) les événements historiques uniques dans les systèmes de grande complexité se produisent pour des raisons « accidentelles » et ne peuvent être expliqués par le réductionnisme classique. (...) Ainsi, si la compréhension scientifique complète inclut la nécessité d’expliquer un grand nombre d’événements contingents, alors le réductionnisme ne saurait montrer à lui seul le chemin. » expliquait le paléontologue Stephen Jay Gould dans « Le renard et le hérisson ». La généticienne Sylvie Mazan rapporte dans sa conférence intitulée « Evolution et développement : la rencontre de deux logiques pour le vivant » pour l’Université de tous les savoirs de juillet 2002 : « Dans le domaine des sciences humaines, la compréhension d’une société et de son fonctionnement implique des approches multiples, visant par exemple à la replacer dans un contexte géographique, économique ou culturel et les contraintes qu’il implique. Mais ces analyses ne sauraient exclure une approche historique, retraçant à la fois son origine et les changements qui l’ont modelée au cours du temps. Il en est de même dans le cas du monde vivant. (...) Elle est également le résultat d’une évolution, difficilement prévisible, dont il est particulièrement intéressant de retracer les étapes. Une telle approche s’inscrit donc dans une approche de type historique (...) et conduit à l’émergence d’une nouvelle discipline, située à l’interface entre la génétique du développement et les sciences de l’évolution, et souvent appelée « évo-dévo » par les généticiens. Le but principal des recherches conduites dans ce domaine est de comprendre l’évolution des formes au sein du monde vivant, en retraçant l’histoire évolutive des gènes qui contrôlent la morphogenèse au cours du développement embryonnaire. »

« Pourquoi jamais, pas une seule fois, un nouvel embranchement n’est apparu depuis l’époque de Burgess ? Le darwinisme conventionnel continue, à juste titre, d’exercer une grande influence ; mais sa domination n’est plus exclusive, et de nouvelles conceptions se sont récemment répandues, telles que celles qui attribuent aux organismes un rôle actif dans l’imposition de limites aux directions pouvant être prises pour leur changement évolutif. L’évolution est le résultat d’une dialectique entre l’interne et l’externe, et ne se borne pas à l’action de facteurs écologiques amenant en douceur des structures malléables à prendre des configurations adaptées. »

« La nouvelle vision qui émane du Schiste de Burgess est, ni plus ni moins, le triomphe de l’histoire elle-même, en tant que principe explicatif de l’évolution de la vie ”. (...) “ La méthode scientifique ne demande pas seulement d’avoir l’esprit ouvert (...) mais elle fait appel à un ensemble de concepts et de procédés [...qui] sont : l’expérimentation, la quantification, la répétition, la prédiction et la réduction de la complexité du monde matériel à un petit nombre de variables pouvant être contrôlées et manipulées. »

« L’histoire de la vie ressemble à un gigantesque élagage ne laissant survivre qu’un petit nombre de lignée, lesquelles peuvent ensuite subir une différenciation ; mais elle ne ressemble pas à cette montée régulière de l’existence, de la complexité et de la diversité, comme on le raconte traditionnellement. (...) Pour les spécialistes, l’évolution est une adaptation aux conditions changeantes de l’environnement et non pas un progrès. (...) L’évolution de la vie à la surface de la planète est conforme au modèle du buisson touffu doté d’innombrables branches et continuellement élagué par le sinistre sécateur de l’extinction. Elle ne peut du tout être représentée par l’échelle d’une inévitable progrès. »

Fin de citations de Stephen Jay Gould dans « La vie est belle »

André Gunthert écrit : « Dans La Vie est belle, le paléontologue Stephen Jay Gould note que « l’iconographie au service de la persuasion frappe (…) au plus profond de notre être ». Pour introduire à une réflexion d’envergure sur l’histoire de la vie, le savant s’en prend à une illustration : la fameuse « marche du progrès », dont il reproduit plusieurs parodies. La succession des hominidés en file indienne, « représentation archétypale de l’évolution – son image même, immédiatement saisie et instinctivement comprise par tout le monde », propose une vision faussée d’un processus complexe. « L’évolution de la vie à la surface de la planète est conforme au modèle du buisson touffu doté d’innombrables branches (…). Elle ne peut pas du tout être représentée par l’échelle d’un progrès inévitable. » (Gould, 1991, p. 26-35, voir également Bredekamp, 2008).

L’ouvrage de Stephen Jay Gould en anglais : ’’Wonderful Life : The Burgess Shale and the Nature of History”

Et aussi en espagnol : « La vida maravillosa »

Comment sont les fossiles du schiste de Burgess : Marella, Yohoia, Odaraia, Sydneyia, Habella, Leanchoilia, Aysheaia, Waptia, Sanctacaris, Opabinia, Nectocaris, Dinomischus, Odontogriphu, Peytoia, Laggania, Anomalocaris

Hallucigenia du schiste de Burgess

Les fouilles de Burgess

Faune de Burgess : une énigme séculaire sans doute résolue !

Les découvertes étonnantes des schistes de Burgess

Les schistes de Burgess : faits et interprétations

L’explosion de la diversité

Les fossiles du schiste de Burgess

Explosion cambrienne dite de Burgess

Explosion de diversité dite d’Ediacara

Faune de l’Ediacarien

Evolution des faunes d’Ediacara

Une révolution de Burgess : les Gabonionta

La nouveauté apparaît, au sein du vivant, ponctuellement, dans le temps comme dans l’espace

Le fonctionnement révolutionnaire du vivant

Le changement brutal d’espèces

Evolution ou révolution des espèces ?

L’espèce vivante, une catégorie dialectiquement contradictoire

L’espèce humaine, comme produit du développement inégal et combiné de la vie

Comment des changements brutaux de l’environnement produisent des évolutions des espèces

Les espèces séparées par des barrières infranchissables ?

Les révolutions qui ont donné naissance aux mousses, aux plantes et aux arbres

La révolution qui a mené des dinosaures aux oiseaux

La nouveauté apparaît, au sein du vivant, ponctuellement, dans le temps comme dans l’espace

Les révolutions de la vie

Punctuated Equilibrium, Stephen Jay Gould

Eight Little Piggies, Stephen Jay Gould

The Structure of Evolutionary Theory

Ever Since Darwin, Stephen Jay Gould

Ontogeny and Phylogeny, Stephen Jay Gould

The Lying Stones of Marrakech

The Flamingo’s Smile ; Stephen Jay Gould

Hen’s Teeth and Horse’s Tooth, Stephen Jay Gould

An Urchin in the Storm, Stephen Jay Gould

Bully for Brontosaurus, Stephen Jay Gould

The Panda’s Thumb

Films

Exploration dans les fossiles de Burgess

Stephen Jay Gould : Seven Wonders of the World

Stephen Jay Gould : A Glorious Accident

Autres films sur les fossiles de Burgess

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