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E. Fara
31/05/2007
Prépa. CAPES
Leçon de Géologie
Mollusques et Paléoenvironnements
Le titre de cette leçon invite intuitivement à décrire l’intérêt des mollusques dans la
reconstruction des environnements anciens, et ceci va constituer l’essentiel de la leçon.
Cependant, la relation inverse mérite aussi d’être mentionnée, notamment l’impact des
changements paléoenvironnementaux dans l’évolution des mollusques.
Rmq : les citations incluses dans le texte renvoient aux ouvrages de la liste officielle, donnés en bibliographie.
Pour cette leçon, un ouvrage s’avère particulièrement utile : Gall (1995) « Paléoécologie : paysages et
environnements disparus ».
Introduction
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
Situer zoologiquement les mollusques, rappeler leur principales caractéristiques et le
fait que leur existence s’étend du Cambrien à l’Actuel ( Lecointre & Le Guyader,
2001, pp. 213, 265-295). Ici, on s’intéressera uniquement aux mollusques à coquille
qui sont bien représentés dans le registre fossile (gastéropodes, céphalopodes,
bivalves, et, dans une moindre mesure, les scaphopodes). En effet, ce sont
essentiellement les caractéristiques de cette coquille qui permettront de reconstruire
les « paléoenvironnements »...
Définir le terme de paléoenvironnement (milieu ancien, qui peut être défini par ses
caractéristiques géographiques, physico-chimiques, et biologiques). Son étude entre
notamment dans le cadre de la paléoécologie (branche de la paléontologie).
Dans un premier temps, nous verrons comment les mollusques peuvent être utilisés pour
reconstruire les environnements anciens, en s’inspirant notamment des relations mollusquesenvironnements observables dans la nature actuelle (principe d’actualisme).
Dans un deuxième temps, nous verrons comment de grands changements environnementaux
ont influencé l’évolution des mollusques.
I. Les mollusques comme indices des milieux anciens de sédimentation
Des informations paléoenvironnementales très générales peuvent être données par la simple
découverte de mollusques fossiles. Par exemple, les céphalopodes et les scaphopodes
indiquent un milieu marin, les coquilles de mollusques d’eaux douces sont généralement
minces, etc…Mais on peut évidemment aller bien plus loin dans la caractérisation du milieu
de vie ou de préservation des mollusques :
I.1. Bathymétrie (Profondeur): on pourra présenter l’exemple simple des relais de
peuplements en fonction de la bathymétrie dans le Jurassique Supérieur d’Europe centrale
( Gall, 1995, Texte+Figure p. 35-36). Autre exemple intéressant, car utilisant les traces
d’enfouissement plutôt que la coquille: (Babin, 1991, Texte+Figure pp. 115-116).
I.2. Type de substrat
Il existe de nombreuses adaptations des mollusques benthiques à la nature du substrat, d’où
l’intérêt de la morphologie fonctionnelle de la coquille. Chez les mollusques
épibenthiques : formes fixées sur substrat dur ou adaptées au sédiments meubles,
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notamment chez les huîtres (gryphées, etc…Gall, 1995, Texte+Figure pp.6-7 et
Babin, 1991, Texte+Figure pp. 73-74). Les mollusques endobenthiques (présence d’un
sinus palléal) traduisent un substrat meuble.
I.3. Taux de sédimentation
Du plus faible au plus grand, les taux de sédimentation peuvent souvent être déduits grâce
aux mollusques :
Un arrêt de sédimentation pourra être déduit de surface durcies présentant leurs cortèges
d’huîtres et de lithophages ; une sédimentation modérée entraîne des réajustements dans la
croissance des coquilles (bel exemple dans  Gall, 1995, Texte+Figure pp. 38-39), un
taux de sédimentation élevé pourra se traduire par des fossiles recoupant le litage des bancs
(exemple de rostres de bélemnites  Gall, 1995, Texte+Figure p. 76), alors qu’un
ensevelissement brusque se traduira par la préservation d’assemblages entiers en position
de vie (lumachelle d’huîtres dans le Jurassique, etc… Gall, 1995, Texte p. 76).
I.4. Hydrodynamisme
Il existe de nombreux exemples de la relation entre la nature des courants et la
morphologie ou l’orientation des coquilles de mollusques:
Morphologie de la coquille du gastéropode Patella vulgata (Gall, 1995, Texte+Figure
pp. 37-38), orientation et position de diverses coquilles ou de rostres de bélemnites
(Gall, 1995, Texte+Figure pp. 82-84 ) et (Babin, 1991, Texte+Figure pp. 117-119),
etc…
-------------------------Remarque importante : Une partie des points traités dans cette section « I » peuvent être
présentés au fur et à mesure de la présentation d’un exemple précis et français : les faluns
miocènes du Blésois ( Gall, 1995, Texte+Figure pp. 159-167). Cet exemple est développé
en longueur et pourrait avantageusement servir de support à une partie de la leçon.
II. Utilisation des mollusques pour la reconstruction des climats
II.1. Morphologie de la coquille
L’épaisseur, la taille, et l’ornementation des coquilles de mollusques augmentent avec la
température des mers. Exemple des coquilles géantes des mollusques tropicaux actuels
similaires à celles trouvées dans l’Eocène du Bassin de Paris ( Gall, 1995, Texte+Figure
pp. 42-43). De plus, les fortes variations annuelles de température entraînent des stries
d’accroissement très prononcées.
II.2. Associations d’espèces
La diversité des espèces tend à croître avec la température des mers, notamment chez les
mollusques ( Gall, 1995, Texte+Figure pp. 43). En terme de paléobiogéographie, la
distinction des provinces boréales et téthysienne pour le Jurassique et Crétacé a été établie
à partir de la répartition des faunes de céphalopodes et bivalves fossiles. Cette distinction
de provinces est interprétée comme une différence paléoenvironnementale (eaux boréales
plus froides, etc..) (Babin, in Pomerol et al., Ch. 6, pp. 125)
II.3. Géochimie des isotopes stables de l’oxygène
On présentera de manière simple le principe de la géochimie isotopique de l’oxygène, et
notamment son intérêt comme « paléo-thermomètre » pour l’eau de mer. Dans le cas des
mollusques, il est indispensable de mentionner le standard PDB pour les carbonates (il a
été défini sur un rostre de bélemnite)…PDB= « Pee Dee Belemnite », Pee Dee étant une
formation géologique crétacée d’Amérique du Nord.
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III. L’évolution des mollusques et les grands bouleversements du milieu
Cette section présente quelques exemples de l’impact des changements
paléoenvironnementaux dans l’évolution des mollusques, et les renseignements que les
mollusques apportent sur les grandes crises biologiques (vitesse, ampleur, causes et
conséquences) :
III.1. Crises paléoenvironnementales et évolution des céphalopodes
radiation et extinctions chez les ammonoïdes du Dévonien au Crétacé ( Babin & Gayet,
2000 et  Lethiers, 1998).
III.2. Crises paléoenvironnementales et évolution des bivalves
(Figure de la diversification de bivalves crétacés en relation avec des variations
eustatiques Babin, in Pomerol et al., 1980, Ch. 6, pp.114) et crises chez les rudistes
(Philip, 2000).
Conclusions
La relation Mollusques - Paléoenvironnements est une bonne illustration des interactions
Biosphère - Géosphère. Nous avons vu que cette relation est observable à plusieurs échelles
d’espace et de temps, allant de conditions paléoenvironnementales locales jusqu’aux crises
biologiques globales. A l’extrême, on pourrait même dire que les mollusques ont parfois
contribué à modifier l’environnement ! (piégeage de CO2 dans les coquilles au Cambrien…).
Mais restons modestes: bien que fort utiles, les données issues de l’observation des
mollusques fossiles devront souvent être confrontées à d’autres types d’informations
(sédimentologiques, géochimiques, etc..) afin de mieux comprendre et caractériser les
environnements passés.
Références
 BABIN C Principes de Paléontologie, 451p Colin 1991
 BABIN, C. & GAYET, M. Terre et Vie : une même histoire. Dossier Pour la Science
« la valse des espèces », Juillet 2000, pp. 12-19.
 GALL J.C Paléoécologie. Paysages et environnements disparus. Masson 1998.
 LECOINTRE G & LE GUYADER H Classification Phylogénétique du vivant Belin
2001
 LETHIERS F Evolution de la biosphère et événements géologiques, 321p Gordon and
Breach Sc. Pub. 1998.
 PHILIP, J. Une extinction dans les mers tropicales de l’ère Secondaire. Dossier Pour
la Science « la valse des espèces », Juillet 2000, pp. 86-93.
 POMEROL et al. : Stratigraphie et paléogéographie : principes et méthodes. Ed.
Doin, 1980.
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