Paléontologie évolutive - Futura
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Paléontologieévolutive
Compterendudetravauxpratiques
Page1/5-Paléontologieévolutive
Peu variés en ce qui concerne leur composition chimique fondamentale, les êtres vivants présentent une diversité
morphologiqueconsidérable.Cettediversitén'affectepasseulementles détails (ilexisteplusieursmillions d'espèces
animalesetvégétales),elleestplusencoremarquéeparunedifférenciationprofondedenombreuxtypesstructuraux
(lesdiversesclassesetembranchements).Unetellemultiplicitédestypesd'êtresvivantsestlerésultatdel'évolution
biologique qui se déroule sur notre planète. De cette évolution, la paléontologie permet, grâce aux fossiles, de
reconstituerlesmodalités.
Ainsi, chez les vertébrés, nous allons, à travers l'étude de cinq crânes d'hominidés, observer les différentes
caractéristiques de l'hominisation, notamment la disparition des caractères simiens. Nous verrons aussi comment
certainsreptilesterrestressesontadaptésàlavieaquatique.Enfin,nousétudieronslesdifférentscaractèresévolutifs
de certains invertébrés et nous verrons l'importance de l'étude des microfaciès et des microfossiles dans la
déterminationdespaléoenvironnements.
Ce dossier est issu d'un compte rendu de travaux pratiques préparé par Sébastien Potot & Julien Bertholon (note :
16/20)
Page2/5-L'hominisation
Parmi les processus évolutifs engendrant la lignée des Hominidés à partir de celle des primates, l'acquisition de la
bipédieetladisparitiondescaractèressimienssontlesétapeslesplusimportantesdel'hominisation.Atraversl'étude
de 5 crânes (Proconsul, Australopithèque africanus, l'Homo Erectus, l'Homo Néandertalensis et l'Homo Sapiens
Sapiens)nousallonsillustrerlesdifférentesphasesdel'évolutiondeshominidés.
1.LeProconsul
Le crâne du proconsul est le plus petit des crânes que nous allons étudier. Il possède des caractères simiens très
marqués:sonfrontetsonmentonsontfuyants,safaceestprognatheetsamandibuleestenV.Ilpossède26dents
avecdescaninestrèsdéveloppéescaractéristiquesd'unrégimealimentaireenpartiecarnivore.Surl'arrièreducrâne
setrouveletrouoccipitalsurlequelétaitfixélacolonnevertébrale.Commeiln'yapasd'anglesurl'arrièreducrâneil
ne possédait pas de muscle nucaux. Le proconsul n'était pas bipède et son mode de vie était arboricole. Par ces
caractèressimiensprononcé,leProconsulestplusprochedusingequedel'Homme.
2.L'Australopithèqueafricanus
Comme chez tous les australopithèques, la morphologie du crâne des A.africanus montre qu'il s'agit là d'hominidés
capablesdemâcherdesnourriturescoriaces,commeonentrouvedanslasavane.Lesdentsbroyeusessontgrandes
etrobustes.Ellescomposentunebatteriedentairequiincorporelesmolairescommelesprémolaires.Lescaninesdes
mâlesnedépassentpas,ouàpeine,lahauteurdesautresdents.Iln'existeplus dediastème,c'estàdired'espace
26/10/2001-Par
SébastienPotot&JulienBertholon
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entre les dents pour loger les saillies des canines quand les mâchoires sont serrées comme c'est le cas pour le
Proconsul.Eneffetladentitionantérieure,incisivesetcaninesestréduite.Lafaceestplusaplatieetenretrait.Lavoûte
crânienneestarrondieetrenfermeuncerveauplusdéveloppédel'ordrede480cm3.Cescaractèresconfèrentunair
plushumainauxA.africanuscomparésauxA.afarensis.Letrouoccipitalestplusavancéauniveauducrânequecelui
duProconsul,illustrantuneavancédelacolonnevertébraleverslemilieuducrânepermettantundébutdebipédie.
3.L'HomoErectus
Lecrâned'HomoErectusprésentetouslescaractèresquiannoncel'Hommemoderne,cequiledistinguenettement
des autres Hominidés antérieurs ou contemporains. Sa boîte crânienne domine l'ensembles du crâne. Le volume
endocrânienatteint800cm3soitplusquechezaucunautreshominidé,àl'exceptiondeshommeslesplusrécent.Vue
dedoslaboîtecrânienneprésenteuneformediteen"tente"carpluslargeàsabasequ'entrelesbossesituéesàla
hauteurdesospariétaux.L'apparitiondes"bossespariétales"révèlentundéveloppementenhauteurducerveauet
l'expansiondesairescorticales.L'appareilmasticateurseréduitconsidérablement.Lafacen'occupeplusque30%du
volume du crâne comparé aux 45% chez les australopithèque. De profil, ce sont maintenant le nez et les dents de
devant(régionprémaxillaire)quideviennentsaillants.Silespommettes(masséters)etlesarcadessourcilièresrestent
assezdéveloppées,lesmusclestemporauxserévèlentplusgraciles.Leurslignesd'insertionsurlaboîtecrânienne,ou"
lignes temporales ", sont écartées de part et d'autre du sommet du crâne. Dans son allure générale, le crâne
d'H.Erectuspréfigurele"lissage"desreliefsosseux,sicaractéristiquedenotrecrâne.Celaseretrouveauniveaudela
nuque.Ledoubleprocessusdedéveloppementcérébraletdediminutiondelafaceentraînentunmeilleuréquilibrede
la tête au sommet de la colonne vertébrale et une régression des muscles de la nuque. Par ces caractéristiques,
l'H.Erectusestlepremierhominidéàsetenirparfaitementdebout.
4.L'HomoNéandertalensis
Sur le crâne de l'H.Néandertalensis les pommettes ont
complètement disparu, lissant la partie moyenne de la face.
L'avancée des arcades dentaires est telle que, vu de profil, un
espacesépareladernièremolaire(dentdesagesse)delabranche
montante de la mandibule (espace rétromolaire). La longue et
volumineuse boîte crânienne renferme un cerveau d'une capacité
moyenne de plus de 1600 cm3, soit 15 à 20% de plus que chez
l'homme actuel. L'étirement du crâne se retrouve au niveau du
renflementdel'occipitalquiformeun"chignon"osseux.Vudedos,
laboîtecrânienneauneformeen"bombe"(saplusgrandelargeur
se situe à mi-hauteur). L'H.Néandertalis possède donc encore
quelques caractères simiens. Cependant l'étude du crâne d'un
H.Néandertalis âgé de 5 ans comparé à celui du même Hominidé
adultemetenévidencel'évolutiondecescaractèresavecl'âge.En
effet, le crâne de l'H.Néandertalensis enfant est caractérisé par
l'absencedetorussus-orbitaire,unemâchoireinférieuretsupérieur
enU,etunfrontdroit.L'adultelui,présenteuntorussus-orbitaire,
unemâchoiresupérieurenV,unfrontfuyantetunchignonoccipital
(son crâne est allongé vers l'arrière). Mais l'H.Néandertalensis
conserve une bipédie parfaite à tout âge caractérisé par un trou
occipitalbienarrondiplacéaumilieuducrânepermettantainsiàce
dernierdereposersurlacolonnevertébrale.Cetéquilibrerendainsi
inutileles muscles nucaux quiontdisparu:l'angleàl'arrièredela
boîtecrânienneesttrèsfaibleparrapportàceluidel'Homo.Erectus.
Laboîtecrâniennedemeureainsiplushaute.
5.L'HomoSapiensSapiens
L'H.Sapiens Sapiens possède de nombreuses similitudes avec l'H.Néandertalensis enfant : il n'a pas de torus sus-
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orbitaire, sa mâchoire est en U et sa face est plate. Sa mâchoire est plus fine, son front est relevé et son volume
crânienestlégèrementplusimportant.Deplus,ilnepossèdepasdechignonoccipital.Satêtenes'étiredoncpasvers
l'arrière, l'H.Sapiens Sapiens est donc un brachycéphale. Les caractères simiens n'apparaissent pas avec l'âge. Sa
bipédieestparfaiteetsontrouoccipitalestagencédelamêmemanièrequeceluidel'H.Néandertalensis.Iln'adonc
pasdemusclenucal.
Par l'étude de crânes de 5 types hominidés on peut dire que l'hominisation est caractérisée par la disparition des
caractères simiens. On observe une évolution au niveau de la dentition (réduction des canines et apparition de
nouvellesdentscommelesmolairesetprémolaires)caractéristiqued'unchangementderégimealimentaire.Letorus
sus-orbitaireetleprognathismedisparaissent.Levolumeducrâneaugmenteetletrouoccipitals'avancepermettant
d'obtenirlabipédie.
Page3/5-Lesreptilesetleurévolution
Bienquelesreptilesmontrentdesadaptationsàlaviedanstouslesmilieux(marin,lacustre,terrestre,aérien),nous
allonsétudierl'évolutiondescaractèresadaptatifsdesreptilesd'unevieterrestreversunevieaquatiqueàpartirdela
comparaisonde3fossilesreptiliens:le
Saphéosorus
,le
Pleurosaurus
et
l'Ichtyosaurus
.Lesdonnéessontrépertoriées
dansletableaucidessous:
Sapheosorus Pleurosaurus Ichtyosaurus
CVPS(cm) 14,5 29 22
MA(cm) 7,5 7 9,5
MP(cm) 11,5 9 4
CVPS/MA 1,9 4,1 2,3
CVPS/MP 1,3 3,2 5,5
Longueurcrâne(cm) 4,5 7,5 26
Positiondesorbites Médiane Médiane Arrière
Nombrede vertèbres
présacrées 25 48 49
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Nombre de
phalanges à chaque
doigt
4avecgriffes 4avecgriffes 18à20
Lieudevie Terrestre TerrestreetAquatique Aquatique
Page4/5-Macropaléontologieévolutive
Nousallonsmaintenantétudiercertainsmacrofossilesd'invertébrésetcaractériserleurévolution.Eneffet,selonles
espèces,lamorphologieévolutivechangeetdescritèresapparaissentoudisparaissent.
1.LesLamellibranches(oubivalves)
Les Lamellibranches sont composés d'une coquille à deux valves avec
charnière dorsale. Leur tête n'est pas différenciée, on les dit acéphale
alors que leur pied est généralement bien développé. Le manteau est
composé de deux lobes qui entourent les organes de l'animal. La
charnière présente souvent une dissymétrie avec un certain nombre de
dents, et un ligament qui oblige les valves à revenir en position fermée
quand l'animal est en vie. Ces deux caractères sont à la base de la
classificationdesLamellibranches.Lecrochetpeut-êtredirigéversl'avant
(formeprosogyre)ouversl'arrière(formeopystopyre).Lecorpsmoudes
Lamellibranchesaunesymétriebilatérale:plandesymétrieparallèleaux
deux valves. Ils se nourrissent par filtration à l'aide d'un tamis : les
branchies. La chambre palléale est traversée par un courant d'eau
entretenu par le mouvement de ces branchies qui contrôlent le flux
entrant et le flux sortant par deux siphons.C'est à l'aide d'un ou
plusieurs muscles qu'ils referment les deux valves de leur
coquille.
Les Lamellibranches représentent une dégénérescence du plan
mollusque:ils'agitd'unesimplificationévolutive(réversion).Eneffet,ils
se sont adaptés à un mode de vie sédentaire. Ils peuvent évoluer en
conservantuneformelarvaireàl'âgeadulte(néotenie).Danscecas,le
piedchangedefonctionetlesbranchiespeuventêtreremplacéspardes
poumons:c'estuneadaptationàlavieterrestre(ex:Salamandres).Au
niveau des muscles, les Lamellibranches ont évolués d'une forme
isomyaire (deux muscles de taille identique) vers une forme anisomyaire (deux muscles de tailles différentes) puis
monomyaire(unseulmuscle):c'estdanscecasuneévolutionparsimplification.Lesdentsdisparaissentchezles
formes à habitat très protecteur (Lamellibranches perforants ou fouisseurs) comme les huîtres. La
symétrieestaussiaffectéeparl'évolution.Eneffet,d'unedoublesymétrie(parallèleetperpendiculaireauxvalves),on
arriveàunesymétrieuniqueparallèleauxvalvesissued'uneréductiond'undesbordspuisversunedissymétrietotale
avecperted'unmuscle.Cetteévolutiondesymétriesestcoupléeaveclapertedesdents.Laradiationadaptativedes
Lamellibranchesestdonclasuivante.Apartird'uneformetaxodonte(dentsnombreusesindifférenciées),onpasseà
uneformehétérodonte(dentsinégalespeunombreusesdifférentiées)paruneévolutionsimplifianteliéeaunombrede
dents et complexifiante au niveau de la forme des dents.Puis, de cette forme hétérodonte, on arrive à une
formeschizodonte(dentsfenduesendeux)etpachyodonte(dentsénormesetépaisses).Parallèlement
à cette lignée, on observe à partir des taxodontes une évolution vers de pseudotaxodontes (beaucoup de dents
asymétriques)etverslesisodontes(dentsdemêmetailledepartetd'autreduligament)ouleshuîtres(plusdedent).
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Maiscequ'ilfautretenirdel'évolutiondesLamellibranchesestcettesimplificationévolutiveparpertedecaractères:la
réversion.
2.LesGastéropodes
UnecoquilledeGastéropodeestdissymétriqueparunetorsionde180°.
Le pied est très développé et sert à la fixation ou à la reptation de
l'animal.Latêteestbiendifférenciéeetpossèdedesyeux,destentacules
etuneradula.Lacoquilleunivalvepeut-êtretrochospiralée(enroulement
sur le côté) ou planispiralée (enroulement central symétrique). Les
Gastéropodes sont regroupés en deux formes : la forme holostome (le
siphon n'a pas fait d'empreinte sur la coquille : ouverture ronde) et la
forme siphonostome (le siphon est marqué sur la coquille : ouverture
avec échancrure(s)). Les formes opisthobranches ont les branchies
dirigées vers l'arrière alors que les formes prosobranches ont les
branchiesversl'avant.Lesacviscéraléloignédupiedetdelatêtepermet
à l'animal de se rétracter.La coquille est un moyen de protection
desprédateurs.Elleestenrouléeautourd'unaxe(enroulementdextre
ousenestre).
Dupointdevueévolutif,lesGastéropodesontétésoumisàuneévolution
quiaeulieuaustadelarvaire.Acestade,lacavitémaléaleestamenée
en position frontale par une flexure de 180°. Le mollusque est donc
devenu asymétrique. Les formes les plus anciennes, les
archéoGastéropodes sont proches des Monoplacophores (ancêtre
commun à tous les mollusques). Ils évoluent vers les prosobranches
(branchiesversl'avant)puisverslesmonobranches(uneseulebranchie).
Ils conquissent les continents par vagues successives (clades) en
transformantleurbranchie restanteenpoumon.Cesvaguesontlieuau
Carbonifère, Jurassique, Crétacé et à l'Eocène. Ils s'adaptent d'abord aux eaux douces puis à la vie terrestre.Au
Crétacé, la vague est constituée des Helicidae (escargots). Les opistobranches évoluent vers une
formeterrestreauTertiaire .Parallèlementàcetteévolutionparconquêtedescontinentsenperdantunebranchie
puisentransformantlabranchierestanteenpoumon,desGastéropodesinitialementherbivoresdeviennentcarnivores,
c'estlecasdesCoengast.
3.LesCéphalopodes
6
7
8
9
10
1
/
10
100%
