Il y a plus de 150 ans, le géologue Sir William Dawson a fait une découverte étonnante dans les falaises de Joggins, le long des rives de la baie de Fundy en Nouvelle-Écosse. Dans les restes lithifiés d'une fougère géante ressemblant à un arbre se trouvaient les os d'un petit animal âgé de 310 millions d'années.
Cet animal était unique en son genre. Il a pu s'aventurer là où aucun animal vertébré (à dos désossé) ne s'était aventuré jusque dans les forêts de lycopsides, loin du bord de l'eau. Tout cela grâce à une innovation évolutive: l'œuf amniotique.
Bien que les animaux s’étaient auparavant aventurés sur la terre au cours de la période du Dévonien, les animaux à œuf amniotique, tels que les reptiles, les oiseaux et même les mammifères, n’ont pas besoin de retourner à l’eau pour se reproduire, contrairement aux amphibiens modernes. L'œuf amniotique est un étang indépendant dans lequel l'embryon, ses aliments et ses déchets sont stockés et entourés d'une coquille protectrice résistante à la dessiccation.
Hylonomus Lyelli est représenté dans cette illustration de "Brûleurs d'air de la période charbonnière" de John William Dawson et sautant à la poursuite d'un insecte. (Dawson Brothers) Ce nouveau type d'animal, que Dawson aurait appelé Hylonomus lyelli, reste le plus ancien des amniotes des archives fossiles. Depuis lors, de nombreux autres animaux, étranges et familiers, ont été ajoutés à la liste des découvertes sur les falaises de Joggins, dans la baie de Fundy. Ceux-ci comprennent les microsaurs, les temnospondyls et le Dendrerpeton acadianum .
En 2008, les falaises fossilifères de Joggins ont été désignées site du patrimoine mondial de l'UNESCO. Et les falaises n'ont pas cessé de partager leurs secrets - chaque cycle de marée colossal érode et expose davantage l'ancien écosystème qui prospérait jadis dans son emplacement autrefois équatorial.
Ancient Fern Records
La découverte initiale de l'importance paléontologique de Joggins a eu lieu en 1842, lorsque le géologue britannique Sir Charles Lyell s'est rendu en Nouvelle-Écosse. Dix ans plus tard, Lyell et le géologue local Sir William Dawson ont étudié ensemble les strates de ces falaises vieilles de 310 millions d'années. À l'intérieur des falaises se trouvaient les corps d'arbres géants, figés dans le temps. Cependant, ces arbres ne ressemblent pas à ceux des forêts d'aujourd'hui. C'étaient plutôt d'anciennes fougères géantes qui auraient dominé de 20 à 30 mètres au-dessus du sol de la forêt.
Ce sont ces fougères qui rendent Joggins particulièrement critique pour notre compréhension de l'évolution précoce des tétrapodes. En effet, quand ils sont morts, leurs noyaux intérieurs mous se sont décomposés, laissant derrière leur écorce externe ferme et un intérieur creux. C’est dans ces souches évidées que des restes d’animaux ont été piégés et protégés pendant plus de 300 millions d’années et où nous les trouvons aujourd’hui.
Nouvelles découvertes
Les découvertes de fossiles significatives à Joggins sont rares. Mais c’est le potentiel sans précédent de la prochaine grande découverte qui me fait revenir année après année sur le site. Et nous pouvons maintenant avoir la meilleure chance de cette prochaine grande découverte.
Après 15 années de collaboration entre le musée de la Nouvelle-Écosse, la Saint Mary's University, le géologue néo-écossais John Calder, le Joggins Fossil Institute et Brian Hebert, originaire de Joggins, une nouvelle collection d'arbres fossilifères géants, la plus grande collection amassée depuis que le site a été découvert - est prêt pour de nouveaux yeux.
Des fougères ressemblant à des arbres se sont creusées à la mort et d'anciens animaux se sont infiltrés à l'intérieur, où ils ont été préservés pendant des centaines de millions d'années. (Hillary Maddin, auteur fourni) Au cours des prochaines années, une préparation manuelle méticuleuse révélera un à un de tout nouveaux os. La particularité du matériau nouvellement découvert réside dans le fait qu’il a été collecté dans des couches plus basses de la section de Joggins que tout autre matériau précédent. Les fossiles qu'il contient deviendront les toutes premières archives d'animaux que nous reconnaissons membres de groupes d'animaux encore en vie - amphibiens, reptiles et mammifères - et de nombreux animaux aujourd'hui disparus. Nous verrons pour la première fois à quoi ressemblaient ces pionniers et combien de types différents étaient présents dans cette première phase de l'évolution des tétrapodes.
Evolution des tétrapodes
Ces animaux nous apprendront beaucoup de choses nouvelles sur l’une des phases les plus importantes de l’évolution des tétrapodes: la création des premières communautés terrestres et vertébrées. Nous analyserons leur anatomie et, par des comparaisons avec des animaux vivants, nous apprendrons ce que ces animaux ont pu faire de leur vivant.
Par exemple, nous pouvons examiner l’état de leurs dents pour savoir ce qu’elles auraient pu manger. Avec l'explosion des plantes terrestres à l'époque, nous pouvons voir combien de temps il a fallu avant que les animaux deviennent herbivores et en quoi leurs stratégies pourraient être similaires ou complètement différentes de celles des herbivores modernes.
Nous pouvons également examiner leurs os pour savoir quels types d’activités ils faisaient dans ces nouveaux environnements. Nous voyons des preuves dans des localités légèrement plus jeunes du Carbonifère que les animaux avaient déjà commencé à se diversifier sur le plan écologique. Nous voyons les premiers animaux fouisseurs et certains animaux possiblement arboricoles (animaux qui passent le plus clair de leur vie dans des arbres).
Est-ce que les animaux de Joggins faisaient déjà ces choses? Si tel était le cas, nous apprendrions qu'il fallait relativement peu de temps aux animaux pour exploiter les nombreux aspects de leur nouvel environnement. Sinon, eh bien, il semblerait que ces pionniers aient mis du temps à se mettre au diapason du monde terrestre.
Plage fossilifère sur les falaises fossilifères de Joggins, Nouvelle-Écosse, Canada. (Shutterstock) Ensemble, ces découvertes et de nouvelles analyses réviseront notre compréhension de la période carbonifère. Nous ne le verrons plus comme un marais ennuyeux et stagnant, rempli de créatures non spécialisées.
Une nouvelle image est en train d'émerger, celle d'un environnement dynamique qui s'est rapidement rempli d'animaux avec de nombreuses nouvelles adaptations et capacités.
Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation.
Hillary Maddin, paléontologue vertébré, professeure adjointe, Université Carleton
