Histoire de la vie sur Terre

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Précambrien

Le précambrien, qui couvre 4 milliards d'années, représente la plus grande partie des temps géologiques. Au cours de cette ère, la Terre, globe dépourvu de vie à l'origine, accueillit de nombreux types de vie primitive. Les fossiles de cette époque sont très rares à cause de la fragilité et de la taille minuscule de ces organismes.

Éon archéen (de -4600 à -2500 millions d'années)

stromatolithe

Pendant des siècles, les hommes ont cru que notre planète était âgée de quelques milliers d'années, tout au plus, et que toutes les formes de vie avaient été créées en quelques jours à peine. Puis, il y a environ deux cents ans, des scientifiques ont interprété les étonnants fossiles de plantes et d'animaux, trouvés dans les carrières ou dans les roches du monde entier. Grâce à ces fossiles, on sait maintenant que la Terre est, en réalité, bien plus ancienne.

L'étude des roches, des fossiles, des météorites et autres objets géologiques nous apprend que la formation de la Terre date d'il y a environ 4600 millions d'années. Avant, il n'y avait aucune planète dans notre système solaire. Seule une masse informe de roche et de poussière tourbillonnait autour de notre Soleil, astre alors primitif. La force de gravitation a fini par agglomérer ces roches et ces poussières en de gros globes. C'est ainsi que sont nées les premières planètes, parmi lesquelles la Terre.

Durant les premières centaines d'années de son existence, la Terre était un véritable enfer. Sa surface bouillante était dominée par des volcans actifs et constamment heurtée par de gigantesques astéroïdes. L'atmosphère y était épaisse et toxique. Dans de telles conditions, il était impensable pour quelque forme de vie que ce fût de se développer.

Il y a plus de 4 milliards d'années se produisit un des événements les plus déterminants de l'histoire de la Terre : elle fut percutée par une planète de la taille de Mars. L'impact fut si violent qu'une partie de notre astre fut projetée dans l'espace et donna naissance à la Lune. La naissance de notre satellite eut une profonde influence sur le développement de la vie sur notre planète car cela stabilisa l'orbite de la Terre autour du Soleil et provoqua l'apparition des marées, qui firent respirer et nettoyèrent les mers peu profondes où la vie apparut. Le globe terrestre se couvrit d'océans liquides offrant un environnement constant dans lequel le lent processus de la vie put se réaliser.

La plus ancienne trace de vie sur Terre est une signature chimique sur des roches du Groenland et remonte à 3850 millions d'années. Personne ne sachant exactement comment la vie est apparue, les théories sont nombreuses. Selon l'une d'entre elles, les premiers organismes simples seraient apparus dans des sources sous-marines chaudes produisant suffisamment des composantes chimiques nécessaires au développement de la vie. Pendant des milliers d'années, la vie sur Terre se résuma à de simples bactéries unicellulaires formant de fines couches de dépôts visqueux sur les fonds marins. Ces premiers organismes se procuraient l'énergie dont ils avaient besoin par réactions chimiques. Puis, un groupe de cyanobactéries inventa la photosynthèse, transformant l'énergie du soleil en énergie organique. Ces bactéries s'étendaient sur les fonds des océans en de vastes tapis, formant parfois des structures feuilletées appelées des stromatolithes, les fossiles les plus anciens, vieux de 3500 millions d'années. Pendant des centaines de millions d'années la lenteur de l'évolution fit de ces organismes simples les seules formes de vie sur Terre.

Éon protérozoïque (de -2500 à -543 millions d'années)

Spriggina

Si l'archéen primitif marque l'apparition de la vie sur Terre, le protérozoïque (du grec proteros, "premier" et zoom, "animal") a été témoin de l'évolution de la vie à partir d'une simple bactérie jusqu'à l'apparition de plantes et d'animaux complexes qui nous sembleraient très familiers.

Au début du protérozoïque, il y a environ 2500 millions d'années, toute la vie de la planète était concentrée dans la mer. L'atmosphère contenant des quantités significatives de dioxyde de carbone (peut-être aussi de méthane), mais très peu d'oxygène, rendait la Terre vraiment trop hostile pour que la vie puisse s'y développer. Mais cela allait bientôt changer.

Les bactéries primitives vivant dans les mers produisaient de l'oxygène, comme dérivé de leur croissance. Cet excédent d'oxygène relâché dans l'atmosphère s'accumula en l'espace de millions d'années, pour finir, il y a 2000 millions d'années environ, par en représenter en permanence une grande proportion.

L'oxygène, produit chimique très réactif, est un bon carburant pour la vie. La présence d'une atmosphère riche en oxygène a stimulé l'évolution de nouveaux organismes unicellulaires complexes appelés des eucaryotes. A la différence des bactéries (qui sont des procaryotes), chaque cellule eucaryote disposait d'un noyau central séparé contenant l'ADN : c'était un grand pas en avant.

Les premiers fossiles d'eucaryotes, les acritarches, sont microscopiques et datent d'environ 1 500 millions d'années. Ces cellules à noyau se sont lentement développées en colonies, finissant même par produire des créatures primitives, des éponges et des êtres semblables à des méduses.

Ainsi, vers la fin du protérozoïque, le monde était donc peuplé de méduses aveugles fourmillant et d'êtres statiques. C'est alors que, selon certains, survint le désastre. Entre -750 et -600 millions d'années, la Terre connut une très rigoureuse période glaciaire, avec des températures de -40 °C et les océans gelés. Cette théorie, toujours controversée, est parfois appelée SnowballEarth ("terre-boule de neige"). Juste après cette période de glaciation, il y a quelque 600 millions d'années, commencent à apparaître, dans les fossiles, les premiers signes d'une vie animale complexe.

Les fossiles vieux de 600 millions d'années sont bien sûr très rares et ne se présentent souvent que sous la forme d'une vague trace sur la roche. Ces fossiles sont difficiles à interpréter, mais les scientifiques pensent qu'il s'agit de restes d'animaux simples. Spriggina, semblable à un ver qui glissait sans doute dans la boue, est l'un des plus curieux. Ce type d'animal, avec une partie antérieure et une partie postérieure, allait poser les fondations de l'explosion de la vie à venir. C'est l'ancêtre commun à toutes les espèces, du ver de terre aux dinosaures et aux baleines.

Ces animaux primitifs vivaient tous dans les eaux côtières, chaudes et peu profondes. Partout dans le monde ces espèces ont laissé des fossiles, que l'on regroupe souvent sous le nom de faune d'Ediacara, d'après le site fossilifère australien où ont été trouvés les premiers spécimens.

Ère paléozoïque ou primaire

Le paléozoïque signifie "vie ancienne". C'est au début de cette ère que sont apparus les animaux à squelette externe rigide, avec coquilles et carapaces. Ces parties dures se fossilisent facilement et ont permis aux scientifiques d'établir, à partir de cette date, une échelle de l'apparition et de la disparition des végétaux et des animaux.

Cambrien (de -543 à -490 millions d'années)

Trilobites

De nombreux animaux du cambrien, comme les trilobites à coquille, ont été fossilisés, et on retrouve aujourd'hui des spécimens dans le monde entier. L'apparition de l'œil complexe est l'événement le plus caractéristique de cette période. Selon certains paléontologues, cela aurait accéléré le processus de l'évolution en favorisant l'apparition de chasseurs, qui, à son tour, aurait entraîné le développement de meilleures défenses chez les proies.

Au cambrien, la terre était encore stérile et hostile. Les animaux vivaient toujours dans les eaux côtières peu profondes. De temps à autres, d'importants glissements de terrains engloutissaient ces communautés sous des tonnes de boue. Grâce à ces phénomènes, les plus fragiles des animaux à corps mou ont pu être transformés en fossiles, nous donnant l'occasion de découvrir aujourd'hui l'étrange faune du cambrien.

Grâce aux schistes de Burgess au Canada (et à d'autres sites en Chine et au Groenland), nous savons que d'étranges animaux, tel l'énorme prédateur Anomalocaris, évoluaient dans un paysage d'aspect extraterrestre, où dominaient les éponges et les algues primitives.

Les mers du cambrien contenaient des représentants de la plupart des principaux groupes animaux, y compris les arthropodes (trilobites), les mollusques (coquillages) et les échinodermes (oursins, étoiles de mer). Elles abritaient aussi le plus ancien vertébré connu, un poisson primitif, Haikouichthys. Vieux de 535 millions d'années, c'est notre plus ancien ancêtre connu.

Ordovicien (de -490 à -443 millions d'années)

Tout au long de l'ordovicien, la vie animale, composée de coraux primitifs, d'oursins, d'étoiles de mer, de coquillages, ainsi que d'arthropodes, les espèces les plus nombreuses, était cantonnée aux mers.

Les trilobites étaient très nombreux, mais les premiers chélicérates, groupe d'arthropodes auquel appartiennent les scorpions, avaient fait leur apparition. L'un d'entre eux, le scorpion de mer Megalograptus, devint énorme et parvint même à se traîner sur la terre ferme pour de brefs séjours. La terre émergée était encore stérile, seulement habitée, sur les berges des ruisseaux, par quelques végétaux tels les lichens.

A cette époque apparut également le premier vrai prédateur marin géant, le nautiloïde orthocère, un orthocône de 10 mètres de long apparenté au calmar moderne. Les vertébrés étaient toujours représentés par les poissons primitifs sans mâchoires, se nourrissant de particules organiques sur les fonds marins.

Silurien (de -443 à -417 millions d'années)

Bryozoaires

Au silurien, le développement de la vie s'accéléra. Dans les mers tropicales peu profondes se formaient de complexes systèmes de récifs, composés de coraux, d'épongés et de bryozoaires. Ces récifs abritaient des espèces plus petites, comme les poissons sans mâchoires, les lys de mer et les coquillages brachiopodes. Mais les arthropodes étaient toujours les espèces dominantes.

Le scorpion de mer Pterygotus avait atteint des proportions imposantes et les vrais scorpions, comme Brontoscorpio, étaient apparus, capables de faire de courtes visites sur terre. Face à de si grands prédateurs, certains poissons sans mâchoires s'étaient cuirassés de plaques et dotés de sens perfectionnés.

Vers la fin du silurien, la vie colonisa la terre ferme. Les premières plantes, comme Cooksonia, et quelques champignons poussaient en touffe le long des ruisseaux et des rivières, mais sans dépasser 10 centimètres de haut. Ces végétaux abritaient les premiers animaux terrestres, des mille-pattes et autres arthropodes, dont la plupart étaient herbivores et certains prédateurs.

Dévonien (de -417 à -354 millions d'années)

Le dévonien fut le théâtre de grands changements sur la terre comme dans les mers. Au début de cette période, la vie sur Terre était encore rare et primitive. Mais à peine quelques millions d'années plus tard, des forêts dominées par les premières plantes semblables à des arbres, Archaeopteris, s'étendaient le long des rivières et des estuaires.

Sur terre, les mille-pattes et des prédateurs tel le trigonotarbide, lointain parent des araignées actuelles, étaient les principales espèces animales. Mais, durant cette période, certains poissons commencèrent à s'aventurer hors de l'eau, donnant naissance à des amphibiens à respiration aérienne dotés de quatre pattes, tel Hynerpeton.

Dans les mers, deux nouvelles espèces de prédateurs vifs et féroces firent leur apparition. Les poissons prospéraient et, grâce à l'évolution de la mâchoire, acquirent la capacité de s'attaquer à des proies. Ils se diversifièrent rapidement et leur taille augmenta. Il y avait des requins, comme Stethacanthiis, terribles chasseurs aux dents acérées et au corps effilé, mais les plus grands et les plus redoutables de tous étaient les placodermes géants, comme Dunkleosteus, des poissons longs de 8 mètres ou plus. Apparurent également les premiers poissons osseux, tels Hyneria, dont certains sont les ancêtres de la plupart des poissons des mers modernes.

Carbonifère (de -354 à -290 millions d'années)

Arthropleura

Le climat du carbonifère ressemblait à celui d'une serre, avec une chaleur humide qui s'étendait de l'Arctique à l'Antarctique. D'épaisses forêts se développaient dans les régions de plaines inondables, dominées par des fougères et des prêles géantes ainsi que des lycopodes, étranges arbres d'une hauteur proche de 50 mètres.

Le taux d'oxygène très élevé explique certainement l'abondance de vie dans ces forêts. Elles offraient un habitat à de gigantesques arthropodes, comme Arthropleura, et à des insectes volants comme les libellules, dont la géante Meganeura.

Ces terrains détrempés étaient favorables aux amphibiens, tel Proterogyrinus, capables de se déplacer et chasser dans les cours d'eau et de se reproduire dans les lacs. Les amphibiens dominaient le carbonifère, mais les premiers reptiles commençaient à se développer. Il s'agissait essentiellement de petites créatures semblables à des lézards, tel Petrolacosaurus, capables de pondre leurs œufs hors de l'eau, caractéristique qui contribua à poser les fondations de succès à venir.

Dans les mers aussi la faune était abondante. Les requins et les poissons osseux (ancêtres des poissons modernes) étaient maîtres des océans, alors que des récifs coralliens complexes se développaient sur les fonds marins, parfois sur des kilomètres, le long des anciennes côtes.

À la fin du carbonifère, il y a environ 290 millions d'années, la planète fut de nouveau plongée dans une période glaciaire. La température chuta, les forêts tropicales régressèrent, laissant la place à de vastes étendues glaciaires. Ces glaciers descendaient du pôle Sud au pôle Nord, érodant les paysages. Incapables d'affronter le changement climatique, de nombreuses espèces s'éteignirent.

Permien (de -290 à -248 millions d'années)

Dimetrodon

Après l'ère glaciaire de la fin du carbonifère, le monde était devenu plus sec et plus froid. Au début du permien, les forêts et les marécages tropicaux régressèrent considérablement, laissant la place à des plaines ouvertes, parsemées d'îlots de fougères et de conifères primitifs.

En partie aquatiques, les amphibiens comme Seymouria, qui avaient dominé la Terre dans la période antérieure, supportèrent mal l'absence de marais tropicaux. Ils firent place à un groupe de reptiles adaptés à la sécheresse. Ceux-ci se diversifièrent et devinrent plus imposants, donnant naissance aux premiers grands animaux terrestres, comme Dimetrodon et Edaphosaurus. Confrontées au froid, ces espèces innovèrent, comme Dimetrodon et sa grande voile dorsale.

A la fin du permien, les différents continents étaient réunis en une seule grande masse continentale appelée Pangée. Le climat chaud et sec et les très faibles précipitations provoquèrent le développement de grands déserts dans de nombreuses régions. Ces territoires étaient surtout peuplés de thérapsides, groupe de reptiles mammaliens auquel appartenaient de terrifiants prédateurs comme Gorgonops et des herbivores fouisseurs comme Diictodon. Il y avait toutefois d'autres grands animaux, comme Scutosaurus, dont la carapace en fait un ancêtre possible des tortues, et l'amphibien géant Rhinesuchus.

A la fin du permien, le climat commençait à devenir extrême, les déserts gagnaient du terrain et les côtes régressaient, réduisant d'autant les habitats disponibles pour les plantes et les animaux. Les écosystèmes marins et terrestres étaient soumis à une forte pression et les différentes espèces se livrèrent une compétition ardue pour l'espace et la nourriture. Peu y résistèrent et plus les conditions empiraient, plus s'accéléraient les disparitions d'espèces. Ainsi, il y a environ 248 millions d'années, 95 % des espèces existantes avaient disparu. Ce fut la plus grande vague d'extinction de toute l'histoire de notre planète. Mais de ces cendres allaient naître de nouvelles formes de vie, encore plus terrifiantes.

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