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Posté par Redbran le Mercredi 06/06/2018 à 12:00
Les premiers tétrapodes nageaient entre deux eaux
Les premiers tétrapodes du Dévonien supérieur ont longtemps été considérés comme des vertébrés vivant en eau douce par les paléontologues. Toutefois, cette hypothèse ne permettait pas d'expliquer comment, il y a environ 360 millions d'années, ils avaient pu atteindre une répartition mondiale dès le Dévonien supérieur en franchissant les océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a commencé en 2004 et produit en 2009.): des barrières infranchissables pour les espèces adaptées aux milieux d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) douce. Cette idée est remise aujourd'hui en question par une équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également...) internationale, impliquant des chercheurs lyonnais de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) Claude Bernard (Claude Bernard, né le 12 juillet 1813 à Saint-Julien (Rhône) et mort le 10 février 1878 à Paris, est un médecin et physiologiste français.) Lyon 1, du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) et de l'ENS Lyon. L'analyse des restes de premiers tétrapodes leur a permis de découvrir que ces derniers avaient vécu dans des eaux saumâtres comme des deltas ou des estuaires. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature le 30 mai 2018.


Deux premiers tétrapodes Acanthostega explorant les recoins d'un delta au Dévonien (il y a environ
365 Millions d'années), dans lequel la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) (à l'arrière-plan) envahit les environnements terrestres, se
mélangeant aux eaux fluviales (au premier plan). Paléo-reconstitution par l'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités suivantes :) Mazan.
©Mazan (http://www.mazanonline.fr/)

L'âge des poissons

Le Dévonien (419-359 millions d'années) est une période géologique souvent appelée "l'âge des poissons". Et pour cause, les seuls vertébrés qui peuplaient alors notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne...) vivaient dans des environnements aquatiques. À la fin du Dévonien, apparaissent des espèces dont les membres sont munis de doigts: les tétrapodes. Si ces derniers habitaient encore des environnements aquatiques, les chercheurs ne savaient pas encore dans quelles eaux, salées ou douces, ils nageaient. Afin de répondre à cette question, des chercheurs français et l'Académie (Une académie est une assemblée de gens de lettres, de savants et/ou d'artistes reconnus par leurs pairs, qui a pour mission de veiller aux usages dans leurs disciplines respectives et de publier des...) chinoise des sciences, ont développé un nouveau traceur géochimique des milieux de vie (La vie est le nom donné :) et l'ont appliqué à des fossiles des premiers tétrapodes et de leur faune associée, provenant du Groenland (Le Groenland (prononcez /gʁɔɛn.lɑ̃d/, écrit Groënland dans la graphie française d'avant 1850, Grønland en danois (« terre verte »), Kalaallit Nunaat en...) et de Chine. Ils ont ainsi démontré que ces tétrapodes vivaient dans des eaux saumâtres, probablement celles de deltas ou d'estuaires.

Quand les isotopes s'en mêlent...

Dans cette étude, les chercheurs ont échantillonné des fossiles de vertébrés provenant de deux gisements du Dévonien supérieur du Groenland et de Chine. Ces fossiles sont des restes de squelettes des premiers tétrapodes ainsi que d'autres espèces de vertébrés dont des os de poissons cuirassés, les placodermes, retrouvés dans les mêmes gisements. Les scientifiques ont ensuite analysé les compositions isotopiques de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) (18O/16O) et du soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.) (34S/32S), c'est-à-dire l'abondance relative entre les isotopes lourds et légers de ces deux éléments contenus dans les restes fossilisés. Dans l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre...) actuel, l'oxygène des eaux marines et le soufre des ions sulfate sont enrichis en isotopes lourds 18O et 34S par rapport aux eaux douces des continents. Ces eaux sont ingérées par les vertébrés qui y vivent, et le soufre et l'oxygène sont incorporés à l'os lors de sa minéralisation tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en conservant la signature isotopique du milieu d'où ils proviennent. L'analyse isotopique de l'oxygène et du soufre des os d'un vertébré (Les vertébrés forment un sous-embranchement du règne animal. Ce taxon, qui dans sa version moderne exclut les myxines, est considéré comme monophylétique. Il...) permet donc de déterminer s'il vit en eaux douces ou de mer. Sachant que les rapports isotopiques de l'eau de mer (L'eau de mer est l'eau salée des mers et des océans de la Terre.) et de l'eau douce ont a priori peu changé depuis le Dévonien, il est donc possible de déduire le milieu de vie des premiers tétrapodes à partir des valeurs isotopiques de leurs os fossilisés.

Une vie entre deux eaux

Les compositions isotopiques du soufre et de l'oxygène des fossiles de poissons et tétrapodes du Groenland et de Chine révèlent un environnement de vie intermédiaire qui indique que ces premiers tétrapodes et leur faune associée vivaient dans des environnements aquatiques où les eaux marines se mélangeaient aux eaux douces, comme des zones deltaïques ou estuariennes. Les premiers tétrapodes étaient donc capables de tolérer une grande gamme de salinités, à l'instar de nombreux poissons actuels vivant dans ces milieux, comme les anguilles ou les saumons, mais également comme le crocodile (Les crocodilidés (Crocodylidae) sont des reptiles aquatiques de l'ordre des crocodiliens. Leur nom vernaculaire contient le terme crocodile et pour...) marin du bassin Indo Pacifique. Le caractère euryhalin de ces premiers tétrapodes a également pu les prédisposer à se réfugier dans certains milieux aquatiques peu impactés lors des nombreuses crises biologiques qui ont marqué la fin du Dévonien. Enfin, cette même propriété leur a peut-être également permis d'envahir par la suite les environnements terrestres avec une grande efficacité à partir des voies fluviales, leur donnant ainsi accès au c?ur des continents. L'étude géochimique de leurs descendants du Carbonifère (-359 à -259 millions d'années environ) apportera très certainement des compléments d'information sur les différentes étapes aboutissant à la terrestrialisation des tétrapodes, considérée comme un événement majeur de l'Histoire de la vie.

Note:
Les laboratoires impliqués sont:
- Laboratoire de géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et λογος (logos, « parole », « raison »), est la science qui...) de Lyon: Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des...), planètes et environnement (LGL-TPE, CNRS/ENS Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1) ;
- De la Préhistoire à l'Actuel: culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :), environnement et anthropologie (PACEA, CNRS/Université de Bordeaux/Ministère de la Culture) ;
- Laboratoire d'écologie des hydrosystèmes naturels anthropisés (LEHNA, CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/ENTPE) ;
- Centre de recherches sur la paléobiodiversité et les paléoenvironnements (CR2P, CNRS/MNHN/Sorbonne Université) ;
- Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm...) matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...) (ILM, CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1).

Isotope: Les isotopes d'un même élément chimique sont des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec...) dont le noyau possède un
nombre de neutrons différents.
Euryhalin: Qualifie un organisme capable de supporter les variations importantes de salinité de son
milieu aquatique.


Référence publication:
Goedert, J., Lécuyer, C., Amiot, R., Arnaud-Godet, F., Wang, X., Cui, L., Cuny, G., Douay, G., Fourel, F.,
Panczer, G., Simon, L., Steyer, J.-S., Zhu, M., 2018. Euryhaline ecology of early tetrapods revealed by stable
isotopes. Nature, le 30 mai 2018.

Contacts chercheurs:
- Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de...) Jean Goedert ENS Lyon
- Chercheur Christophe Lécuyer Université Claude Bernard Lyon 1
- Chercheur Romain Amiot Université Claude Bernard Lyon 1

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Source: CNRS
 
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