Aller au contenu
Storiascopio
FR
Retour à : La Terre avant nous

1 · La Terre avant nous science et technique

Explosion cambrienne

il y a environ 539 millions d’années Mers du monde entier

En bref

Au début du Cambrien, les fossiles montrent une augmentation rapide d’animaux à coquille, à membres et à corps variés. « Explosion » ne veut pas dire un seul jour : le changement a pris des millions d’années. Les trilobites et d’autres groupes ont peuplé des mers où l’attaque et la défense sont devenues plus importantes.

Pourquoi c’est important C’est pendant cette période qu’apparaissent beaucoup des grands plans d’organisation des animaux connus aujourd’hui.

Source : Natural History Museum (Londres), « The Cambrian Period: How animals exploded onto the scene »

Illustration : Explosion cambrienne (Mers du monde entier)
Illustration créée avec l’IA pour Storiascopio

Fiche pour étudier environ 6 minutes de lecture

Le récit

Le problème de Darwin

Quand Charles Darwin a publié L’Origine des espèces, en 1859, il y avait une chose qui le préoccupait. Dans les roches les plus anciennes alors connues, celles de la période du Cambrien, les fossiles apparaissaient déjà nombreux et de beaucoup de types : coquilles, crustacés, vers. Avant ces roches, il ne semblait y avoir rien. Si les animaux descendaient les uns des autres au cours de longues périodes, où étaient leurs ancêtres ? Darwin a admis que c’était une difficulté sérieuse pour sa théorie et a écrit qu’il faudrait en trouver une explication plus tard. Il avait raison : la réponse est arrivée, en partie, avec les découvertes suivantes.

Le Cambrien et son « explosion »

Le Cambrien commence il y a environ 539 millions d’années et dure jusqu’à il y a environ 485 millions d’années. Pendant les vingt premiers millions d’années environ, les paléontologues voient dans les fossiles un changement très rapide : apparaissent des animaux avec des coquilles, des squelettes et des corps complexes, et beaucoup des grands groupes d’animaux qui existent aujourd’hui. On parle d’« explosion cambrienne ». Mais attention : vingt millions d’années, c’est un temps très long à notre échelle. Ce n’était pas un jour, ni une vraie explosion. C’était une phase de diversification très rapide, par rapport aux milliards d’années qui l’avaient précédée.

Une partie de l’effet vient aussi du fait que les coquilles et les os se conservent mieux que les corps mous. Avant le Cambrien, il existait déjà des animaux, comme le montrent les fossiles d’Ediacara et les traces de vers, mais sans parties dures, ils ne laissaient pas grand-chose. Quand les animaux ont appris à se construire des coquilles de calcium et d’autres minéraux, les fossiles sont devenus beaucoup plus nombreux. Les spécialistes discutent de la part de l’« explosion » qui est réelle et de la part qui est due à cet effet.

Une mer pleine de monstres

Les mers du Cambrien étaient peuplées de créatures qui semblent sorties de l’imagination. Les trilobites, lointains parents des crabes et des insectes, avaient un corps divisé en trois parties et une carapace segmentée ; on en a décrit des milliers d’espèces, et ils ont vécu pendant environ 270 millions d’années. Il y avait aussi des animaux comme Anomalocaris, un prédateur long en général de 30 à 40 centimètres (certaines espèces peut-être un demi-mètre), avec deux gros bras pour attraper et une bouche circulaire. Opabinia avait cinq yeux et une trompe terminée par une pince ; Hallucigenia, un corps de ver avec des épines, a été reconstituée à l’envers pendant plus de dix ans, avant qu’on comprenne comment elle était vraiment.

Beaucoup de ces animaux sont connus grâce à des gisements exceptionnels, où même les parties molles se sont conservées. Le plus célèbre est le schiste de Burgess, dans les montagnes Rocheuses canadiennes. Il a été découvert en 1909 par le paléontologue américain Charles Walcott, qui a récolté des milliers de fossiles. Un autre est Chengjiang, en Chine, d’environ 518 millions d’années, trouvé en 1984 par le paléontologue Hou Xianguang ; il a même livré les premiers poissons semblables à des vertébrés, comme Haikouichthys.

Des yeux, des crocs et des armures

Quelque chose a changé dans la façon dont les animaux vivaient. Les premiers prédateurs actifs sont apparus, et par conséquent les proies ont eu besoin de défenses : coquilles, épines, cuirasses, capacité de creuser et de se cacher. Les yeux complexes sont apparus : les trilobites avaient des yeux composés avec des lentilles de calcite, un minéral transparent. Voir permet de mieux chasser et d’échapper aux prédateurs, et à chaque amélioration de celui qui attaque, celui qui se défend doit à son tour s’améliorer. Les spécialistes parlent d’une « course aux armements ».

Pourquoi est-ce arrivé ?

Personne ne le sait avec certitude. Les hypothèses sont nombreuses et ce fut probablement une combinaison. Peut-être que l’augmentation de l’oxygène dans les mers a rendu possibles des animaux plus grands et plus actifs. Peut-être que la chimie des océans a changé, avec plus de calcium disponible pour construire des coquilles. Peut-être que la naissance de nouveaux prédateurs a été importante. Peut-être que certains gènes qui contrôlent le développement du corps, les gènes Hox, avaient déjà évolué et ont permis de construire des corps de nombreuses manières différentes. Le climat, les continents en mouvement et le niveau des mers ont pu compter aussi. Le débat scientifique est très vif.

Une chose est certaine : après le Cambrien, le monde animal n’a plus jamais été le même. Presque tous les grands groupes d’animaux que nous connaissons, des mollusques aux vertébrés, aux crustacés, aux vers, se retrouvent dans ces mers.

Pourquoi c’est arrivé

Les causes de l’explosion cambrienne sont encore discutées. Parmi les hypothèses, l’une concerne les conditions du milieu. Avec la fin des grandes glaciations, les mers se sont réchauffées et enrichies en oxygène et en minéraux, surtout le calcium, et cela a rendu plus facile la construction de coquilles et de squelettes.

Une autre hypothèse concerne la vie elle-même : quand certains animaux ont commencé à en manger d’autres, la sélection naturelle a récompensé ceux qui avaient des défenses, et ceux qui attaquaient ont été obligés de devenir plus efficaces. Ainsi s’est déclenchée une spirale de nouveautés. Une troisième hypothèse concerne les gènes du développement, qui auraient rendu possible la construction de corps complexes.

Probablement, aucune de ces idées ne suffit à elle seule. Pour mieux comprendre, les paléontologues étudient sans cesse de nouveaux gisements, et les géologues essaient de dater plus précisément les couches.

Ce qui a changé

Après le Cambrien, les mers étaient devenues un monde de chasseurs et de proies, avec des milieux différents : sur le fond, en pleine mer, dans le sable. Les groupes d’animaux nés à cette période ont eu une longue histoire. Les vertébrés, dont nous faisons partie, ont leurs plus anciens représentants dans des animaux comme ceux de Chengjiang.

L’apparition des squelettes et des coquilles a aussi changé la géologie. Beaucoup de roches calcaires sont faites de coquilles et de squelettes accumulés : des montagnes entières, comme les Dolomites, sont nées d’anciens récifs, dans ce cas du Trias. Les fossiles sont ensuite devenus l’outil principal pour connaître l’âge des roches.

Pour la science, le Cambrien est un banc d’essai sur l’évolution. Il ne contredit pas la théorie de Darwin, comme certains l’ont soutenu : il montre une phase où l’évolution a été très rapide, poussée par des conditions particulières. Aujourd’hui, la question est un champ de recherche actif, avec des découvertes presque chaque année en Chine, au Canada, au Groenland, au Maroc.

Personnes et lieux clés

Personnes

Charles Darwin
Naturaliste anglais (1809-1882). En 1859, il a reconnu que l’absence de fossiles antérieurs au Cambrien était un problème pour sa théorie.
Charles Walcott
Paléontologue américain (1850-1927). En 1909, il a découvert le schiste de Burgess et en a récolté plus de 65 000 spécimens.
Hou Xianguang
Paléontologue chinois. En 1984, il a découvert le gisement de Chengjiang, avec des fossiles cambriens extrêmement riches.
Stephen Jay Gould
Paléontologue américain (1941-2002). Avec le livre « La vie est belle » (1989), il a rendu célèbres les fossiles de Burgess.

Lieux

Schiste de Burgess, Colombie-Britannique (Canada)
Un gisement des montagnes Rocheuses d’environ 508 millions d’années, avec des fossiles d’animaux au corps mou.
Chengjiang, Yunnan (Chine)
Un gisement d’environ 518 millions d’années avec des milliers de fossiles en excellent état.
Mers du Cambrien
Des mers chaudes et peu profondes sur les continents de l’époque, où vivaient des trilobites et des prédateurs.

À savoir

  • Les trilobites ont disparu il y a environ 252 millions d’années lors de la grande extinction de la fin du Permien, après presque 270 millions d’années d’histoire.
  • Les yeux des trilobites étaient faits de calcite, le même minéral que le marbre : aujourd’hui encore, on en conserve des millions.
  • Hallucigenia a été reconstituée pendant des années avec les pattes à la place des épines et inversement ; ce n’est qu’en 1991 qu’on a compris comment elle était faite.
  • Walcott aurait trouvé le gisement de Burgess, selon le récit, grâce au cheval de sa femme, qui aurait trébuché sur une dalle de roche pleine de fossiles : les historiens considèrent cette histoire comme une légende.
  • On parle d’habitude d’« explosion », mais le Cambrien dure environ 54 millions d’années : à peu près quatre cinquièmes de tout le temps écoulé depuis la fin des dinosaures jusqu’à aujourd’hui.

Pour aller plus loin

Événements liés

Avant et après, dans l’ère « La Terre avant nous »

Événement 15 sur 25

  1. AvantBig Bangil y a environ 13,8 milliards d’années
  2. AvantPremières étoilesil y a environ 13,5 milliards d’années
  3. AvantNaissance de la Voie lactéeil y a environ 13 milliards d’années
  4. AvantFormation du Système solaireil y a environ 4,6 milliards d’années
  5. AvantNaissance de la Terreil y a environ 4,5 milliards d’années
  6. AvantFormation de la Luneil y a environ 4,5 milliards d’années
  7. AvantPremières roches terrestresil y a environ 4,4 milliards d’années
  8. AvantPremiers océansil y a environ 4,3 milliards d’années
  9. AvantPremières formes de vieil y a environ 3,5 milliards d’années
  10. AvantPhotosynthèse des cyanobactériesil y a environ 2,7 milliards d’années
  11. AvantGrande oxydationil y a environ 2,4 milliards d’années
  12. AvantPremières cellules complexesil y a environ 1,8 milliard d’années
  13. AvantPremiers êtres pluricellulairesil y a environ 1 milliard d’années
  14. AvantFaune d’Ediacarail y a environ 555 millions d’années
  15. Tu es iciExplosion cambrienneil y a environ 539 millions d’années
  16. AprèsPremières plantes sur la terre fermeil y a environ 475 millions d’années
  17. AprèsPremiers poissons à mâchoiresil y a environ 440 millions d’années
  18. AprèsPremiers insectesil y a environ 400 millions d’années
  19. AprèsPremiers amphibiensil y a environ 375 millions d’années
  20. AprèsForêts du Carbonifèreil y a environ 320 millions d’années
  21. AprèsGrande extinction du Permienil y a environ 252 millions d’années
  22. AprèsPremiers dinosauresil y a environ 230 millions d’années
  23. AprèsPremiers mammifèresil y a environ 225 millions d’années
  24. AprèsPremiers oiseauxil y a environ 150 millions d’années
  25. AprèsDisparition des dinosaures non aviensil y a environ 66 millions d’années

Les 25 événements de l’ère · Ouvrir la grande frise

Écoute / Lis aussi

  • Musique pour lire : Cinematic JourneyMusique épique de film, sans paroles, de Ciro Simone IrmiciSpotifyYouTube Music

Pendant ce temps, ailleurs dans le monde

Autres événements de l’ère « La Terre avant nous »

Photo de Ciro Simone Irmici

Qui est derrière

Ciro Simone Irmici

Je m’appelle Ciro Simone Irmici et je crée des sites gratuits pour apprendre et jouer. J’ai créé Storiascopio avec l’intelligence artificielle et je vérifie moi-même chaque fiche et chaque source. Je ne suis pas historien : si tu trouves une erreur ou si tu veux un événement de plus pour ta classe, écris-moi.

Mes autres projets : livres audio gratuits sur YouTube · ebooks sur Gumroad · Apple Books · musique sur Spotify et YouTube Music