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Les connaissances scientifiques actuelles indiquent que la Terre s’est formée il y a 4,6 milliards d’années et que la vie est apparue il y a 3,5 milliards d’années.
De plus, la découverte d’espèces fossiles aujourd’hui disparues montre que la vie n’a pas toujours existé sous sa forme actuelle.
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Ainsi l’espèce humaine n’a jamais pu voir réellement le paysage suivant présent bien avant l’apparition de l’homme.
Les espèces et les groupes présents sur la Terre ont donc changé au cours du temps.
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Problématique : comment la vie évolue-t-elle au cours du temps ?
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Investigation :
- Trouver et « faire parler »les fossiles pour parvenir à les dater et les replacer dans la classification moderne afin de connaître leurs modes de vie et pouvoir ainsi reconstituer leur milieu de vie.
- Comparer la vie à 2 périodes différentes pour vérifier et analyser cette évolution.
- Replacer sur une échelle des temps cette évolution pour mieux connaître son rythme.
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I) les roches sédimentaires : archives géologiques de la vie
Rappel 5ème
Les roches sédimentaires résultent de la transformation de matériaux (sédiments) accumulés au fond des mers ou des lacs. De ce fait, elles sont disposées en strates c’est à dire en couches de roches empilées les unes sur les autres.
Suite à l’érosion, ces roches peuvent revenir à la surface.
On appelle affleurement l’endroit où les roches du sous-sol sont directement visibles à la surface (falaise, carrière…).
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Exemple : la photo suivante montre le grand canyon du Colorado où le plateau du Colorado (Etats-Unis) a été creusé par le fleuve Colorado sur une profondeur de 1750 mètres. Ceci a permis l’apparition en surface de strates quasi horizontales de roches sédimentaires accumulées depuis 400 millions d’années.
Les strates les plus anciennes se situent en dessous et les strates les plus récentes sur le dessus.
Comme les pages d’un livre, les couches de roches sédimentaires et les fossiles qu’elles contiennent racontent l’histoire de la vie
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L’étude d’un affleurement permet de trouver dans les roches sédimentaires des fossiles qui se sont déposés en même temps que le sédiment à l’origine de cette roche.
Les fossiles présentent donc le même âge que la roche qui les contient.
On appelle fossile toute trace ou tout reste d’être vivant conservé dans une roche sédimentaire (ici des coquilles d’ammonites).
L’espèce Hildocéras bifrons est la plus ancienne, puis l’espèce Grammocéras thouarsense. Enfin l’espèce Pleydellia aalenis est la plus récente
Il faut maintenant « faire parler » ces fossiles :
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1) les dater
Des méthodes fondées sur les propriétés des éléments radioactifs d’une roche permet de la dater et donc de dater les fossiles qu’elle contient.
Ainsi, on sait que le groupe des ammonites est apparu il y a -250 millions d’années et a disparu il y a -65 millions d’années. Mais on remarque que différentes espèces d’ammonites ce sont succédées dans le temps
.Les espèces fossiles ayant une durée de vie limitée, elles sont utilisées par la suite pour dater de nouvelles roches. Plus leur durée de vie est courte, plus la datation sera précise.
Un exercice sur la classification des ammonites 
2) les comparer aux êtres vivants actuels pour pouvoir les classer (principe d’actualisme)
| Fossiles |
espèce actuelle la plus proche |
reconstitution de l’animal |
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Comme les nautiles, les ammonites sont des mollusques céphalopodes.
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3) reconstituer leur mode de vie et donc leur milieu de vie
Le nautile étant un animal marin, on en déduit que les ammonites étaient des animaux marins.
La présence d’autres fossiles marins retrouvés dans les mêmes roches confirme cette affirmation.
On peut alors reconstitué leur milieu de vie.
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Les roches sédimentaires sont des archives géologiques : les fossiles qu’elles contiennent permettent de retracer l’histoire de la vie au cours des temps géologiques. |
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II) La vie à deux périodes de l’histoire de la Terre
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A partir de l’étude des fossiles, il est possible de reconstituer un milieu de vie à différentes époques.
Ainsi nous allons comparer le milieu marin entre le Cambrien, il y a 530 millions d’années (-530 Ma) et le Crétacé, il y a 100 millions d’années (- 100 Ma).
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1) Le Cambrien
Cet affleurement rocheux à Burgess, dans les montagnes Rocheuses du Canada, est d’un intérêt considérable pour les paléontologues et géologues du monde entier. Il renferme des fossiles très nombreux et très différents, mais tous de même âge : plus de 500 Ma.
Voici quelques uns des fossiles observés :
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A partir de l’étude de ces fossiles, on a pu reconstituer le milieu de vie au Cambrien, il y a 530 millions d’années.
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2) le Crétacé
Comme précédemment, les fossiles suivants datant du Crétacé vont permettre de reconstituer le milieu de vie.
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Reconstitution du milieu de vie :
Ci dessous deux webcam du crétacé. Clique sur les images pour y accéder…^^
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3) Comparaison du milieu marin à 2 époques différentes
La comparaison du milieu marin à 2 époques différentes permet de mieux comprendre comment la vie évolue.
Certains groupes présents au Cambrien (-540 Ma) ont disparu au Crétacé (-100 Ma) : les archéocyathes, les trilobites, anomalocaris, opabinia, pikaïa…
D’autres groupes absents au Cambrien sont apparus et sont présents au Crétacé : poissons osseux et cartilagineux, plésiosaures, ichtyosaures, mosasaures, mollusques céphalopodes (ammonites et bélemnites).
Enfin d’autres groupes sont présents aux deux époques (algues vertes, éponges, cnidaires, annélides, échinodermes, mollusques, arthropodes) mais les espèces qui constituent ces groupes changent.
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L’étude des fossiles présents dans les roches sédimentaires révèle que divers groupes d’êtres vivants se sont succédés et renouvelés au cours de l’histoire de la Terre.
De même à l’intérieur d’un groupe, les espèces se renouvellent progressivement.
Depuis plus de trois milliards d’années, des groupes d’organismes vivants sont apparus, se sont développés, ont régressé et ont pu disparaître.
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III) Le renouvellement des espèces et des groupes
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Les grands groupes d’êtres vivants et les espèces qui les composent se renouvellent progressivement.
Cependant cette évolution va connaître des accélérations à certaines périodes de l’histoire de la Terre.
Le graphique ci-dessous permet de mieux comprendre ce phénomène :
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On observe 5 crises biologiques majeures qui se manifestent par une disparition brutale et simultanée de nombreuses espèces dans de nombreux groupes, et parfois de groupes entiers.
Elles se passent à différentes périodes de l’histoire de la Terre : il y a -435 Ma, -355 Ma, -250 Ma, -205 Ma et -65 Ma.
La plus importante a eu lieu il y a 250 Ma et la plus connue il y a -65 Ma avec l’extinction des dinosaures et ptérosaures en milieu terrestre mais aussi des ichtyosaures, plésiosaures, ammonites et bélemnites en milieu marin.
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Mais ces disparitions importantes sont toujours suivie par une explosion évolutive c’est à dire une augmentation considérable de nouvelles espèces dans un groupe.
Ainsi, la disparition des dinosaures est suivie par l’apparition de nombreuses espèces d’oiseaux mais aussi de nombreuses espèces de mammifères.
Cette diversification rapide des espèces dans certains groupes correspond à une accélération de l’évolution.
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Le renouvellement des espèces peut se faire progressivement. Mais il arrive que l’évolution s’effectue par à-coups lors de grandes crises biologiques. On observe alors des extinctions massives (celle des dinosaures par exemple) suivies par des explosions évolutives où l’on observe une diversification rapide (celle des mammifères par exemple). |
