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Le mystère des oiseaux chanteurs du Crétacé

Le mystère des oiseaux chanteurs du Crétacé


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Avant que les Passériformes ne se perchent sur les branches de nos arbres et chantent leurs airs doux et inspirants, il y avait Enantiornithes, les "Oiseaux d'en face". Jusqu'à présent, nous avons découvert au moins 80 espèces de cinq familles différentes. (Cependant, certains de ces noms proviennent d'un seul os, la nomenclature peut donc ne pas être valide.)

La chose vraiment étrange est que malgré leur diversité, ils se sont éteints lors de l'extinction du Mésozoïque-Cénozoïque il y a 66 millions d'années, même si leurs rivaux, les précurseurs de la sauvagine d'aujourd'hui, les oiseaux de rivage, les nez tubulaires, les râles et les ratites, ne l'ont pas fait.

La question est : comment ça se fait ? Y avait-il une paléobiologie indiquant que cet ordre particulier d'oiseaux était trop spécialisé pour résister à un hiver d'impact ?


La réponse courte est que nous ne le saurons jamais.

La chance peut parfois être un facteur de qui vit et qui meurt. Mais une telle réponse ne semble pas satisfaisante compte tenu d'un groupe aussi diversifié que les dinosaures et d'autres groupes comme les Enantiornithes.

Avec des spécimens de nouveau-nés de Gobipteryx mongol [35] et Gobipipus, [36] ces découvertes démontrent que les nouveau-nés énantiornithiens avaient l'ossification squelettique, des plumes d'ailes bien développées et un gros cerveau qui sont en corrélation avec les modèles de développement précoces ou superprécociaux chez les oiseaux d'aujourd'hui. . En d'autres termes, les énantiornithéens ont probablement éclos de l'œuf déjà bien développé et prêt à courir, à se nourrir et peut-être même à voler à l'âge de quelques jours seulement.[34]

Une étude de 2006 sur les os de Concornis a montré un schéma de croissance différent de celui des oiseaux modernes ; bien que la croissance ait été rapide pendant quelques semaines après l'éclosion, probablement jusqu'à l'envol, cette petite espèce n'a pas atteint la taille adulte pendant longtemps, probablement plusieurs années.[37] D'autres études ont toutes soutenu le point de vue selon lequel la croissance jusqu'à la taille adulte était lente, comme c'est le cas chez les oiseaux nécrophages vivants (par opposition aux oiseaux nidicoles, qui sont connus pour atteindre rapidement la taille adulte).[26] Des études sur le taux de croissance osseuse dans une variété d'énantiornithéens ont montré que les espèces plus petites avaient tendance à croître plus rapidement que les plus grandes, à l'opposé du modèle observé chez les espèces plus primitives comme les Jeholornis et les dinosaures non aviaires.[38] Certaines analyses ont interprété l'histologie osseuse pour indiquer que les énantiornithéens n'avaient peut-être pas eu d'endothermie entièrement aviaire, mais avaient plutôt un taux métabolique intermédiaire.[39] https://en.wikipedia.org/wiki/Enantiornithes

Nous avons donc ceci. Les Enantiornithes n'étaient pas tout à fait des oiseaux. Ils ont peut-être investi moins d'énergie dans les soins parentaux. Peut-être a-t-il fallu plus de temps pour atteindre l'âge adulte, plus longtemps pour atteindre l'âge de procréer. Peut-être pas le sang chaud comme les oiseaux mais pas aussi le sang froid qu'un crocodile. C'est peut-être pour cela qu'ils ont disparu.

Les Enantiornithes ne se souciaient pas beaucoup de leurs petits, car ils étaient nés à peu près câblés pour être indépendants. Ce câblage dur a probablement fonctionné dans un environnement stable, permettant aux adultes de passer plus de temps et d'énergie à faire des poussins plus indépendants. Mais dans un monde hostile et changeant de post-impact, c'était tout simplement trop pour un poussin câblé à sang semi-chaud. Surtout celui qui a mis plus de temps à atteindre l'âge de reproduction que la plupart des oiseaux. Et dans l'ensemble, les oiseaux investissent dans les soins parentaux de leur progéniture.

La réponse est peut-être évidente si nous pouvions remonter le temps et observer l'ensemble des genres d'Enantiornithes. Mais en l'absence d'une machine à remonter le temps et uniquement des fossiles et des taux de croissance estimés… nous ne pouvons que spéculer.


Toutes sortes de choses affectent la survie d'un impact, vous n'avez pas seulement un hiver, l'impact déclenche chaque faille et volcan provoquant des tremblements de terre, des éruptions, des tsunamis, des pluies acides et des incendies de forêt généralisés. Il ne s'agit pas vraiment de savoir qui est tué par ces événements, mais quels groupes sont les mieux placés pour s'en remettre. Et trop de cela peut être déterminé par des choses qui ne laissent aucune trace dans les fossiles. Les organismes se reproduisant lentement et spécialisés ont tendance à disparaître, mais ils ne sont en aucun cas les seuls à disparaître.


Le mystère des oiseaux chanteurs du Crétacé - Biologie

BERKELEY - La mâchoire fossilisée d'un perroquet datant des derniers jours des dinosaures est le plus ancien fossile connu d'un oiseau terrestre moderne, explique un scientifique de l'Université de Californie à Berkeley. La découverte fournit la preuve la plus solide à ce jour que les oiseaux modernes ont évolué bien avant que la plupart des scientifiques ne le pensent.

Une analyse de la découverte, fouillée dans des gisements du Crétacé dans l'est du Wyoming, apparaît dans le numéro de cette semaine (5 novembre) de la revue britannique Nature.

"Cette découverte suggère qu'à la fin du Crétacé, il y a environ 65 à 70 millions d'années, les oiseaux modernes constituaient un groupe important, du moins en Amérique du Nord", a déclaré l'auteur Thomas A. Stidham, étudiant diplômé du Département de biologie intégrative. à l'UC Berkeley.

"Ces données indiquent également que les groupes d'oiseaux modernes, y compris les perroquets, peuvent avoir été relativement peu affectés par l'extinction de masse à la fin du Crétacé", a-t-il écrit dans une correspondance scientifique dans Nature.

Selon le conseiller de Stidham, le paléontologue William A. Clemens, professeur de biologie intégrative, « Tom a fait une découverte intéressante : alors que les oiseaux modernes ont survécu au Crétacé, des oiseaux plus primitifs avec des dents se sont éteints. Cela augmente le mystère entourant une explication des extinctions à la fin du Crétacé. On ne sait pas pourquoi certains animaux ont survécu et d'autres pas."

Les oiseaux à dents primitives, parents de l'archéoptéryx, étaient le groupe d'oiseaux dominant pendant la majeure partie de la période du Crétacé, battant parmi les dinosaures comme le Tyrannosaurus rex et le tricératops. Vers la fin de cette période, cependant, les oiseaux édentés modernes ont commencé à les évincer, et les oiseaux à dents ont disparu vers la fin du Crétacé.

Jusqu'à présent, les seuls fossiles d'oiseaux modernes découverts au Crétacé étaient des oiseaux aquatiques : plongeons, sauvagine ressemblant au canard, oiseaux de rivage et oiseaux de mer à nez tubulaire comme l'albatros. La plus ancienne d'entre elles date d'environ 80 millions d'années. Cela a conduit de nombreux paléontologues à conclure que les oiseaux terrestres modernes sont apparus après l'extinction majeure à la fin du Crétacé.

L'une des raisons du manque de fossiles d'oiseaux terrestres, cependant, peut être que la plupart des paléontologues recherchent des fossiles dans les dépôts d'environnements aquatiques passés, tels que les anciens rivages et les deltas de rivières, où peu d'oiseaux terrestres seraient attendus, a déclaré Stidham.

Alors que l'intérêt pour les oiseaux anciens a augmenté au cours des dix dernières années, de plus en plus de fossiles d'oiseaux plus anciens ont été identifiés, souvent à partir d'anciennes collections de musées. Un autre élément de preuve - les études moléculaires des oiseaux modernes et la vitesse à laquelle leur ADN a changé avec le temps - a également placé l'origine des oiseaux modernes, y compris les perroquets, dans le Crétacé. La nouvelle découverte confirme cette hypothèse à partir des données de divergence moléculaire.

La mâchoire inférieure fossilisée analysée par Stidham a été trouvée par Clemens vers 1960 dans la formation Lance du comté de Niobrara, dans l'est du Wyoming. Exhumé d'un ancien gisement fluvial, il faisait jusqu'à présent partie de la collection du musée de paléontologie de l'UC Berkeley, étiqueté comme un fossile aviaire inconnu.

Stidham, qui rédige sa thèse de doctorat sur les origines des oiseaux modernes, a fouillé ces collections à la recherche de fossiles d'oiseaux intéressants et a identifié à ce jour près d'une douzaine de nouvelles espèces. Jusqu'à présent, tous étaient des oiseaux aquatiques.

Il a facilement reconnu ce fossile particulier comme un perroquet, qui a une mâchoire inférieure distinctive normalement recouverte d'une substance cornée ressemblant à un ongle qui forme le bec. Stidham a radiographié la mâchoire et a trouvé des traces de nerfs et de vaisseaux sanguins identiques à celles des perroquets modernes.

Ce spécimen, de seulement 13 millimètres (un demi-pouce) de long, provenait probablement d'un oiseau de la taille d'un ara et ressemble le plus aux loris d'Australie et de certains aras d'Amérique du Sud. C'est donc le plus ancien perroquet connu et le plus ancien oiseau terrestre moderne signalé.

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Les oiseaux disparus du Crétacé ont volé

Ils volaient, ils avaient des plumes, ils atterrissaient sur des dinosaures. Ont-ils évolué à partir des dinosaures ?

Un communiqué de presse de Berkeley News parle des oiseaux énantionithines (des oiseaux opposés) de la fin du Crétacé. Autant que nous sachions, ils sont tous éteints, ainsi que les dinosaures. Les évolutionnistes insistent sur le fait qu'ils ont évolué à partir de dinosaures théropodes, et pourtant les adaptations pour le vol motorisé sont immenses (voir le documentaire Vol : le génie des oiseaux d'Illustra Media). « Vous ne volez pas seulement en partie », a plaisanté Paul Nelson dans le film, car toute l'anatomie de la créature doit être remodelée pour cette fonction : les os, les poumons, le cœur, le métabolisme - pratiquement tous les corps le système est conçu pour le vol. Et les enantiornithines les avaient tous :

  • Plumes et boutons de plume
  • Une furcula élastique (os triangulaire) pour des attachements musculaires solides
  • Ailes pour un vol battant fort et agile
  • Les mêmes gammes de tailles d'oiseaux modernes: taille de mésange à vautour
  • Dimorphisme sexuel (le plus probable)

Très peu de choses semblent différentes des oiseaux modernes, sauf que certains avaient des dents dans le bec et des griffes aux pattes. L'enantiornithine particulière discutée dans l'article, nommée Mirac Eatoni, a été trouvé dans le monument national Grand Staircase-Escalante de l'Utah en 1992, mais n'a pas été analysé en détail jusqu'à présent. Dit avoir 75 millions d'années Darwin, il avait la taille d'un urubu. Le fossile présentait une conservation exceptionnelle pour les énantionithines, que l'on trouve dans le monde entier mais généralement aplaties ou fragmentaires. Celui-ci a été trouvé en 3-D, permettant plus de détails sur son anatomie et sa physiologie.

Son analyse a montré qu'à la fin du Crétacé, les énantiornithines avait développé des adaptations avancées pour voler indépendamment des oiseaux d'aujourd'hui. En fait, ils ressemblait assez aux oiseaux modernes: ils étaient plein de plumes et volait en battant des ailes comme les oiseaux modernes. L'oiseau fossilisé avait probablement des dents à l'avant de son bec et des griffes sur ses ailes ainsi que sur ses pattes. Certains énantiornithines avaient des plumes de la queue proéminentes qui pouvaient différer entre le mâle et la femelle et qui étaient utilisées pour la parade sexuelle.

« Il est fort probable que, si vous en voyiez un dans la vraie vie et que vous y jetiez un coup d'œil, vous ne seriez pas en mesure de le distinguer d'un oiseau moderne", a déclaré Atterholt

Deux mystères majeurs tournent autour de cette histoire en évolution : comment les énantiornithines “évolué des adaptations avancées pour voler indépendamment des oiseaux d'aujourd'hui, et pourquoi tous se sont éteints avec les dinosaures.

Les évolutionnistes se sont engagés dans leur histoire de dinobird : “Tous les oiseaux ont évolué des théropodes à plumes - les dinosaures à deux pattes comme le T. rex – commençant il y a environ 150 millions d'années, l'article soutient par affirmation, “et développé dans de nombreuses lignées du Crétacé, il y a entre 146 et 65 millions d'années. Et pourtant, voici deux graves défauts dans leur histoire. Si l'origine du vol motorisé chez les oiseaux a été miraculeuse une fois, pourquoi pas plus d'une fois, les résultats étant si proches qu'ils rendent les deux groupes d'oiseaux presque indiscernables ? Le deuxième défaut est de savoir comment tous, sauf le groupe des "oiseaux modernes" ont survécu à l'extinction.

C'est typique des articles sur l'évolution. Ils vous disent catégoriquement et avec assurance que « ça a évolué », puis présentent des énigmes qui vous coupent le souffle d'incrédulité. Vol propulsé plusieurs fois ? Convergence si proche qu'elle est indiscernable ? Extinction sélective ? Quelque chose ne va pas du tout dans cette histoire. Imaginez inventer quelque chose capable de soulever le poids de son corps contre la gravité, et le faire avec finesse et agilité, puis l'attribuer à des forces naturelles aveugles ? Cette affirmation devrait sembler folle dès le départ. Le reste de l'histoire tombe du ciel comme un poulet plumé quand on y pense. Pourquoi ne pas commencer par les attributs évidents d'une conception intelligente qui font de ces animaux de puissants volants ? Au moins, vous éliminez la pire des énigmes et vous n'avez qu'à vous soucier de l'extinction sélective. Il est beaucoup plus facile d'expliquer des choses qui s'éteignent que d'évoluer.


Contenu

Le Crétacé en tant que période distincte a été défini pour la première fois par le géologue belge Jean d'Omalius d'Halloy en 1822 comme le "Terrain Crétacé", [3] en utilisant les strates du Bassin parisien [4] et nommé pour les vastes lits de craie (calcium carbonate déposé par les coquilles d'invertébrés marins, principalement des coccolithes), que l'on trouve dans le Crétacé supérieur d'Europe occidentale. Le nom Crétacé est dérivé du latin creta, sens craie. [5] La double division du Crétacé a été mise en œuvre par Conybeare et Phillips en 1822. Alcide d'Orbigny en 1840 a divisé le Crétacé français en cinq étages (étapes) : le Néocomien, l'Aptien, l'Albien, le Turonien et le Sénonien, en ajoutant plus tard l'« Urgonien » entre le Néocomien et l'Aptien et le Cénomanien entre l'Albien et le Turonien. [6]

Limites Modifier

Aucune limite stratigraphique inférieure définie globalement ne représente le début de la période, [7] mais le sommet du système est nettement défini, étant placé à une couche riche en iridium trouvée dans le monde entier qui serait associée au cratère d'impact de Chicxulub, avec son frontières circonscrivant des parties de la péninsule du Yucatán et dans le golfe du Mexique. Cette couche a été datée à 66.043 Mya. [8]

Un âge de 140 Mya pour la limite Jurassique-Crétacé au lieu des 145 Mya habituellement acceptés a été proposé en 2014 sur la base d'une étude stratigraphique de la Formation de Vaca Muerta dans le bassin de Neuquén, en Argentine. [9] Víctor Ramos, l'un des auteurs de l'étude proposant l'âge limite de 140 Mya, considère l'étude comme un "premier pas" vers le changement formel de l'âge au sein de l'Union internationale des sciences géologiques. [dix]

À la fin du Crétacé, l'impact d'un grand corps avec la Terre a peut-être été le signe de la fin d'un déclin progressif de la biodiversité au cours de l'âge Maastrichtien. Le résultat a été l'extinction des trois quarts des espèces végétales et animales de la Terre. L'impact a créé la rupture brutale connue sous le nom de limite K-Pg (anciennement connue sous le nom de limite K-T). La biodiversité de la Terre a mis un temps considérable à se remettre de cet événement, malgré l'existence probable d'une abondance de niches écologiques vacantes. [11]

Malgré la gravité de l'événement d'extinction de K-Pg, une variabilité significative du taux d'extinction s'est produite entre et au sein des différents clades. Les espèces qui dépendaient de la photosynthèse ont décliné ou se sont éteintes lorsque les particules atmosphériques ont bloqué l'énergie solaire. Comme c'est le cas aujourd'hui, les organismes photosynthétiques, tels que le phytoplancton et les plantes terrestres, constituaient la partie principale de la chaîne alimentaire à la fin du Crétacé, et tout ce qui en dépendait a également souffert. Les animaux herbivores, qui dépendaient des plantes et du plancton comme nourriture, se sont éteints à mesure que leurs sources de nourriture se sont raréfiées en conséquence, les principaux prédateurs, tels que Tyrannosaure rex, a également péri. [12] Pourtant, seuls trois grands groupes de tétrapodes ont complètement disparu, les dinosaures non aviaires, les plésiosaures et les ptérosaures. Les autres groupes du Crétacé qui n'ont pas survécu à l'ère cénozoïque, les ichtyosaures et les derniers temnospondyles et cynodontes non mammifères étaient déjà éteints des millions d'années avant que l'événement ne se produise. [ citation requise ]

Les coccolithophoridés et les mollusques, y compris les ammonites, les rudistes, les escargots d'eau douce et les moules, ainsi que les organismes dont la chaîne alimentaire comprenait ces constructeurs de coquilles, se sont éteints ou ont subi de lourdes pertes. Par exemple, les ammonites auraient été la principale nourriture des mosasaures, un groupe de reptiles marins géants qui se sont éteints à la frontière. [13]

Les omnivores, les insectivores et les charognards ont survécu à l'extinction, peut-être en raison de la disponibilité accrue de leurs sources de nourriture. A la fin du Crétacé, il ne semble pas y avoir eu de mammifères purement herbivores ou carnivores. Les mammifères et les oiseaux qui ont survécu à l'extinction se sont nourris d'insectes, de larves, de vers et d'escargots, qui à leur tour se sont nourris de matières végétales et animales mortes. Les scientifiques pensent que ces organismes ont survécu à l'effondrement des chaînes alimentaires à base de plantes parce qu'ils se sont nourris de détritus. [14] [11] [15]

Dans les communautés fluviales, peu de groupes d'animaux ont disparu. Les communautés fluviales dépendent moins de la nourriture des plantes vivantes et plus des détritus qui s'échappent de la terre. Cette niche écologique particulière les a protégés de l'extinction. [16] Des modèles similaires, mais plus complexes, ont été trouvés dans les océans. L'extinction a été plus grave chez les animaux vivant dans la colonne d'eau que chez les animaux vivant sur ou dans le fond marin. Les animaux de la colonne d'eau dépendent presque entièrement de la production primaire du phytoplancton vivant, tandis que les animaux vivant sur ou dans le fond océanique se nourrissent de détritus ou peuvent passer à l'alimentation détritique. [11]

Les plus grands survivants à respiration aérienne de l'événement, les crocodiliens et les champsosaures, étaient semi-aquatiques et avaient accès à des détritus. Les crocodiliens modernes peuvent vivre comme des charognards et peuvent survivre pendant des mois sans nourriture et entrer en hibernation lorsque les conditions sont défavorables, et leurs petits sont petits, grandissent lentement et se nourrissent en grande partie d'invertébrés et d'organismes morts ou de fragments d'organismes pendant leurs premières années. Ces caractéristiques ont été liées à la survie des crocodiliens à la fin du Crétacé. [14]

Stratigraphie Modifier

Le Crétacé est divisé en époques du Crétacé inférieur et supérieur, ou en séries du Crétacé inférieur et supérieur. Dans la littérature plus ancienne, le Crétacé est parfois divisé en trois séries : Néocomien (inférieur/précoce), Gaulois (moyen) et Sénonien (supérieur/tardif). Une subdivision en 12 étapes, toutes issues de la stratigraphie européenne, est désormais utilisée dans le monde entier. Dans de nombreuses régions du monde, des subdivisions locales alternatives sont encore utilisées.


"Wonderchicken" d'il y a 66 millions d'années est "le plus vieil oiseau moderne connu", selon les scientifiques

Des chercheurs ont découvert les restes d'un animal éteint qui pourrait représenter le plus ancien oiseau "moderne" connu de la science.

Une équipe internationale de paléontologues a identifié le crâne fossile presque complet de l'oiseau, qu'ils ont daté il y a entre 66,8 et 66,7 millions d'années. C'est environ un million d'années avant l'impact cataclysmique de l'astéroïde marquant la fin du Crétacé qui a anéanti tous les grands dinosaures.

Doublé Asteriornis maastrichtensis, l'oiseau éteint&mdash surnommé affectueusement le "poulet merveilleux"&mdash partage certaines caractéristiques que l'on peut voir chez les canards et les poulets d'aujourd'hui, selon une étude publiée dans le journal La nature. Les paléontologues disent que la découverte jette un nouvel éclairage sur l'évolution des oiseaux modernes et pourrait aider à expliquer pourquoi ces animaux ont survécu à l'extinction de masse, contrairement aux grands dinosaures.

"Nous avons découvert le plus ancien fossile d'oiseau moderne encore identifié", a déclaré Daniel Field, auteur de l'étude de l'Université de Cambridge au Royaume-Uni. Semaine d'actualités. "Asteriornis maastrichtensis est un oiseau fossile précoce proche de l'origine du groupe qui comprend aujourd'hui des oiseaux ressemblant à des poulets et des oiseaux ressemblant à des canards. Astérinis a vécu il y a 66,7 millions d'années, à la fin de l'ère des dinosaures, et fournit de nouvelles informations sur ce qu'étaient les oiseaux modernes au début de leur histoire évolutive."

Il a poursuivi: "En plus de fournir notre meilleur aperçu du crâne d'un oiseau moderne de l'ère des dinosaures, le fossile peut nous aider à comprendre quelles caractéristiques ont pu aider les oiseaux modernes à survivre à l'extinction qui a anéanti les dinosaures géants. Nous pensons que plusieurs caractéristiques présentées par Astérinis, tels qu'une taille corporelle relativement petite, des habitudes de vie au sol, une capacité à voler et un régime alimentaire généralisé étaient des attributs clés qui auraient favorisé la survie des oiseaux modernes au lendemain de l'impact de l'astéroïde.

Selon les chercheurs, les dernières découvertes indiquent que les oiseaux modernes sont apparus peu de temps avant l'impact dévastateur. À ce jour, l'évolution précoce du groupe d'oiseaux dit « de la couronne » qui comprend tous les oiseaux vivants, ainsi que tous les descendants de leur ancêtre commun le plus récent, a été entourée de mystère, en raison d'un manque important de preuves fossiles au cours de l'ère mésozoïque ( il y a environ 250&ndash66 millions d'années.)

Mais la découverte de A. maastrichtensis contribue en quelque sorte à combler cette lacune dans nos connaissances.

"Nous savons depuis un certain temps que les premières étapes de l'histoire de l'évolution des oiseaux modernes ont eu lieu vers la fin de l'ère des dinosaures, mais nous n'avons pas eu beaucoup de preuves directes d'oiseaux modernes dans les archives fossiles de cette époque", a déclaré Field. . "Astérinis fournit la preuve la plus claire à ce jour du type d'oiseaux modernes qui existaient vers la fin de l'âge des dinosaures, et il semble que seules les toutes premières branches de l'arbre généalogique des oiseaux modernes aient surgi au moment où l'astéroïde de la fin du Crétacé a frappé. "

Le crâne fossile a été trouvé dans une carrière de calcaire près de la frontière entre la Belgique et les Pays-Bas dans le nord de l'Europe, caché dans un morceau de roche apparemment indescriptible. Selon les chercheurs, l'emplacement de la découverte est également important en soi.

"C'est la première fois qu'un fossile d'oiseau moderne de l'ère des dinosaures est découvert dans l'hémisphère nord", a déclaré Field. "Le fait que le fossile ait été trouvé en Europe est incroyablement excitant, car il suggère que les futures découvertes d'oiseaux modernes encore plus anciens pourraient venir d'Europe. Jusqu'à présent, nous n'étions pas certains que les oiseaux modernes étaient même présents en Europe à l'ère des dinosaures. "

Initialement, les chercheurs n'ont pu voir que quelques petits fragments d'os de jambe dépassant du morceau de roche. Cependant, cela a suffisamment suscité leur intérêt pour effectuer des tomodensitogrammes à haute résolution du spécimen dans un laboratoire de l'Université de Cambridge, qui ont révélé le crâne caché. Selon Field, voir les scans pour la première fois a été le "moment le plus excitant" de sa carrière scientifique.

"Les spécimens fossiles réels ne semblent pas très beaux ou intéressants au premier abord et ce ne sont en fait que quelques petites roches avec des os de membres cassés qui dépassent", a-t-il déclaré. "Cependant, lorsque nous avons scanné ces blocs par CT afin de regarder sous la surface de la roche, nous avons été absolument choqués de découvrir un crâne fossile presque complet et préservé en trois dimensions dans l'un des minuscules blocs. C'est le premier crâne d'oiseau moderne. jamais vu, et c'est la première fois qu'un crâne d'oiseau moderne a été trouvé à l'ère des dinosaures."

Même si le crâne a des dizaines de millions d'années, il est toujours clairement reconnaissable comme un oiseau moderne, ressemblant à un mélange entre un poulet et un canard, selon les chercheurs. Les chercheurs pensent que l'oiseau éteint pesait moins de 15 onces et était de taille relativement petite, avec des pattes assez longues. Étant donné que les ossements ont été trouvés dans des sédiments marins, ils suggèrent que le Wonderchicken a peut-être passé sa vie près du rivage à une époque où l'environnement côtier de cette partie du nord de l'Europe ressemblait peut-être à celui des îles tropicales d'aujourd'hui.

Astérinis tire son nom d'Asteria, une déesse Titan des étoiles filantes dans la mythologie grecque qui s'est transformée en caille.

"Nous pensions que c'était un nom approprié pour une créature qui vivait juste avant l'impact de l'astéroïde à la fin du Crétacé", a déclaré Daniel Ksepka, co-auteur de l'étude du Bruce Museum de Greenwich, Connecticut, dans un communiqué. "Nous croyons Astérinis était proche de l'ancêtre commun qui comprend aujourd'hui les cailles, ainsi que les poulets et les canards."

Kevin Padian, chercheur au Département de biologie intégrative et au Musée de paléontologie de l'Université de Californie à Berkeley, qui n'était pas impliqué dans la dernière étude, a déclaré que l'article était "important" car il décrit les spécimens les mieux conservés d'un oiseau éteint, et pourtant le plus ancien membre connu du groupe vivant des oiseaux.

"Cet oiseau appartient au groupe que vous pourriez appeler de manière informelle la volaille", a-t-il déclaré. Semaine d'actualités. "C'est-à-dire des poulets et des canards et des oies et des cailles et ainsi de suite. Le fait qu'un membre de ce groupe soit présent peu de temps avant la fin du Crétacé signifie que d'autres groupes d'oiseaux avaient également évolué à cette époque. , même si nous ne trouvons pas leurs restes."

"Par exemple, le groupe des volailles est étroitement lié aux autres groupes d'oiseaux vivants comme les corbeaux, les pics, les parulines, etc. Ces oiseaux réels n'étaient pas présents dans le dernier Crétacé, mais leurs ancêtres l'étaient. Tout comme ce nouvel oiseau est un ancien membre de la volaille, mais pas exactement comme n'importe quel membre vivant."

L'étude implique également que le groupe d'oiseaux qui comprend l'autruche, le nandou, l'émeu et le kiwi étaient également présents à cette période et qu'ils doivent avoir évolué dans un laps de temps très court. En effet, les scientifiques n'ont trouvé aucun ossement appartenant clairement à ces groupes d'oiseaux plus tôt dans les archives fossiles.

"Donc, ce nouvel oiseau est éteint depuis longtemps, mais appartient toujours clairement aux groupes d'oiseaux vivants. C'est le plus ancien fossile bien conservé connu de ce groupe. D'autres ont été signalés dans le passé, mais ils étaient soit discutables, soit les auteurs n'ont pas pu le récupérer comme parmi les groupes d'oiseaux vivants de leur étude », a déclaré Padian.


Résumé

Le « mystère abominable » de Charles Darwin en est venu à symboliser à peu près tous les aspects de l'origine et de l'évolution précoce des plantes à fleurs. Pourtant, il n'y a jamais eu d'analyse de ce que Darwin pensait être si abominablement mystérieux. Ici, j'explique les pensées et les frustrations de Darwin concernant les archives fossiles des plantes à fleurs telles que révélées dans la correspondance avec Joseph Hooker, Gaston de Saporta et Oswald Heer entre 1875 et 1881. J'examine également l'essai de John Ball qui a incité Darwin à écrire son « abominable mystère » à Hooker en juillet 1879. Contrairement à ce que l'on croit généralement, l'abominable mystère de Darwin a peu ou rien à voir avec la préhistoire fossile des angiospermes, l'identification des plus proches parents des plantes à fleurs, les questions d'homologies (et les transformations de caractère ) des caractéristiques déterminantes des plantes à fleurs, ou de la phylogénie des plantes à fleurs elles-mêmes. Le mystère abominable de Darwin et son intérêt constant pour le rayonnement des angiospermes n'ont jamais été motivés principalement par un besoin de comprendre le texte littéral de l'histoire évolutive des plantes à fleurs. Au contraire, Darwin était profondément dérangé par ce qu'il percevait comme une origine abrupte et un taux de diversification très accéléré des plantes à fleurs au milieu du Crétacé. Cela a conduit Darwin à créer des arguments spéculatifs pour une histoire pré-crétacée longue, progressive et non découverte des plantes à fleurs sur une île ou un continent perdu. Darwin s'est également réfugié dans la possibilité qu'une diversification rapide des plantes à fleurs au milieu du Crétacé pourrait, si elle est réelle, avoir une explication biologique impliquant des interactions coévolutives entre les insectes pollinisateurs et les angiospermes. Néanmoins, bien que des générations de biologistes végétaux aient saisi l'abominable mystère de Darwin comme métaphore de leur lutte pour comprendre l'histoire des angiospermes, les preuves suggèrent fortement que l'abominable mystère ne concerne pas les angiospermes en soi. Au contraire, le mystère abominable de Darwin concerne son horreur que l'évolution puisse être à la fois rapide et potentiellement même saltationnelle. Tout au long des dernières années de sa vie, il se trouve que les plantes à fleurs, parmi tous les groupes d'organismes, ont présenté à Darwin l'exception la plus extrême à sa notion fermement ancrée. natura non facit saltum, la nature ne fait pas un bond.

Je viens de lire l'Essai de Ball. C'est assez audacieux. Le développement rapide, pour autant que nous puissions en juger, de toutes les plantes supérieures dans les temps géologiques récents est un mystère abominable. Ce serait certainement un grand pas si nous pouvions croire que les plantes supérieures au début ne pouvaient vivre qu'à un niveau élevé, mais jusqu'à ce que ce soit expérimentalement [prouvé] que les cycadées, les fougères, etc., puissent supporter beaucoup plus d'acide carbonique que les plantes supérieures, l'hypothèse me paraît bien trop téméraire. Saporta pense qu'il y a eu un développement étonnamment rapide des plantes hautes, dès [comme] des insectes fréquentant les fleurs se sont développés et ont favorisé les croisements. J'aimerais voir tout ce problème résolu. J'ai imaginé qu'il y avait peut-être pendant de longs âges un petit continent isolé dans l'hémisphère S. qui a servi de berceau aux plantes supérieures - mais c'est une conjecture misérablement pauvre. —Extrait d'une lettre écrite par Charles Darwin le 22 juillet 1879 à Joseph Hooker

La fascination et la frustration de Charles Darwin pour l'ensemble épique d'événements évolutifs associés à l'origine et au rayonnement précoce des plantes à fleurs sont légendaires. Peut-être qu'aucun autre groupe d'organismes n'a mérité l'attention de Darwin en des termes aussi dramatiques : « mystère abominable », « phénomène le plus déroutant », « rien. plus extraordinaire. Mais de tous les commentaires faits par Darwin sur l'histoire de l'évolution précoce des plantes à fleurs, son « mystère abominable » a captivé l'imagination de générations de biologistes végétaux. Quelques mois seulement après la première publication de la lettre de Darwin du 22 juillet 1879 à Joseph Hooker (Figs. 1A-G ) dans Plus de lettres de Charles Darwin (17), les biologistes ont utilisé l'expression « mystère abominable » sans relâche, à travers la synthèse moderne et jusqu'à la synthèse actuelle de la phylogénétique moléculaire, de la génétique du développement, de la morphologie et de la paléobotanique (par exemple, 55 29 59 45 54 62 1 58 47 12 , 3 3 6 39 18 22 23 26 60 ). Une recherche Google sur Internet pour « mystère abominable » et « Darwin » donnera des centaines (voire des milliers) de résultats, souvent dans les gros titres scientifiques faisant référence au mystère comme « résolu ».

Lettre de Charles Darwin à Joseph Dalton Hooker, écrite le 22 juillet 1879 (provenance : Cambridge University Library DAR 95 : 485-488). Dans cette lettre, Darwin fait référence à l'évolution précoce des plantes à fleurs comme à un « mystère abominable ». Il montre également son intérêt pour l'idée de Gaston de Saporta selon laquelle un ensemble coévolutif d'interactions entre les angiospermes et les insectes pourrait avoir joué un rôle central dans la diversification rapide des plantes à fleurs au milieu du Crétacé. Cette lettre est un merveilleux exemple de la correspondance de Darwin avec Hooker, remplie d'échanges d'informations et de requêtes scientifiques, de mises à jour sur les écrits et publications de Darwin, les affaires familiales (vacances) et le mondain (problèmes d'infestation de cochenilles sur une plante prêtée à Darwin depuis Kew). L'écriture de Darwin est souvent très difficile à déchiffrer, mais l'écriture de cette lettre est en fait assez bonne comparée à d'autres de cette période tardive de sa vie (E. Smith, Darwin Correspondence Project, Cambridge University Library, communication personnelle). Une transcription de la lettre suit. Notez que les numéros au crayon 485, 486, 487 et 488 qui apparaissent sur les pages un, trois, cinq et sept sont les notes de classe associées aux archives de la Cambridge University Library. Sur la première page, le "/79" après la date et l'annotation à gauche "envoyé le 23 juillet/79" sont au crayon et peuvent avoir été ajoutés par Francis Darwin lorsqu'il a transcrit et publié des parties de cette lettre en 1903. Sur la dernière page de la lettre, le « Non » au crayon a peut-être été ajouté par Joseph Hooker en réponse à la question de Darwin sur le retour de l'échelle infestée d'écailles Smilax usine à Kew. Images numériques de cette lettre de la collection Darwin, avec l'aimable autorisation de la Cambridge University Library.

Figure 1A. Lettre de Charles Darwin à Joseph Dalton Hooker, écrite le 22 juillet 1879, page 1. Mon cher Hooker, si ma mémoire est bonne, Dyer [William Turner Thiselton-Dyer, directeur adjoint de Kew Gardens] a quitté Kew pour ses vacances, et donc je vous écrire pour vous demander si par hasard vous avez des graines de Lathyrus aphaca ou tout jeune plant dont 2 ou 3 pourraient être mis en pot. Si je ne reçois pas de réponse, je comprendrai que vous ne pouvez pas m'aider. — Je veux essayer si les vrilles sont apheliotropes, car j'enregistre qu'elles tournent très peu, je conjecture qu'elles peuvent trouver

Lettre de Charles Darwin à Joseph Dalton Hooker, écrite le 22 juillet 1879, page 2. un support en se penchant vers tous les objets sombres. — Notre livre sur les mouvements des Plantes [Le pouvoir du mouvement dans les plantes, 1880, écrit par Charles Darwin et "assisté" par son fils Francis Darwin] contiendra, je pense, beaucoup de matière nouvelle, mais sera intolérablement ennuyeux. J'ai travaillé assez dur ces derniers temps et je veux me reposer et changer, alors nous allons tous le 1er août à Coniston pendant un mois. C'est un voyage terrible pour moi. — Cela fait longtemps que je n'ai pas eu de nouvelles de vous et des vôtres et de ce que vous faites et avez l'intention

Lettre de Charles Darwin à Joseph Dalton Hooker, écrite le 22 juillet 1879, page 3. à faire. Frank [Francis] revient au début du mois prochain de Würzburg, où il a travaillé assez dur sur divers sujets et pratiqué la dissection, la coupe de tranches, etc. Je viens de lire l'essai de Ball. C'est assez audacieux. Le développement rapide, pour autant que nous puissions en juger, de toutes les plantes supérieures au cours des temps géologiques récents est un abominable mystère. Certes, ce serait un grand pas si nous pouvions croire que les plantes supérieures au début ne pouvaient vivre qu'à un niveau élevé, mais jusqu'à ce que ce soit expérimentalement [prouvé]

Lettre de Charles Darwin à Joseph Dalton Hooker, écrite le 22 juillet 1879, page 4. que Cycadeæ, fougères etc., peuvent supporter beaucoup plus d'acide carbonique que les plantes supérieures, l'hypothèse me semble beaucoup trop téméraire. Saporta pense qu'il y a eu un développement étonnamment rapide des plantes hautes, dès que les insectes fréquentant les fleurs se sont développés et ont favorisé les croisements. J'aimerais voir tout ce problème résolu. J'ai imaginé qu'il y avait peut-être pendant de longs âges un petit continent isolé dans l'hémisphère S., qui a servi de lieu de naissance des plantes supérieures mais ce

La lettre de Charles Darwin à Joseph Dalton Hooker, écrite le 22 juillet 1879, page 5. est une conjecture misérable. Il est étrange que Ball ne fasse pas allusion au fait évident qu'il devait y avoir des plantes alpines avant la période glaciaire, dont beaucoup seraient retournées dans les montagnes après la période glaciaire lorsque le climat est redevenu chaud. Je me suis toujours compté de cette manière pour les Gentianes etc.

Lettre de Charles Darwin à Joseph Dalton Hooker, écrite le 22 juillet 1879, page 6. Ball aurait dû aussi considérer les insectes alpins communs aux régions arctiques. Je ne sais pas comment cela peut être avec vous, mais ma foi dans la migration glaciaire n'est pas du tout ébranlée. Toujours mon cher vieil ami, votre sincèrement Ch. Darwin

Lettre de Charles Darwin à Joseph Dalton Hooker, écrite le 22 juillet 1879, page 7. P.S. Je devrai rendre quelques plantes à Kew quand nous quitterons la maison. — Votre usine de Smilax aspera a été blessé par des cochenilles qui n'ont été détectées que récemment. — Cela vaut-il la peine d'y retourner ? C'est un gros buisson.

Au cours du siècle dernier, l'abominable mystère de Darwin est devenu synonyme de complexités et de questions souvent apparemment impénétrables entourant l'origine et les premières phases de l'histoire de l'évolution des angiospermes. Les significations attribuées au mystère abominable de Darwin sont très variables et incluent les relations phylogénétiques des angiospermes avec d'autres lignées de plantes à graines les relations phylogénétiques des principaux clades au sein des angiospermes la recherche des précurseurs fossiles des plantes à fleurs la recherche des premières plantes à fleurs fossiles l'origine évolutive de la fleur, le carpelle et une myriade d'autres questions sur les homologies des caractéristiques uniques des angiospermes et la montée relativement abrupte de la dominance écologique des angiospermes au cours du Crétacé.

Au-delà de la simple excision de cette phrase de deux mots des écrits volumineux de Darwin, il vaut la peine de se demander à quoi précisément Darwin (Fig. 2) réfléchissait lorsqu'il écrivait à propos d'un « mystère abominable ». Cette question importante n'a jamais vraiment été abordée, sauf dans le sens le plus général où Darwin était perplexe quant à l'origine et à l'histoire des plantes à fleurs. Compte tenu de l'inclination universelle à citer Darwin chaque fois que cela est possible, il semble tout à fait approprié que les pensées de Charles Darwin sur ces événements évolutionnaires fondateurs soient systématiquement analysées. Comme on le verra, des années 1870 jusqu'à la toute dernière année de sa vie, Charles Darwin était fondamentalement perplexe face à l'histoire de l'évolution précoce des angiospermes - et il y a bien plus dans l'abominable mystère de Darwin que ce qui peut être capturé dans deux- expression de mot.

Charles Darwin en 1877 et 1878. La gauche. Darwin en 1878, photographié par son fils Léonard. Droit. Darwin sur son cheval « Tommy » à Down House à la fin des années 1870. Au-dessous d'une copie de cette photographie, il a écrit « Hourra, pas de lettres aujourd'hui ! Son commentaire est un merveilleux rappel de l'extrême importance du service postal britannique très efficace pour garantir que sa vaste correspondance avec ses collègues du monde entier, y compris ceux qui ont contribué à façonner son point de vue sur le «mystère abominable», se rende à Down House et en revient. . Images de Darwin de la collection Darwin, avec l'aimable autorisation de la Cambridge University Library.

Quel était l'abominable mystère de Darwin ?

La fascination et la frustration particulières de Darwin pour l'évolution précoce des angiospermes semblent avoir commencé sérieusement plusieurs années avant sa lettre souvent citée (22 juillet 1879) à Joseph Hooker (Fig. 3). Dans une correspondance (8 mars 1875) avec le botaniste, entomologiste et paléontologue suisse Oswald Heer (Fig. 3), Darwin est allé jusqu'à noter que « l'apparition soudaine de tant de dicotylédones dans la craie supérieure me paraît un phénomène à tous ceux qui croient à toute forme d'évolution, en particulier à ceux qui croient à une évolution extrêmement progressive, à laquelle je sais que vous vous opposez fermement » (17, p. 239). Heer avait été un partisan du potentiel d'évolution rapide (essentiellement ponctuel ou saltationnel), à la grande consternation de Darwin.

Les principaux correspondants de Charles Darwin dans ses discussions sur l'évolution précoce des plantes à fleurs. En haut à gauche. Joseph Dalton Hooker en 1877 à La Veta Pass dans le Colorado, USA. En haut à droite. Oswald Heer (1809-1883), date inconnue. Reproduit de Oswald Heer : Lebensbild eines schweizerischen Naturforschers ( 53 ). En bas à gauche. John Ball (1818-1889), date inconnue. John Ball était un naturaliste passionné, qui a étudié avec Henslow à Cambridge. En tant que sous-secrétaire d'État au ministère des Colonies, il défendait les intérêts botaniques des Jardins botaniques royaux de Kew ( 34 19 ) et était un expert alpin et botaniste. Une notice nécrologique de 34 fournit un excellent croquis de sa vie. Reproduit de Sir Joseph Dalton Hooker, voyageur et collectionneur de plantes ( 19 ). En bas à droite. Gaston de Saporta (1823-1895), entre 1880 et 1885.

Les premiers fossiles d'angiospermes auxquels Charles Darwin, Oswald Heer et d'autres (y compris John Ball et Gaston de Saporta, comme discuté plus loin) ont été confrontés au milieu des années 1870 étaient riches en termes de rayonnement du Crétacé moyen à supérieur des angiospermes, mais pratiquement dépourvus de représentation des débuts du Crétacé inférieur de l'évolution des angiospermes. Bien que la résolution stratigraphique à l'époque était rudimentaire, toute personne intéressée par l'histoire de l'évolution précoce des plantes à fleurs aurait clairement reconnu le contraste entre la quasi-absence d'angiospermes au Crétacé inférieur et leur nette ascension vers la dominance écologique et biogéographique par le Crétacé supérieur.

En termes dramatiques, Oswald Heer a explicitement discuté des premiers enregistrements fossiles d'angiospermes avec Darwin dans une lettre datée du 1er mars 1875 (à l'époque, Heer était en train de publier une série de sept volumes, Flore Fossile Arctica, 1868-1883). Heer a écrit (provenance : Cambridge University Library, DAR 166 : 130) : « En Europe, les dicotylédones du Crétacé inférieur sont également manquantes. il est possible que certains de ces types [dicotylédones angiospermes] puissent encore y être découverts [dans le Crétacé inférieur d'Europe et d'Amérique]. Néanmoins, si l'on dit que les Dicotylédones commencent avec le Crétacé supérieur, il faut encore admettre que cette partie du règne végétal, qui forme l'essentiel de la végétation moderne, apparaît relativement tardivement et que, sur le plan géologique, elle a subi une transformation substantielle. dans un court laps de temps. »

La compréhension de Charles Darwin des archives fossiles, comme on l'appelait en 1875, était absolument clair : la diversification précoce et la propagation biogéographique des angiospermes avaient été remarquablement rapides. Cette apparition abrupte et relativement répandue d'une diversité d'angiospermes apparemment proche de la modernité au milieu du Crétacé, avec peu ou pas d'antécédents fossiles, a placé Darwin dans une position des plus inconfortables. Si les archives fossiles devaient être un indicateur précis des événements passés, cela présentait un défi majeur à sa notion générale de gradualisme en tant que modus operandi de la transformation, bien que Darwin ait certainement accepté la possibilité d'un changement évolutif rapide (42 28 48 27). Ceci, à son tour, a conduit Darwin dans une odyssée de six ans pour expliquer soit un rythme extrêmement rapide de diversification évolutive, soit un enregistrement fossile étonnamment long et manquant des premières phases (et graduelles) de l'évolution des angiospermes. Comme Mayr l'a noté (1982, p. 509), « Toute sa vie, Darwin a pris grand soin de reconstituer une évolution graduelle de phénomènes qui, à première vue, semblaient clairement le résultat d'origines soudaines.

La solution de Darwin au mystère abominable

La tendance de Darwin à adopter une perspective graduelle sur le rythme de l'innovation évolutive l'a amené à postuler qu'avant l'enregistrement des plantes à fleurs au Crétacé, les angiospermes avaient lentement évolué et diversifié sur une masse continentale éloignée (et plus présente), peut-être dans l'hémisphère sud. . En conséquence, les plantes à fleurs étaient absentes des archives fossiles jusqu'au milieu du Crétacé, lorsqu'elles se sont finalement étendues au-delà de ce territoire limité. Comme Darwin l'a dit à Heer, « les plantes de cette grande division doivent avoir été largement développées dans une région isolée, d'où en raison de changements géographiques, elles ont finalement réussi à s'échapper, et se sont propagées rapidement sur le monde » (lettre à Oswald Heer, 8 mars 1875 17 , p. 240). Quatre ans plus tard, Darwin fit à nouveau allusion à cette idée dans son abominable lettre mystère à Hooker (17, pp. 21, 22) : le lieu de naissance des plantes supérieures, mais c'est une conjecture misérable.

Vers la fin de sa vie, Darwin est revenu à la notion d'un enregistrement fossile perdu des premières phases de la diversification des angiospermes (16, p. 248) dans une lettre à Hooker (6 août 1881). « Rien n'est plus extraordinaire dans l'histoire du Royaume Végétal, me semble-t-il, que le Apparemment développement très soudain ou abrupt des plantes supérieures. J'ai parfois spéculé s'il n'avait pas existé quelque part pendant de longs âges un continent extrêmement isolé, peut-être près du pôle Sud. L'accent mis par Darwin sur le mot « apparemment » révèle sa reconnaissance profondément enracinée que les archives fossiles pourraient être remarquablement incomplètes, ainsi que son scepticisme persistant quant au fait qu'un rayonnement évolutif majeur de la magnitude observée (à partir de 1881) avec les angiospermes du milieu du Crétacé pourrait vraiment être si brusque.

Moins d'une semaine plus tard (lettre du 11 août 1881 17 , p. 26), Darwin réitère ces mêmes points à Hooker. "J'ai été tellement étonné de l'arrivée apparemment soudaine des phanérogames supérieures, que j'ai parfois imaginé que le développement aurait pu se poursuivre lentement pendant une immense période dans un continent isolé ou une grande île, peut-être près du pôle Sud." Cette lettre semble contenir les derniers mots enregistrés par Darwin sur l'évolution précoce des angiospermes.

Comment Darwin en est venu à écrire sur l'abominable mystère

La lettre mystérieuse abominable de Darwin du 22 juillet 1879 à Hooker se rapporte directement à son vif désir de modérer le taux rapide perçu de diversification précoce des angiospermes. Le stimulus de cette lettre a été la lecture par Darwin de l'essai « Sur l'origine de la flore des Alpes européennes », présenté par John Ball (Fig. 3) lors d'une réunion de la Royal Geographical Society le 9 juin 1879 et publié par la suite en septembre. de cette année ( 2 ). Dans cet article, qui s'intéresse en grande partie aux aspects biogéographiques des flores alpines, Ball a également directement abordé la question de l'histoire évolutive précoce des angiospermes. Dans une lettre à Darwin datée du 8 août 1879, Ball nota qu'il avait pris des dispositions pour qu'une préimpression de cette publication soit envoyée à Darwin plus tôt cet été-là. Ainsi, nous pouvons supposer sans risque que Darwin avait ce manuscrit en main au plus tard en juin ou juillet 1879.

L'essai de Ball (1879, p. 579) offre une fenêtre importante sur les archives fossiles d'angiospermes auxquelles Darwin a été confronté à la fin des années 1870. « [L]'apparition du type supérieur de plantes exogènes [les angiospermes dicotylédones] n'est révélée par des preuves directes que vers le milieu de la période [C]rétacée. Puis tout à coup, dans des gisements très répandus dans l'hémisphère nord, nous rencontrons une foule d'espèces, appartenant à des types très différents, mais pour la plupart ressemblant tellement à des plantes vivantes, que les paléontologues n'hésitent pas à en rapporter beaucoup à des genres. Ball (p. 580) posa alors succinctement la question. « Mais si, au début du premier chapitre de l'histoire qui nous est accessible, l'évolution des plantes à fleurs, et en particulier des exogènes [dicotylédones angiospermes], avait déjà avancé jusqu'ici, où, je demanderais, devons-nous chercher pour les formes antérieures, les types ancestraux dont sont issus nos groupes actuels ? Et où encore pour les formes beaucoup plus lointaines qui servaient à combler l'intervalle, si déroutant pour le botaniste, entre les endogènes [monocots] et les exogènes ?

Peut-être involontairement, Ball a capturé l'essence du dilemme de Darwin sur les angiospermes. « À mon avis, il n'y a pas d'alternative entre abandonner la doctrine de l'évolution et admettre que l'origine des types existants de plantes à fleurs est énormément plus éloignée que la période dont nous avons des preuves directes. La difficulté à surmonter est l'absence totale de telles preuves » ( 2 , p. 580). Comme Darwin l'avait avoué à Heer quatre ans plus tôt (et noté ci-dessus), "l'apparition soudaine de tant de Dicotylédones dans la Craie Supérieure me semble un phénomène des plus déroutants pour tous ceux qui croient en toute forme d'évolution, en particulier pour ceux qui croient en évolution extrêmement progressive » ( 17 , p. 239).

Ball a estimé que les angiospermes ont d'abord évolué dans les Alpes. De manière critique, il a fait valoir (2, p. 579) que, puisque «ce n'est que par de très rares chances qu'une plante de la région des hautes montagnes peut être préservée [fossilisée]», une longue histoire pré-crétacée des angiospermes était totalement absente des archives fossiles. jusqu'à ce que les plantes à fleurs descendent plus tard à des altitudes plus basses (où la fossilisation serait courante). L'hypothèse de Ball a commencé avec l'idée que les niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique pendant le Carbonifère étaient extrêmement élevés (Ball a revendiqué 20 fois plus qu'actuellement) et ont ensuite diminué, en grande partie à cause de la formation de charbon (enfouissement du carbone). À cela, Ball a en outre émis l'hypothèse que les niveaux de dioxyde de carbone diminuaient avec l'altitude. Enfin, Ball a conjecturé que les plantes à fleurs étaient incapables de résister à des niveaux élevés de dioxyde de carbone atmosphérique (contrairement à d'autres groupes de plantes). Ainsi, une longue période d'évolution des angiospermes (datant du Carbonifère) aurait été confinée à l'alpin jusqu'à ce que les niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique mondial chutent de manière significative (17).

Comme Hooker l'a fait remarquer à Darwin, dans une lettre datée du 26 juillet 1879 (provenance : Cambridge University Library, DAR 104 : 128-130), « Je pense que c'est très insatisfaisant à plus d'un titre… & je suis sûr que vous en avez assez dont nous discuterons lors de notre rencontre. Dans la presse écrite, Hooker était beaucoup plus diplomatique (dans les commentaires écrits publiés par Hooker à la suite de l'article de 2 ) : globe, lui avait vraiment coupé le souffle [de Hooker]. Darwin aussi était sceptique, comme il l'a clairement fait savoir à Hooker dans son abominable lettre mystère. "Ce serait certainement un grand pas si nous pouvions croire que les plantes supérieures ne pouvaient au début vivre qu'à un niveau élevé, mais jusqu'à ce qu'il soit [prouvé] expérimentalement que les cycadées, les fougères, etc., peuvent supporter beaucoup plus d'acide carbonique que les plantes supérieures. plantes, l'hypothèse me paraît bien trop téméraire. Néanmoins, il y a un peu de vœu pieux sur le sujet d'un enregistrement fossile d'angiosperme précoce manquant parce que Darwin note que ce « serait un grand pas » si l'hypothèse de Ball pouvait être prouvée.

L'hypothèse de Ball d'une origine alpine des angiospermes a intrigué Darwin. Cela représentait exactement la même argumentation que celle trouvée dans ses lettres privées : (1) que l'apparition soudaine de divers angiospermes au milieu du Crétacé était illusoire (2) qu'une longue période d'évolution des angiospermes a précédé ce qui était alors connu depuis le milieu Crétacé et (3) qu'il n'y avait aucun enregistrement fossile de la diversification progressive des angiospermes avant le Crétacé. La seule vraie différence entre Ball et Darwin était que Ball supposait qu'une longue histoire ancienne des angiospermes n'était jamais entrée dans les archives fossiles, alors que Darwin postulait qu'elle avait été préservée géologiquement sur une île ou un continent éloigné, mais que la masse terrestre avait disparu du visage. de la terre.

Une solution alternative à l'abominable mystère

Contrairement à l'opinion de Darwin selon laquelle la diversification initiale des angiospermes avait été progressive, mais non enregistrée dans les archives fossiles, une explication alternative du rayonnement des plantes à fleurs du Crétacé moyen a été développée et portée à son attention par le paléontologue français Gaston de Saporta (Fig. 3). Darwin révéla à Saporta (10 septembre 1876 7 , p. 93) qu'en ce qui concerne « le développement soudain des dicotylédones [sic] plantes, que View Heer soutient également, j'avoue que je suis sceptique. Dans cette lettre, Darwin répétait son explication par défaut : « Ce n'est bien sûr qu'une simple conjecture, mais j'imagine que ce grand groupe de plantes a dû se développer lentement dans une partie du globe qui était autrefois plus complètement isolée de toutes les d'autres régions que n'importe quelle partie du territoire ne l'est actuellement. J'ai toujours ressenti le plus vif intérêt pour vos observations sur le changement très progressif des espèces au cours des dernières périodes tertiaires, et j'observe qu'A. de Candolle a également été frappé par ces observations qui s'opposent fortement à la croyance de Heer d'une grande et abrupte spécificité changements."

Saporta, comme Darwin, était perplexe devant l'origine apparemment abrupte et la diversification rapide des angiospermes, comme en témoignent les archives fossiles (« un phénomène des plus curieux »). Contrairement à Darwin, cependant, Saporta part du principe qu'un taux rapide de diversification des angiospermes au milieu du Crétacé pourrait être réel et s'expliquer par des principes biologiques. Il est important de noter que l'hypothèse de Saporta ne nécessitait pas une longue histoire non enregistrée d'angiospermes avant le Crétacé.

Saporta avait déjà développé une théorie générale qui pourrait fournir une base biologique pour la diversification rapide des plantes à fleurs. Dans la deuxième partie de l'introduction à Paléontologie Française, Plantes Jurassiques, 50 ont fait valoir que la forte interdépendance des animaux et des plantes nécessitait une compréhension de leurs différentes phases liées de l'histoire de l'évolution et il a décrit un mécanisme à cliquet de coévolution entre les animaux et les plantes (7). Plus précisément, Saporta a estimé que l'absence essentielle d'angiospermes du Jurassique rendait impossible l'évolution de nombreuses formes d'animaux, en particulier ceux qui étaient phytophages. Comme 7 et 13 l'ont noté, 50 a été le premier à suggérer un rôle critique et interdépendant des insectes dans l'émergence et la diversification des angiospermes.

Dans sa correspondance avec Charles Darwin, Saporta a développé le thème de l'interdépendance coévolutionnaire entre les insectes et les plantes à fleurs - et cette fois, il a lié sa lecture des archives fossiles aux problèmes associés à taux de diversification, l'essence même du « mystère abominable » de Darwin. Dans une lettre qui se distingue par son éclat et sa perspicacité, Saporta proposa explicitement à Darwin (origine 16 décembre 1877 : Cambridge University Library, DAR 177 : 34 de noter également que la transcription utilisée pour cette traduction diffère de celle publiée par 7, pp. 98 –99) que la diversification rapide des angiospermes était, par essence, une histoire de coévolution liée à l'origine de nombreux grands groupes d'insectes : autant par son immense importance, que par l'apparente rapidité avec laquelle elle se manifestait autrefois. Or, le rôle que vous attribuez aux Insectes dans la fécondation, couplé à la nécessité du croisement, explique tout : la pauvreté antérieure du règne végétal, réduite si longtemps en l'absence de certaines catégories d'insectes, aux seules plantes anémophiles , dont le nombre et la diversité ne pouvaient jamais dépasser une certaine limite, et où les substances nutritives et succulentes n'étaient jamais très abondantes ni bien diversifiées. L'absence d'insectes suceurs pendant le Jurassique m'avait frappé ainsi que M. Heer. J'ai évoqué cette absence ou sa rareté dans mon introduction à la Flore jurassique, vol. 1, p. 53 et 54…

« Or on conçoit très bien que les angiospermes, dont les combinaisons florales et les croisements d'individus à individus et de fleur à fleur dépendent du rôle des insectes, n'ont pu apparaître et se multiplier que sous l'impulsion de ces derniers, et ces derniers de leur côté. , pouvaient devenir nombreux et actifs [comme pollinisateurs], et s'accrocher à un certain type déterminé, raison pour laquelle l'apparition des plantes a favorisé leur existence insectes et plantes ont donc été à la fois cause et effet par leur connexion les uns avec les autres, les plantes ne pouvant se diversifier sans insectes et ces derniers ne pouvant fournir beaucoup de mangeurs de pollen et de nectar tant que le règne végétal restait pauvre en arrangements et était composé presque exclusivement de plantes anémophiles.”

Darwin répondit aussitôt à Saporta (lettre du 24 décembre 1877 7 , p. 109). « Votre idée selon laquelle les plantes dicotylédones ne se sont développées en force qu'après l'apparition des insectes suceurs me semble magnifique. Je suis surpris que l'idée ne me soit jamais venue, mais c'est toujours le cas quand on entend pour la première fois une explication nouvelle et simple d'un phénomène mystérieux… [Votre] idée, que j'espère que vous publierez, va beaucoup plus loin et est beaucoup plus important…" Darwin a reconnu l'importance fondamentale de l'hypothèse de Saporta et a ainsi été doté d'un mécanisme plausible, voire puissant, pour expliquer le rythme rapide de la diversification précoce (c'est-à-dire du milieu du Crétacé, à partir de 1877) : les effets accélérateurs de la coévolution des insectes pollinisateurs et des fleurs, et les avantages potentiels d'un croisement accru associé à l'entomophilie.

Darwin n'a pas oublié les idées de Saporta. Un an et demi plus tard, dans sa lettre mystérieuse abominable à Joseph Hooker, Darwin raconta : « Saporta pense qu'il y a eu un développement étonnamment rapide des plantes hautes, dès que [que] les insectes fréquentant les fleurs se sont développés et ont favorisé les croisements. En 1881 (lettre du 6 août à Joseph Hooker 17 , p.248), Darwin est de nouveau revenu aux idées de Saporta : faire, c'est-à-dire que dès que les insectes fréquentant les fleurs se sont développés, au cours de la dernière partie de la période secondaire, une impulsion énorme a été donnée au développement des plantes supérieures par la fertilisation croisée se formant ainsi soudainement. Il convient de noter que dans ces deux lettres, Darwin s'est concentré sur les avantages présumés de l'allogamie pour favoriser la diversification, tandis que Saporta avait principalement mis l'accent sur la dynamique coévolutive des insectes anthophiles et des plantes à fleurs. Saporta continuerait à élaborer considérablement sur la coévolution précoce des insectes et des angiospermes dans le deuxième volume de L'Évolution du Règne Végétal ( 51 ).

Ainsi, d'une manière qui n'avait pas été appréciée auparavant, Darwin était au moins partiellement responsable de la stimulation de la publication de l'hypothèse la plus acceptée quant à la cause du rayonnement rapide des plantes à fleurs, à savoir leur coévolution avec les insectes (pour les discussions en cours sur coévolution angiosperme-insecte, voir 20 46 47 10 , 9 43 36 49 21 31 30 52 ). De plus, la solution de Saporta au scepticisme de Darwin concernant le « développement soudain » des plantes à fleurs était la seule explication que Darwin ait jamais adoptée pour expliquer potentiellement une diversification rapide des premiers angiospermes comme réelle.

L'abominable mystère inclut-il l'origine des angiospermes ?

L'abominable mystère de Darwin a généralement, tout au long du XXe et du XXIe siècle naissant, été interprété comme incluant des questions d'évolution ou de transformation du caractère associées à l'origine (par opposition à leur diversification ultérieure) des plantes à fleurs de leurs ancêtres non angiospermes. Comme 58 , p. 457) a présenté le cas (reflétant un point de vue qui date du début des années 1900) : « Il y a environ cent ans, Charles Darwin a qualifié l'origine des Angiospermes d'un « mystère abominable ». des problèmes qui à l'époque de Darwin étaient mystérieux et non résolus, n'a pas fait grand-chose pour clarifier ce problème. Il occupe toujours les pensées de nombreux botanistes intéressés par l'évolution, à leur stupéfaction et frustration. Les raisons de cette difficulté sont multiples, mais résident principalement dans l'imperfection des archives fossiles. Des preuves claires concernant l'origine et l'histoire évolutive précoce des angiospermes devraient consister en une série de structures de reproduction bien préservées reliant les angiospermes les plus primitifs avec des plantes à graines non angiospermes [italiques ajoutés]…”

Bien que Darwin était clairement perplexe face à une origine apparemment abrupte et à un taux de diversification rapide des angiospermes, il ne semble pas avoir explicitement envisagé l'évolution des nombreuses caractéristiques uniques des plantes à fleurs (questions d'homologie) à partir de leurs ancêtres non angiospermes. Sous-jacent à son sentiment de perplexité face à l'origine et à l'évolution précoce des angiospermes, il y avait certainement un problème avec les archives fossiles préangiospermes et la phylogénie des plantes à graines. La vaste correspondance de Darwin avec les paléobotanistes décrivant les archives végétales du Jurassique et du Crétacé montre clairement que la préhistoire immédiate des plantes à fleurs l'intéressait, au moins tangentiellement. Néanmoins, Darwin ne semble pas avoir réfléchi aux transformations de caractères spécifiques qui auraient été au cœur de l'établissement des caractéristiques déterminantes des plantes à fleurs (par exemple, la fleur, le carpelle, le sac embryonnaire, etc.) l'identification des ancêtres des plantes à fleurs. Compte tenu de la reconnaissance de longue date par Darwin des insuffisances des archives fossiles (discutées plus loin) et de son adhésion à l'hypothèse que les plantes à fleurs peuvent avoir évolué pendant une période prolongée dans une région éloignée de l'hémisphère sud, il est juste de conclure qu'il n'a tout simplement pas cherché dans les archives fossiles des données qui pourraient parler des homologies et des transformations qui ont donné lieu à la définition des caractéristiques des angiospermes.

L'abominable mystère a également été invoqué dans les temps modernes en référence aux relations phylogénétiques entre les plantes à graines existantes et spécifiquement à l'identité des plus proches parents vivants des angiospermes. Bien que l'analyse de la phylogénie des plantes à graines ait été bien avancée au cours des dernières années de Darwin (par exemple, Ernst Haeckel, écrivant dans les années 1870 et 1880 dans son ouvrage fondateur L'histoire de la création : ou le développement de la terre et de ses habitants, considérait Gnetales comme étant le plus étroitement lié aux angiospermes), ses écrits et sa correspondance ne s'attardent pas sur ce sujet.

Darwin était essentiellement agnostique sur la question des relations au sein des plantes à graines et l'a reconnu à la fin de 1861 dans une lettre à Joseph Hooker (17, p. 281 lettre du 28 décembre 1861): « J'ai écrit négligemment sur la valeur des Phanérogames ce que je pensais c'est que les sous-groupes semblaient se fondre beaucoup plus les uns dans les autres qu'avec la plupart des classes d'animaux. En 1862 et 1863, lorsque Joseph Hooker était au milieu d'un examen intensif des caractéristiques végétatives, reproductives et embryologiques de Welwitschia ( 33 ), Darwin a pris note (lettre du 6 octobre 1862 4 ) de la conviction de Hooker que les Gnetales (et Welwitschia en particulier) pourrait être considéré comme un caractère intermédiaire entre les gymnospermes et les angiospermes (« cela semble un cas des plus grandioses de relier deux de ces groupes »).

Les preuves suggèrent fortement que Darwin n'a pas réfléchi de manière intensive à la question des parents hypothétiques des angiospermes et de leur importance évolutive potentielle. Tandis que le origine des angiospermes provenant de plantes à graines non angiospermes reste problématique, même à ce jour (par exemple, 24 41 5 ), les questions d'homologie et de transformation des caractères, et les problèmes d'identification des ancêtres des angiospermes et des parents les plus proches, n'étaient pas au cœur de la curiosité et de la frustration de Darwin avec l'histoire évolutive des plantes à fleurs.

Natura non facit saltum, le cœur de l'abominable mystère de Darwin

Au cours du siècle dernier, le « mystère abominable » de Darwin est devenu largement synonyme de complexités et de questions souvent apparemment impénétrables entourant la préhistoire, l'origine et les premières phases de l'histoire de l'évolution des angiospermes. Néanmoins, peu, voire aucun, de ces sujets, car ils se rapportent spécifiquement aux plantes à fleurs, semblent avoir été au premier plan dans l'esprit de Darwin à un moment quelconque de sa vie. Et cela conduit à un dernier et critique ensemble de considérations : l'abominable mystère de Darwin concerne-t-il vraiment les angiospermes ?

Dans le dernier chapitre de chaque édition du L'origine des espèces (avec seulement un changement de mot ou deux), Darwin a écrit : « Comme la sélection naturelle agit uniquement en accumulant de légères variations successives et favorables, elle ne peut produire aucune modification importante ou soudaine, elle ne peut agir que par étapes très courtes et très lentes. D'où le canon de 'Natura non facit saltum [la nature ne fait pas de saut]', que tout nouvel ajout à notre connaissance tend à rendre plus strictement correct…” (14 , première édition, p. 471 essentiellement similaire en 15 , sixième édition, p. 413-414). Les archives fossiles émergentes des angiospermes dans les décennies des années 1860 et 1870 ont cependant présenté à Darwin la preuve contraire la plus explicite à sa perspective graduelle sur le changement macro-évolutif.

Les angiospermes n'ont pas été le premier groupe à confronter Darwin à une absence flagrante de données paléontologiques pour une phase de diversification progressive antérieure à un rayonnement morphologique et biogéographique apparemment abrupt. Dans chaque édition du L'origine des espèces, Darwin a consacré deux sections dans le chapitre « Sur l'imperfection des archives géologiques » à ce même sujet : « Sur l'apparition soudaine de groupes entiers d'espèces alliées » et « Sur l'apparition soudaine de groupes d'espèces alliées dans les plus basses terres fossilifères connues. couches." Darwin s'est rendu compte que, si les origines apparemment abruptes de divers membres de groupes entiers d'organismes étaient en fait réelles, cela pourrait (et serait effectivement) considéré comme une preuve concordante avec un mode créationniste (surnaturel) de formation des espèces. Ainsi, il est essentiel de comprendre que les sympathies graduelles de Darwin et son rejet général du saltationnisme, au-delà de leur résonance évidente avec sa vision du processus de sélection naturelle, étaient également au cœur de ses arguments contre une explication créationniste des archives fossiles. « La manière abrupte avec laquelle des groupes entiers d'espèces apparaissent soudainement dans certaines formations, a été invoquée par plusieurs paléontologues, par exemple par Agassiz, Pictet, et par aucun plus avec force que par le professeur Sedgwick, comme une objection fatale à la croyance en la transmutation des espèces. Si de nombreuses espèces, appartenant aux mêmes genres ou familles, avaient réellement commencé à vivre d'un seul coup, le fait serait fatal à la théorie de la descendance à lente modification par sélection naturelle. Car le développement d'un groupe de formes, qui descendent toutes d'un même ancêtre, doit avoir été un processus extrêmement lent et les ancêtres doivent avoir vécu de longs âges avant leurs descendants modifiés » ( 14 , première édition, p. 302 essentiellement similaires in 15 , sixième édition, p. 282).

Dans une manœuvre tactique habile, Darwin a préparé le terrain pour une solution à ce défi perçu « fatal » à sa théorie de l'évolution par descendance avec une modification progressive. « [N]ous surestimons continuellement la perfection des archives géologiques et en déduisons faussement, parce que certains genres ou familles n'ont pas été trouvés sous un certain stade, qu'ils n'existaient pas avant ce stade. On oublie sans cesse à quel point le monde est vaste, comparé à la superficie sur laquelle nos formations géologiques ont été soigneusement examinées, on oublie que des groupes d'espèces peuvent exister ailleurs depuis longtemps et se sont lentement multipliés avant d'envahir les anciens archipels d'Europe et des États-Unis » ( 14 , première édition, p. 302 essentiellement similaire à 15 , sixième édition, p. 282). Darwin poursuit : « Je vais maintenant donner quelques exemples pour illustrer les remarques qui précèdent, et pour montrer à quel point nous sommes susceptibles de nous tromper en supposant que des groupes entiers d'espèces ont été soudainement produits » (14, première édition, p. 302 identiques en 15 , sixième édition, p. 283). Avec cela, Darwin lance une contre-attaque empirique contre les aléas des archives fossiles en décrivant ce qui avait été vu (avant la publication de L'origine des espèces) comme les origines apparemment abruptes de divers représentants de mammifères, d'oiseaux, de balanes sessiles, de poissons téléostéens et de trilobites. Dans tous les cas, il a fait valoir que ce qui, quelques années plus tôt, était apparu comme une origine soudaine de divers membres de chaque groupe, pouvait maintenant être démontré comme ayant un enregistrement antérieur significatif de fossiles de transition compatible avec ses vues graduelles de la transmutation.

Ces passages de la L'origine des espèces présage de la stratégie employée plus tard par Darwin pour attaquer le mystère abominable de l'apparition apparemment soudaine et géographiquement répandue de divers angiospermes dans les archives fossiles. Les idées de Darwin dans le L'origine des espèces sont clairement fondées sur l'hypothèse que l'innovation et la diversification biologiques sont graduelles, comme il l'argumentera plus tard dans le cas des plantes à fleurs. De plus, Darwin note que l'évolution précoce d'une lignée peut être géographiquement restreinte (éloignée de l'Europe et de l'Amérique du Nord, où la paléontologie était alors entreprise), et en tant que telle, non découverte dans les archives fossiles. Le parallèle avec une île ou un continent perdu dans l'hémisphère sud, dans le cas des angiospermes, est exact.

Dans les années 1870, Darwin avait connu une série de batailles intellectuelles et tactiques contre divers groupes de métazoaires qui étaient apparemment apparus soudainement dans les archives fossiles. De manière critique, son parti pris en faveur des explications graduelles de la transmutation a émergé au cours d'une période marquée par un enregistrement fossile en plein essor, mais très incomplet, pour la plupart des groupes d'organismes. Cela l'a amené à chercher des explications aux origines et diversifications apparemment abruptes des principales lignées d'animaux et de plantes telles que présentées dans les archives fossiles connues de son époque. Pourtant, dans chaque cas, mais un, les « problèmes » géologiques et évolutifs de Darwin ont été résolus lorsque l'exploration paléontologique a réussi à combler les lacunes. Darwin avait toutes les raisons de croire que le temps était de son côté.

Lorsque Darwin a commencé à examiner de manière critique (et à correspondre) les archives fossiles d'angiospermes, les preuves d'une diversification progressive des plantes à fleurs avant leur apparition abrupte et diversifiée (comme on l'a connue dans les années 1870) au milieu du Crétacé lui ont échappé. Pas plus tard que 1878 (16 février), Saporta a réitéré à Darwin, en référence aux archives fossiles de plantes à fleurs (provenance : Cambridge University Library, DAR 177 : 35), « Puisqu'il n'y a pas de traces de Dicotylédones avant le milieu du Crétacé… les premiers types définissables semblent dès cette époque parés de leurs caractères discriminants et fixés dans leurs traits principaux. Cette absence de formes primordiales [transitionnelles] fait du passage à la souche [groupe] - les mères d'où toute la classe devait sortir... un problème d'autant plus obscur - La difficulté est d'autant plus grande et moins facile à saisir, qu'elle n'est pas la même pour les mammifères où l'on peut observer presque toutes les transitions et séquences menant d'un type à un autre groupe définitif. Darwin est venu à son abominable mystère, non pas à cause d'une curiosité spécifique ou programmatique sur l'histoire évolutive à grande échelle des plantes à fleurs, mais plutôt parce que les angiospermes, parmi tous les groupes d'organismes vivants, ont présenté le plus grand défi permanent à ses vues sur le rythme de innovation évolutive et sa claire reconnaissance que les archives fossiles restaient substantiellement incomplètes.

Tout au long de sa vie, Darwin s'est intéressé de manière obsessionnelle à l'adaptation et aux petits changements cumulatifs qui créent de nouvelles innovations de la biologie. Les questions de l'histoire de l'évolution (par exemple, l'homologie et la transformation des caractères) de groupes particuliers d'organismes, bien que certainement d'intérêt général pour Darwin, étaient rarement, voire jamais, les caractéristiques de motivation de ses enquêtes. Ses lettres montrent clairement qu'il n'était pas particulièrement intéressé par la phylogénie des angiospermes ou des plantes à graines, ni qu'il n'était obsédé par le suivi de la préhistoire fossile des plantes à fleurs. Rien n'indique que Darwin se soit préoccupé des homologies de la fleur et de ses organes (comme, par exemple, Goethe l'avait fait en 1790).

L'abominable mystère de Charles Darwin n'a jamais vraiment porté sur les plantes à fleurs en soi. L'abominable mystère de Charles Darwin était, en substance, l'un des taux: comment expliquer les périodes de diversification en apparence abruptes et très accélérées associées aux origines des grands groupes d'organismes - et dans ce cas, et seulement accessoirement, pour les angiospermes. C'est précisément pourquoi Darwin est revenu sur le sujet des vues saltationnistes de Heer dans sa correspondance, à la fois avec Heer lui-même et avec Saporta. Darwin ne pouvait pas accepter que le rythme de l'innovation évolutive puisse être si rapide - et les angiospermes (tels que connus dans les années 1870 et 1880) semblaient présenter une exception significative à cette notion profondément ancrée.

Remarques finales

Lorsque Darwin est allé sur sa tombe (en fait, pas la tombe où il s'attendait à être enterré dans le cimetière de Downe avec sa famille, mais plutôt l'abbaye de Westminster), les archives fossiles présentaient toujours la preuve d'une origine apparemment abrupte et d'une diversification évolutive et biogéographique extrêmement rapide de la floraison. les plantes. Ainsi, il convient de se demander brièvement si celui de Darwin « un mystère abominable », en particulier en ce qui concerne les angiospermes, a été « résolu » dans l'intervalle entre 1882 et aujourd'hui.

Nous savons maintenant que les premières phases de la diversification des angiospermes, comme en témoignent les archives fossiles, démontrent une période de diversification relativement progressive et ordonnée avant le milieu du Crétacé (voir 25 pour examen). Cet enregistrement d'angiospermes au Crétacé inférieur, avec ses flores dominées par des espèces à petites fleurs, était totalement inconnu des paléontologues de l'époque de Darwin (ou même il y a 30 ans). En tant que telle, la première manifestation des angiospermes, telle qu'elle est maintenant comprise, semble être nettement moins abrupte que celle des archives fossiles décrites par Heer et Saporta dans les années 1870 et 1880. À bien des égards, l'enregistrement récemment mis au jour des premiers angiospermes est conforme aux modèles dans lesquels Darwin s'est réconforté lorsqu'il a adopté les découvertes des premiers fossiles de transition pour les mammifères, les oiseaux, les balanes sessiles, les poissons téléostéens et les trilobites dans le L'origine des espèces. Évidemment, de telles spéculations sont sujettes à débat, mais Darwin aurait pu se contenter d'ajouter des angiospermes à sa liste d'exemples « pour montrer à quel point nous sommes susceptibles de nous tromper en supposant que des groupes entiers d'espèces ont été soudainement produits » s'il avait eu accès à notre record actuel de plantes à fleurs du Crétacé inférieur.

Il est à noter que Darwin et Ball avaient tous deux raison de conclure que les premiers fossiles d'angiospermes, tels qu'ils se présentaient dans les années 1870, étaient fondamentalement incomplets. Tous deux comprenaient parfaitement que les origines apparemment abruptes de nombreux membres différenciés (dérivés) d'un grand groupe d'organismes, sans enregistrement fossile d'ancêtres transitionnels, ne concordaient pas avec un schéma évolutif d'origine des espèces et de diversification de niveau supérieur. En substance, les deux ont prédit qu'il devait y avoir eu une période de diversification des angiospermes antérieure au Crétacé moyen. Leurs prédictions, en ce qui concerne les angiospermes, ont été parfaitement confirmées.

Malgré les caprices de la stratigraphie du milieu du XIXe siècle, l'essence des radiations du milieu à la fin du Crétacé (et du début du Tertiaire) de divers clades d'angiospermes était évidente pour Darwin. Les mesures qualitatives actuelles continuent d'indiquer que les taux de diversification morphologique, écologique et taxonomique au sein des angiospermes du milieu à la fin du Crétacé et du début du Tertiaire étaient élevés ( 44 8 61 37 9 11 , 3 38 40 25 ). Il a été suggéré que la profonde expansion des archives fossiles d'angiospermes du Crétacé moyen à supérieur et du début du Tertiaire au cours du siècle dernier pourrait avoir exacerbé le « problème » des taux élevés de diversification auxquels Darwin était confronté (13). Cependant, il convient de garder à l'esprit que dans les années 1860 et 1870, l'opinion dominante, telle qu'avancée par Lord Kelvin (William Thomson), était que la Terre avait entre des dizaines et des centaines de millions d'années (35).Étant donné que le Crétacé seul est maintenant connu pour être de l'ordre de 80 millions d'années, il n'est pas clair si Darwin aurait ou non considéré la diversification des angiospermes du Crétacé moyen à supérieur (telle qu'elle est maintenant comprise) comme particulièrement gênante pour son gradualiste. vues. Dans les deux cas, il s'agit d'une question fondamentalement distincte de celle de la « Apparemment développement très soudain ou abrupt des plantes supérieures » qui confronta Darwin et motiva sa correspondance avec Hooker, Heer et Saporta.

En résumé, les origines apparemment abruptes de différents groupes de métazoaires, ainsi que des angiospermes, étaient des sujets vivement débattus entre les créationnistes et les évolutionnistes du XIXe siècle. Darwin a parfaitement compris le dilemme intellectuel posé par l'apparition de divers membres de divers groupes d'organismes sans préhistoire fossile de transition. Néanmoins, c'est une erreur de déduire des mots excisés de Darwin « mystère abominable », en référence à l'origine et à la diversification rapide des plantes à fleurs, qu'il était spécifiquement et programmatiquement intéressé par l'histoire évolutive des angiospermes. L'abominable mystère de Darwin ne concerne pas, en dernière analyse et comme le démontrent sa correspondance et ses publications, les angiospermes en soi. Le mystère abominable de Darwin concerne son horreur que l'évolution puisse être à la fois rapide et potentiellement même saltationnelle. des limitations auxquelles Darwin et d'autres évolutionnistes de son époque ont été confrontés lorsqu'ils ont tenté de lire un enregistrement fossile encore très incomplet de la vie sur Terre.


La faune de la forêt tropicale montre les huit étapes de l'évolution de la Terre

l'évolution biologique et le rayonnement pendant trente-cinq millions d'années d'isolement, les débuts et le rayonnement des oiseaux chanteurs, l'intégration de la flore et de la faune d'Australie et d'Asie, et enfin les effets énormes des périodes glaciaires du Pléistocène sur la végétation de la forêt tropicale humide. L'âge des ptéridophytes : cet âge fait référence à l'âge des fougères, remontant à environ 435 millions d'années lorsque les premières plantes se sont adaptées à la vie sur terre. Il y a environ 500 millions d'années, durant la période ordovicienne, les champignons


Le mystère des "oiseaux opposés" éteints s'approfondit

Les scientifiques ont terminé l'analyse d'un fossile rare et presque complet d'un groupe d'oiseaux qui s'est éteint, découvrant qu'ils étaient « l'égal aérodynamique » des ancêtres des oiseaux d'aujourd'hui.

Le fossile vieux de 75 millions d'années, de la taille d'un vautour, soulève de nouvelles questions sur les raisons pour lesquelles le groupe, connu sous le nom de énantiornithines, s'est éteint pendant que euornithes, ancêtres de toutes les espèces d'oiseaux modernes, ont survécu, rapportent les chercheurs dans le journal PairJ.

"Ce que montre ce nouveau fossile, c'est que les énantiornithines, bien que totalement distincts des oiseaux modernes, ont développé certaines des mêmes adaptations pour des styles de vol hautement raffinés et avancés", explique Jesse Atterholt, ancien doctorant à l'Université de Californie à Berkeley, où le fossile est logé.

Une autre étude, publiée plus tôt cette année, a décrit le fossile de 127 millions d'années d'un poussin énantiornithéen qui était mort avant que son squelette ne passe du cartilage à l'os. Il n'aurait donc pas été capable de voler et aurait pu dépendre de ses parents pour se nourrir et s'abriter – une situation similaire à celle de nombreux nouveau-nés modernes.

Le terme « énantiornithines » signifie « oiseaux opposés ». Le groupe s'est éteint il y a environ 65 millions d'années à la fin du Crétacé, mais les scientifiques ne savent pas pourquoi.

La nouvelle recherche ne fait rien pour répondre à la question.

« L'une des choses vraiment intéressantes et mystérieuses à propos des énantiornithines est que nous les trouvons tout au long du Crétacé, pendant environ 100 millions d'années d'existence, et elles ont eu beaucoup de succès », explique Atterholt.

« Nous trouvons leurs fossiles sur tous les continents, partout dans le monde, et leurs fossiles sont très, très communs, dans de nombreuses régions plus communes que le groupe qui a conduit aux oiseaux modernes. Et pourtant, les oiseaux modernes ont survécu à l'extinction tandis que les énantiornithines s'éteignent.

Le paléontologue Howard Hutchison, basé à Atterholt et Berkeley, qui a trouvé le fossile il y a plus de 25 ans, a travaillé avec Jingmai O’Conner, un expert en énantionithines, pour mener la nouvelle analyse. Elle et ses collègues ont nommé la nouvelle espèce Mirac Eatoni.

À première vue, l'animal aurait ressemblé beaucoup à un oiseau moderne, dit-elle. Il était entièrement emplumé et volait en battant des ailes. Contrairement aux oiseaux d'aujourd'hui, cependant, les ailes portaient probablement des griffes "idéales pour se percher et peut-être grimper", explique Atterholt. Le bec contenait des dents.

Les comportements de perchage et d'escalade inférés suggèrent que les énantiornithines étaient des habitants de la forêt. Cela a conduit à l'idée que lorsque les forêts se sont éteintes à la fin du Crétacé, les énantiornithines les ont accompagnées.

"Je pense que c'est une hypothèse vraiment intéressante et la meilleure explication que j'ai entendue jusqu'à présent", a déclaré Atterholt. "Mais nous devons faire des études très rigoureuses sur l'écologie des énantionithines/8217, car pour le moment, cette partie du puzzle est un peu agitée."

Samantha Page

Samantha Page est une journaliste scientifique basée en Espagne.

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Le mystère des oiseaux chanteurs du Crétacé - Biologie

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L'évolution du régime alimentaire a peut-être aidé les oiseaux à survivre à l'extinction massive du Crétacé

Des scientifiques chinois ont révélé que l'évolution du régime alimentaire pourrait avoir aidé les oiseaux à survivre à l'extinction massive d'espèces au Crétacé, selon une étude publiée en ligne dans la revue BMC Biologie évolutive.

Lors de l'extinction massive du Crétacé il y a 65 millions d'années, les plantes à feuilles persistantes ont commencé à décliner et se sont éteintes dans l'obscurité en raison d'une collision d'astéroïdes et d'activités volcaniques étendues, qui ont en outre conduit à l'extinction des dinosaures phytophages, et sont finalement devenues un désastre complet pour tous les dinosaures non aviaires.

Comment les oiseaux anciens, la lignée des dinosaures, ont survécu à l'événement d'extinction, reste non résolu.

Une équipe de recherche dirigée par Li Zhiheng de l'Institut de paléontologie et de paléoanthropologie des vertébrés de l'Académie chinoise des sciences a révélé que les différences alimentaires entre les oiseaux et les dinosaures non aviaires pourraient aider à percer le mystère.

Les chercheurs ont étudié la microstructure détaillée des dents des oiseaux du Crétacé inférieur et ont fait une comparaison supplémentaire avec leurs plus proches parents dinosaures, constatant qu'une couche de dentine particulière chez les dinosaures carnivores avait été perdue chez les oiseaux.

Les résultats ont fourni des preuves soutenant la théorie selon laquelle les oiseaux anciens ont modifié leurs préférences alimentaires pour éviter la concurrence directe pour les ressources alimentaires avec les dinosaures carnivores, ce qui les a peut-être aidés à survivre à l'extinction. (Xinhua)


Communiqué de presse

Des dents fossiles suggèrent que les graines ont sauvé les ancêtres des oiseaux de l'extinction

Lorsque les dinosaures se sont éteints, de nombreux petits dinosaures ressemblant à des oiseaux ont disparu ainsi que des géants comme le tyrannosaure et le tricératops. Pourquoi seuls certains d'entre eux ont survécu pour devenir des oiseaux des temps modernes reste un mystère. Maintenant, les chercheurs rapportant le 21 avril dans Biologie actuelle suggèrent que les changements écologiques brusques à la suite d'un impact de météore peuvent avoir été plus préjudiciables aux dinosaures carnivores ressemblant à des oiseaux, et les premiers oiseaux modernes avec des becs édentés ont pu survivre sur des graines lorsque les autres sources de nourriture ont diminué.

« Les petits dinosaures ressemblant à des oiseaux du Crétacé, les dinosaures maniraptoran, ne sont pas un groupe bien compris », déclare le premier auteur Derek Larson, paléontologue au Philip J. Currie Dinosaur Museum en Alberta et doctorant à l'Université de Toronto. . "Ils sont parmi les plus proches parents des oiseaux modernes, et à la fin du Crétacé, beaucoup ont disparu, y compris les oiseaux à dents - mais les oiseaux modernes du groupe couronne ont réussi à survivre à l'extinction. La question est de savoir pourquoi cela différence se produit lorsque ces groupes étaient si similaires ? »

L'équipe de chercheurs, qui comprenait également David Evans du Musée royal de l'Ontario et de l'Université de Toronto et Caleb Brown du Royal Tyrrell Museum of Paleontology, a commencé par étudier si l'extinction à la fin du Crétacé était un événement brutal ou progressif. déclin simplement couronné par l'impact du météore. Les archives fossiles contiennent des preuves à l'appui des deux scénarios, selon les dinosaures examinés.

En explorant les dinosaures ressemblant à des oiseaux, Larson a collecté des données décrivant 3 104 dents fossilisées de quatre familles différentes de maniraptoriens. Certaines ont déjà été publiées, mais la plupart des informations provenaient du propre travail de Larson au microscope, cataloguant la forme et la taille de chaque dent.

Larson et ses collègues recherchaient des modèles de diversité dans les dents, qui s'étendaient sur 18 millions d'années (jusqu'à la fin du Crétacé). Si la variation entre les dents diminuait au fil du temps, a estimé l'équipe, cette perte de diversité indiquerait que l'écosystème était en déclin et aurait pu être parallèle à une perte d'espèces à long terme. Si les dents maintenaient leurs différences au fil du temps, cela indiquerait un écosystème riche et stable sur des millions d'années et suggérerait que ces dinosaures ressemblant à des oiseaux ont été brutalement tués par un événement à la fin du Crétacé.

Au final, les données dentaires ont favorisé cette dernière interprétation. "Les dinosaures maniraptoran ont maintenu un niveau de variation très stable au cours des 18 derniers millions d'années du Crétacé", explique Larson. "Ils se sont brusquement éteints juste à la frontière."

L'équipe soupçonnait que le régime alimentaire pouvait avoir joué un rôle dans la survie de la lignée qui a produit les oiseaux d'aujourd'hui, et ils ont utilisé des informations alimentaires et des relations de groupe précédemment publiées à partir d'oiseaux modernes pour déduire ce que leurs ancêtres auraient pu manger. En travaillant à rebours, Larson et ses collègues ont émis l'hypothèse que le dernier ancêtre commun des oiseaux d'aujourd'hui était un mangeur de graines édenté avec un bec.

Couplés aux données dentaires indiquant une extinction abrupte du Crétacé, les chercheurs suggèrent qu'un certain nombre de lignées donnant naissance aux oiseaux d'aujourd'hui étaient celles capables de survivre sur des graines après l'impact du météore. La grève aurait affecté la production de feuilles et de fruits dépendant du soleil chez les plantes, mais les graines résistantes auraient pu être une source de nourriture jusqu'à ce que d'autres options soient à nouveau disponibles.


Voir la vidéo: Camp CretaceousYasmina And Brooklyn EditNo Lie (Décembre 2022).