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5.8 : Fin du Précambrien - Biologie


À quoi ressemblait la vie des eucaryotes au début?

Certains ressemblaient à ça. C'est un fossile d'ammonite. Les ammonites sont d'excellents fossiles index, et il est souvent possible de relier la couche rocheuse dans laquelle elles se trouvent à des périodes géologiques spécifiques.

Vie multicellulaire : préparer le terrain

Près de 80 % de l'histoire de la Terre s'est écoulée avant que la vie multicellulaire n'évolue. Jusque-là, tous les organismes existaient sous forme de cellules individuelles. Pourquoi les organismes multicellulaires ont-ils évolué ? Qu'est-ce qui a conduit à cette étape majeure dans l'évolution de la vie? Pour replacer l'évolution de la multicellularité dans son contexte, revenons à ce qui se passait sur la planète Terre durant cette partie de son histoire.

Le Précambrien supérieur

Les fin du précambrien est le temps d'environ 2 milliards à un demi-milliard d'années. Au cours de cette longue période, la Terre a connu de nombreux changements géologiques et climatiques dramatiques.

  • Les continents ont dérivé. Ils sont entrés en collision pour former un gigantesque supercontinent, puis se sont séparés à nouveau et se sont séparés. La dérive des continents a modifié les climats dans le monde entier et provoqué une intense activité volcanique. Pour voir une animation de dérive des continents, rendez-vous sur ce lien : http://www.ucmp.berkeley.edu/geology/anim1.html.
  • Les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère ont augmenté et diminué. Cela était dû à l'activité volcanique et à d'autres facteurs. Lorsque les niveaux étaient élevés, ils ont créé un Effet de serre. Plus de chaleur a été piégée à la surface de la Terre et le climat est devenu plus chaud. Lorsque les niveaux étaient bas, moins de chaleur était piégée et la planète se refroidissait. Plusieurs fois, le refroidissement a été suffisamment sévère pour plonger la Terre dans une ère glaciaire. Une ère glaciaire était si froide que la neige et la glace ont complètement recouvert la planète. La Terre au cours de cette période glaciaire a été appelée boule de neige terre(voir Chiffre au dessous de).

Terre boule de neige. À la fin du Précambrien, la Terre est devenue si froide qu'elle était recouverte de neige et de glace. La Terre pendant cette période glaciaire a été appelée la Terre boule de neige.

La vie à la fin du Précambrien

Les changements dramatiques de la fin du Précambrien ont eu un impact majeur sur les formes de vie de la Terre. Les êtres vivants qui ne pouvaient pas s'adapter se sont éteints. Ils ont été remplacés par des organismes qui ont développé de nouvelles adaptations. Ces adaptations comprenaient reproduction sexuée, spécialisation des cellules, et multicellularité.

  • La reproduction sexuée a créé beaucoup plus de variété parmi la progéniture. Cela augmentait les chances qu'au moins certains d'entre eux survivent lorsque l'environnement change. Il a également augmenté la vitesse à laquelle l'évolution pourrait se produire.
  • Certaines cellules ont commencé à vivre ensemble en colonies. Dans certaines colonies, les cellules ont commencé à se spécialiser dans différents travaux. Cela a rendu les cellules plus efficaces en tant que colonie qu'en tant que cellules individuelles.
  • Il y a 1 milliard d'années, les premiers organismes multicellulaires avaient évolué. Ils peuvent s'être développés à partir de colonies de cellules spécialisées. Leurs cellules étaient si spécialisées qu'elles ne pouvaient plus survivre indépendamment. Cependant, ensemble, ils étaient puissants. Ils ont formé un organisme plus grand, plus efficace et capable de faire beaucoup plus que n'importe quel organisme unicellulaire.

L'extinction du Précambrien

À la fin du Précambrien il y a 544 millions d'années, une extinction massive s'est produite. Dans un extinction de masse, de nombreuses ou même la plupart des espèces disparaissent brutalement de la Terre. Il y a eu cinq extinctions de masse dans l'histoire de la Terre. De nombreux scientifiques pensent que nous traversons actuellement une sixième extinction de masse. Qu'est-ce qui a causé l'extinction de masse du Précambrien ? Une combinaison d'événements climatiques et géologiques en était probablement responsable. Quelle qu'en soit la cause, l'extinction a ouvert la voie à un sursaut de vie, appelé explosion cambrienne, au cours de l'ère paléozoïque suivante.

Sommaire

  • À la fin du Précambrien, les continents ont dérivé, les niveaux de dioxyde de carbone ont fluctué et les climats ont changé. De nombreux organismes n'ont pas pu survivre aux changements et se sont éteints.
  • D'autres organismes ont développé de nouvelles adaptations importantes. Ceux-ci incluent la reproduction sexuée, la spécialisation cellulaire et la multicellularité.
  • Le Précambrien s'est terminé par une extinction de masse, qui a ouvert la voie à l'explosion cambrienne.

Explore plus

Utilisez la glissière temps de cette ressource pour répondre aux questions qui suivent.

  • Évolution sur http://johnkyrk.com/evolution.swf.
  1. Il y a deux milliards d'années, quel était le pourcentage d'oxygène dans l'atmosphère ?
  2. Quand les organismes multicellulaires sont-ils apparus pour la première fois ?
  3. Quand la photosynthèse a-t-elle commencé sur terre ?
  4. Quand les éponges et les champignons ont-ils évolué pour la première fois ?
  5. Quelle était l'époque de la Terre Boule de Neige ? Qu'est-ce qui a causé le dégel de la Terre ?

Revoir

  1. A quand remonte le Précambrien tardif ?
  2. Décrire les changements géologiques et climatiques survenus à la fin du Précambrien.
  3. Qu'est-ce qu'un effet de serre ?
  4. Quels sont les trois événements évolutifs importants qui se sont produits à la fin du Précambrien ?
  5. Qu'est-ce qu'une extinction de masse ?

Précambrien : Faits sur le début des temps

Le Précambrien est le nom donné au premier super éon de l'histoire de la Terre. Cette division du temps - environ les sept huitièmes de l'histoire de la Terre - a duré de la première formation de la planète (il y a environ 4,6 milliards d'années) à la diversification géologiquement soudaine de la vie multicellulaire connue sous le nom d'explosion cambrienne (généralement datée d'il y a environ 542 millions d'années). ).

Le Précambrien est généralement considéré comme ayant trois éons : l'Hadéen, l'Archéen et le Protérozoïque. Certains scientifiques reconnaissent un quatrième éon, qu'ils appellent le Chaotien, qui est antérieur aux autres et correspond à l'époque de la première formation de notre système solaire.


L'un des facteurs les plus importants contrôlant la nature des sédiments déposés aujourd'hui est la dérive des continents. Les continents sont répartis à différentes latitudes et la position latitudinale affecte la température des eaux océaniques le long des marges continentales (la zone combinée du plateau continental et de la pente continentale) en bref, les dépôts sédimentaires sont sensibles au climat. À l'heure actuelle, la plupart des carbonates et des sols rouges oxydés se déposent à moins de 30 degrés de l'équateur, les phosphorites à moins de 45 degrés et les évaporites à moins de 50 degrés. La plupart des carbonates, évaporites, phosphorites et couches rouges fossiles d'âge phanérozoïque remontant au Cambrien ont une distribution bimodale similaire par rapport à leurs paléoéquateurs. Si le principe uniformitariste selon lequel le présent est la clé du passé est valide (c'est-à-dire que les mêmes processus géologiques qui se produisent aujourd'hui se sont produits dans le passé), alors les sédiments déposés pendant le Précambrien auraient également été contrôlés par le mouvement et la position géographique des continents. . Ainsi, on peut en déduire que les vastes évaporites datant d'il y a 3,5 milliards d'années de la région de Pilbara en Australie occidentale n'auraient pas pu se former à l'intérieur ou à proximité des pôles. On peut également en déduire que les dolomies à stromatolites de la roche riphéenne, une séquence sédimentaire couvrant la période allant de 1,65 milliard à 800 millions d'années, se sont déposées dans les eaux tropicales chaudes. La roche Riphean est principalement située dans le craton d'Europe de l'Est, qui s'étend du Danemark aux montagnes de l'Oural, et dans le craton sibérien en Russie.

Aujourd'hui, les sédiments phosphatés se déposent principalement le long du côté ouest des continents. Ceci est le résultat d'une productivité biologique élevée dans les eaux de surface à proximité en raison de la remontée des courants riches en nutriments qui se déplacent vers l'équateur. Les principaux gisements de phosphorite de la ceinture de montagnes Aravalli du Rajasthan dans le nord-ouest de l'Inde, qui datent de l'éon protérozoïque, sont associés à des dolomies riches en stromatolites. Ils ont très probablement été déposés sur le côté ouest d'une masse continentale qui résidait dans les tropiques.


Fossiles de plantes précambriennes et controverse sur les schistes d'Hakatai

Dans l'échelle de temps stratigraphique uniformitariste mondiale, des fossiles de plantes ont été trouvés dans des strates précambriennes datées d'environ 3,5 milliards d'années. Les évolutionnistes n'ont pas réussi à expliquer quand ni comment la vie s'est formée pour produire ces fossiles végétaux anciens et répandus. Les créationnistes de la jeune terre ont également étudié les fossiles de plantes précambriennes, en se concentrant principalement sur les roches précambriennes trouvées dans le Grand Canyon. La controverse s'est développée autour de la teneur en fossiles végétaux du schiste Hakatai vieux de 1,25 milliard d'années. Plusieurs études suggèrent que du matériel végétal fossilisé moderne et ancien pourrait être présent dans le schiste. D'autres unités stratigraphiques précambriennes du Grand Canyon contiennent des fossiles de plantes. Des strates précambriennes d'un âge beaucoup plus élevé que les schistes d'Hakatai sont connues pour contenir des fossiles de plantes. Cependant, certains créationnistes de la jeune terre ont rejeté la présence de fossiles de plantes dans les schistes d'Hakatai, ou en abondance dans toute autre strate précambrienne. Cette position n'est requise ni par les cadres uniformitaristes ou créationnistes et elle ignore les preuves documentées de matériel végétal précambrien. L'auteur propose que des fossiles de plantes précambriennes existent et reflètent les effets de l'inondation mondiale sur les sédiments et le matériel végétal antédiluviens. Cependant, seule l'étude supplémentaire des fossiles de plantes dans les divers affleurements précambriens à chaque endroit peut déterminer leur position spécifique dans la colonne stratigraphique du modèle d'inondation de la terre jeune.

De nombreux créationnistes ont généralement suivi le cadre de l'échelle de temps uniformitariste mondiale en essayant de définir l'histoire géologique dans un cadre temporel biblique. Les faiblesses de cette approche ont cependant conduit plusieurs créationnistes de la jeune terre à proposer d'autres méthodes bibliques de compréhension des strates (Froede, 1995, 1998 Froede et Reed, sous presse Reed et Froede, 1997 Reed, Froede et Bennett, 1996 Walker, 1994) . Ce changement fondamental dans la définition de l'histoire de la Terre offre une solution différente à de nombreux problèmes apparemment complexes. L'un d'eux est la présence de fossiles végétaux dans les strates précambriennes. Ces fossiles ont été un problème déroutant pour certains créationnistes, mais qui peut être résolu dans un nouveau cadre biblique.

Les uniformitariens continuent de collecter des preuves de la vie végétale fossilisée de plus en plus loin dans leur colonne stratigraphique mondiale. Les créationnistes peuvent et doivent aider dans cette recherche, mais pour des raisons différentes. La présence de fossiles précambriens a créé une controverse pour les uniformitaristes et les créationnistes. Une unité stratigraphique spécifique, le schiste Hakatai du Grand Canyon, a fait l'objet d'enquêtes et de controverses parmi les créationnistes. Pourquoi l'identification de fossiles végétaux au sein de cette couche de schiste est-elle considérée comme un problème par certains, et quelle incidence cela a-t-il sur l'approche créationniste pour comprendre l'histoire de la Terre ? Quelques informations sur ces supposés fossiles de plantes anciennes sont nécessaires.

Fossiles de plantes précambriennes

Les géologues uniformitariens divisent le Précambrien en deux Eons : le Protérozoïque et l'Archéen sous-jacent (Figure 1). Les strates protérozoïques ont livré des fossiles végétaux qui ont été étudiés pendant plus de cent ans (Hofmann, 1971 Link et al., 1993 McMenamin et McMenamin, 1990). Pour certains uniformitaristes, la vie n'existait pas lorsque les strates archéennes sous-jacentes se sont déposées, car l'atmosphère ne contenait pas suffisamment d'oxygène pour permettre à la vie aérobie de se former ou de se développer (Cloud, 1968 1976 1983 Knoll, 1992). Ce concept a récemment été remis en cause par des preuves physiques de fossiles de plantes aérobies dans les roches archéennes. À l'heure actuelle, les uniformitaristes ont signalé des fossiles de plantes dans des strates archéennes vieilles de 3,4 à 3,5 milliards d'années (généralement abrégées en Ga) en Australie et en Afrique du Sud (Margulis, 1988 McNamara et Long, 1998 Read et Watson, 1975 Schopf et Walter, 1983 Schopf, 1994 Strother , 1989 Walter, 1983). Selon Schopf (1994, p. 193), les preuves de la vie végétale au début de l'Archéen consistent en :

. (1) des stromatolites mégascopiques produits de manière microbienne (2) des micro-organismes microscopiques conservés dans les cellules et (3) des particules de matière carbonée (kérogène), identifiables sur la base de sa composition isotopique du carbone en tant que produit de l'activité biologique.

La découverte de ces fossiles archéens a créé un problème pour la communauté paléontologique. Les fossiles de cet âge contredisent les modèles de l'origine de la vie sur cette planète 1 (Schopf, 1999). Quelles que soient les exigences que l'évolution pourrait dicter, des fossiles de plantes existent clairement dans ces roches anciennes.

Ces fossiles obligent les uniformitaristes à faire face à l'apparition soudaine de la vie dans le passé supposé très lointain de la Terre. Ces fossiles végétaux ont été trouvés dans des roches précambriennes à travers le monde (Cooper, Jago, MacKinnon, Shergold et Vidal, 1982 Glaessner, 1979 Hofmann et Schopf, 1983 Iltchenko, 1972). Dans le modèle évolutif, cela suggère que la vie végétale a prospéré très tôt dans l'histoire de la Terre et qu'elle a dû évoluer et s'étendre rapidement (Schopf, 1982, 1999). Aucune explication crédible de ces découvertes n'a été fournie pour expliquer la présence de ces fossiles à travers l'évolution et la dispersion.

Les restes organiques de fossiles de plantes précambriennes se trouvent dans d'anciennes roches et strates sédimentaires et métasédimentaires 2 trouvées sur les continents. Cependant, l'extraction des restes organiques de ces fossiles végétaux reste une science complexe et exigeante, et la contamination est considérée comme un problème sérieux (Schopf, 1999 Schopf et Walter, 1983).

Fossiles de plantes précambriennes et les schistes d'Hakatai

Comment les créationnistes de la jeune terre expliquent-ils les strates précambriennes qui contiennent des fossiles de plantes ? Malheureusement, peu de choses ont été écrites sur ces fossiles de plantes par les créationnistes. Le schiste Hakatai, trouvé dans le Grand Canyon, a fait l'objet de l'enquête la plus approfondie à ce jour. Plusieurs variétés de fossiles de plantes ont été identifiées et signalées dans les schistes d'Hakatai (Burdick, 1966, 1972, 1974a), cependant, des défis ont été soulevés, amenant certains à remettre en question leur pertinence dans un cadre biblique (Rusch, 1968, 1982). Une confusion supplémentaire a résulté du fait que certains créationnistes ont incorporé une version compressée de la colonne uniformitariste globale dans leur modèle créationniste 3 (Austin, 1994 Austin et Wise, 1994, et en préparation Baumgardner, 1990 Snelling, Scheven, Garner, Ernst, Austin, Garton, Scheven , Wise et Tyler, 1996). Un scientifique de la création a proposé que des fossiles de plantes précambriennes pourraient avoir été créés pendant la semaine de la création pour les adapter à son modèle (Wise, 1992). À l'encontre de cette approche basée sur une colonne uniformitariste, d'autres créationnistes de la Terre jeune ont proposé que des strates précambriennes contenant des fossiles de plantes se soient formées pendant le déluge mondial et n'aient aucun lien avec la colonne stratigraphique uniformitariste (Froede, Howe, Reed et Meyer, 1998 Hunter , 1992 Snelling, 1991 Woodmorappe, 1983).

L'étude sur les fossiles de plantes du Précambrien créationniste la plus intéressante et la plus controversée a été menée par Clifford Burdick (Burdick, 1966, 1972, 1974a). Il a examiné les strates de Hakatai Shale dans le Grand Canyon et a signalé avoir trouvé une grande variété de pollen et de spores. Suite à cette étude, d'autres scientifiques ont confirmé les travaux de Burdick (Chadwick, DeBord et Fisk, 1973). Dans un effort ultérieur pour étayer sa position, Burdick a documenté d'autres régions de la planète où des pollens du Précambrien et du Cambrien ont été signalés (Burdick 1974b, 1975, 1982). Une enquête ultérieure du schiste Hakatai (Chadwick, 1982), cependant, n'a trouvé aucune preuve de fossiles de plantes et a suggéré que la contamination était la cause des découvertes antérieures de pollen et de spores. Cela a soulevé des doutes sur le travail de Burdick.

La controverse entourant le travail de Burdick était centrée sur sa découverte les deux formes fossilisées modernes et anciennes de spores de plantes et de pollen dans les schistes de Hakatai. Les évolutionnistes n'auraient eu aucun problème avec le travail de Burdick si seules d'anciennes formes fossilisées avaient été trouvées. La découverte de formes modernes de spores et de pollens a créé un grave problème d'âge avec cette couche de schiste. Dans la communauté créationniste, le travail de Burdick crée une controverse pour ceux qui définissent la frontière déluge/pré-déluge comme le contact entre le précambrien et le cambrien. Ils ne devraient pas trouver de fossiles de plantes dans des roches qu'ils définissent comme s'étant formées au début de la semaine de la création (avant la création des plantes). Pour ces deux groupes, les découvertes de Burdick ont ​​créé des problèmes différents pour des raisons différentes.

Pour résoudre cette controverse persistante sur la présence ou l'absence de grains de pollen et de spores dans les schistes d'Hakatai, les membres de la Creation Research Society (CRS) ont collecté et analysé leurs propres échantillons dans le but de confirmer ou de réfuter les découvertes antérieures de Burdick (Howe, 1986 Howe , Williams, Matzko et Lammerts, 1986, 1988 Lammerts et Howe, 1987). Leurs résultats ont soutenu les conclusions de Burdick de moderne les spores et le pollen dans les schistes d'Hakatai. Bien entendu, cette confirmation reste contraire au modèle évolutif (Chaloner, 1967 Cloud, 1968), et est très controversé. Le modèle uniformitariste ne prédit ni ne permet la présence de pollen et de spores modernes dans le schiste d'Hakatai, car il est trop ancien pour contenir ces types « avancés » de fossiles végétaux. La séquence incorrecte contredit la colonne uniformitariste globale, ce qui peut expliquer pourquoi certains créationnistes restent sceptiques quant aux conclusions de cette dernière étude confirmatoire. Pour une raison quelconque, certains créationnistes ont également rejeté la possibilité de pollen, de spore ou de tout autre matériel végétal moderne ou ancien dans les schistes de Hakatai (Austin, 1994, pp. 63, 137 Austin et Wise, 1994, pp. 38-39) .

Récemment, des questions ont été soulevées concernant la validité et la méthodologie de l'étude de confirmation CRS à partir d'un message Internet transmis à l'éditeur trimestriel. Des réponses aux questions de la publication ont été fournies expliquant pourquoi les études antérieures n'ont pas réussi à identifier le pollen et les spores des plantes modernes et/ou anciennes dans les schistes d'Hakatai (Williams, 1997). Les résultats de cette dernière étude soutiennent la croyance que le pollen et les spores se trouvent dans les schistes d'Hakatai et qu'ils ont été déposés en même temps que les strates.


Comparaisons des schistes d'Hakatai avec d'autres Strates précambriennes fossilifères

Les uniformitariens considèrent que les schistes d'Hakatai se sont déposés pendant le Protérozoïque. C'est un âge daté d'environ 1,25 Ga. La comparaison de cette section précambrienne à ceux d'âge similaire trouvés dans d'autres parties du globe suggère qu'il est ne pas hors de question d'attendre ou de trouver des matières végétales fossilisées au sein des schistes d'Hakatai (Figure 2). Le pollen et les spores modernes, cependant, ne sont pas attendus dans les strates de cet âge extrême. En fait, il est quelque peu surprenant que le matériel végétal fossilisé ancien n'ait pas été identifié à une date antérieure par les uniformitaristes pour cette unité stratigraphique (bien qu'il faille noter qu'Elston [1989, p. 264] a fait allusion à la possibilité que des stromatolites soient présents dans le Hakatai Shale et Horodyski [dans Link et al., 1993, p. 561] ont fait référence à une grande variété de fossiles dans diverses strates précambriennes du Grand Canyon). Cependant, la confirmation d'anciens matériaux végétaux fossilisés en soi dans les schistes d'Hakatai ne contredirait pas le modèle uniformitariste, car des strates précambriennes beaucoup plus anciennes contiennent des fossiles végétaux (figure 2).

Implications pour le Modèle d'inondation de la Jeune-Terre

Le schiste précambrien Hakatai a été examiné quatre fois pour la présence de fossiles de plantes. Des formes anciennes et modernes ont été trouvées dans trois de ces enquêtes. Cependant, certains créationnistes rejettent toujours la présence de tout matériel végétal fossilisé dans les schistes d'Hakatai car cela est en désaccord avec leur modèle (voir Austin, 1994, p. 58, Figure 4.1 Austin et Wise, 1994, p. 40, Figure 1). Selon Austin et Wise, la majorité des strates précambriennes représentent des dépôts de la semaine de la création et ne devraient pas contenir de fossiles de plantes puisqu'elles se sont formées avant la création des plantes. Ils suggèrent que les fossiles de plantes ne seraient présents en abondance que dans les dépôts d'inondation (c. Par implication, leur modèle devrait expliquer les preuves de fossiles de plantes dans les strates précambriennes provenant de zones à la fois à l'intérieur et à l'extérieur du Grand Canyon (voir l'annexe). Ce point est important car Austin et Wise ont affirmé qu'ils soutiennent le cadre général de l'échelle de temps uniformitariste globale tout en niant la vieillesse de la terre (Austin 1994, p. 58, Figure 4.1 Austin et Wise, 1994, p. 40, Figure 1 Snelling et al., 1996). Afin de défendre leur limite pré-déluge/déluge étant globalement chronostratigraphiquement équivalente à celle de la limite précambrien/cambrien, ils devraient entreprendre des études palynologiques pour prouver que les plantes fossilisées ne ne pas exister au sein tout strates précambriennes. Leur modèle de la colonne stratigraphique du Grand Canyon reste discutable s'ils continuent à nier la présence de fossiles végétaux précambriens.

L'identification de fossiles végétaux dans les schistes précambriens a été documentée. En fait, plusieurs géologues uniformitaristes ont commenté que :

. à la lumière des résultats résumés ici [pour le Grand Canyon] ainsi que des découvertes importantes récemment rapportées dans d'autres schistes précambriens, il semble raisonnable de conclure que le faciès schisteux représente une source prometteuse, mais encore largement inexploitée, de nouvelles preuves sur la diversité, l'évolution et l'utilité biostratigraphique du biote précambrien (Bloeser, Schopf, Horodyski et Breed, 1977, p. 679).

J'exhorte les créationnistes à entreprendre des études pour trouver des matières végétales fossilisées dans toutes les strates précambriennes dans le but d'aider à délimiter l'impact du déluge sur les archives stratigraphiques de la Terre.

Une variété de fossiles végétaux précambriens ont été documentés dans des roches aussi anciennes que l'Archéen (figure 2). À l'heure actuelle, aucun détail sur le type de plantes à partir duquel ces restes fossilisés ont été dérivés ne peut être déterminé. Chaque nouvelle découverte de matière végétale fossilisée ancienne repousse le calendrier de l'évolution de la vie sur cette planète. Cela crée des difficultés pour les modèles évolutifs de l'origine de la vie et des débuts de l'histoire. Nous espérons que les créationnistes de la jeune terre se tiendront au courant de ce travail intéressant et pertinent. En plus de mettre en évidence les faiblesses du modèle évolutif, il nous aide à définir et à affiner notre propre cadre de stratigraphie dominée par les inondations.

Il est important de noter que prouver l'existence de matériel végétal générique dans les schistes d'Hakatai dans le Grand Canyon ne pas affecter le modèle uniformitariste de l'histoire de la Terre, cela ne ferait qu'ajouter un nouvel emplacement où du matériel végétal protérozoïque a été trouvé. C'est le stade évolutif de la découverte de Burdick qui contredit la colonne uniformitariste mondiale. Avec le temps, de nouveaux affleurements archéens « plus anciens » contenant des fossiles de plantes peuvent être découverts. Le problème que doivent aborder les géologues uniformitaristes et les paléontologues reste celui de l'explication du point d'origine et de la dispersion rapide de la vie à travers la planète.

Le modèle stratigraphique Austin/Wise pour le Grand Canyon semble discutable car il nie la présence connue de la vie végétale précambrienne trouvée à la fois dans le canyon et dans le monde. Des éclaircissements supplémentaires sont nécessaires pour réconcilier ces conflits dans leur modèle. La présence de fossiles végétaux dans les schistes d'Hakatai, documentée à trois reprises, jette également un doute sur leur approche de la définition des strates du Grand Canyon. Espérons que ces problèmes seront résolus dans un proche avenir.

Les créationnistes de la Jeune Terre devraient considérer le potentiel paléontologique de toutes les strates sédimentaires et métasédimentaires du Précambrien. On pourrait s'attendre à trouver de la vie végétale fossilisée dans ces couches rocheuses «anciennes» dans le modèle d'inondation de la jeune terre. Plusieurs créationnistes ont proposé que certaines strates précambriennes se soient déposées pendant le déluge global de la Genèse (Figure 3).

Les créationnistes devraient prendre une part active aux études paléontologiques pour localiser des fossiles précambriens « anciens » à travers la terre. Ce faisant, nous atteignons deux objectifs : 1) nous étendons la profondeur des strates susceptibles d'être affectées par le déluge, et 2) nous poussons les évolutionnistes à expliquer comment la vie est apparue « complètement formée » à travers la terre si rapidement et il y a si longtemps. Nous devons poursuivre agressivement les études paléontologiques si nous souhaitons démontrer les faiblesses de l'évolution et de la géologie uniformitarienne dans l'explication de l'enregistrement stratigraphique. C'est sur quoi s'appuie la colonne stratigraphique uniformitariste globale (biologie évolutive/paléontologie et ne pas datation radiométrique !) et c'est là que nous devons concentrer nos efforts (Froede, 1994, 1997). Les fossiles de plantes précambriennes fournissent d'excellentes preuves du dépôt du déluge dans le modèle du déluge de la jeune terre.

La controverse sur la paléontologie et la stratigraphie des schistes d'Hakatai (ou de toute autre strate du Précambrien) soulève une question plus large que la simple présence ou absence de matériel végétal fossilisé au Précambrien. Au contraire, la question centrale est de savoir si oui ou non les créationnistes de la jeune terre devraient utiliser la colonne uniformitariste mondiale pour définir l'histoire biblique. Austin et Wise suivent le cadre général de la colonne uniformitariste globale (Austin, 1994, p. 58, Figure 4.1 Austin et Wise, 1994, p. 40, Figure 1 Snelling et al., 1996, p. 333, Figure 1). Ils ont également proposé que la limite pré-inondation/inondation devrait se produire à la limite uniformitarienne précambrienne/cambrienne (figure 2). Ceci est basé sur leur définition des critères de discontinuité paléontologique :

Le lent dépôt dans le monde d'avant le déluge aurait rendu improbable la fossilisation des restes végétaux, animaux et fongiques. Aussi, il est très probable que l'érosion initiale du déluge ait détruit ou remanié la quasi-totalité des fossiles qui étaient présents dans les sédiments pré-déluge. Par conséquent, en dessous de la limite pré-déluge/déluge, les sédiments capables de préserver les fossiles pourraient, au mieux, ne contenir que des traces des formes de vie les plus abondantes et les plus facilement fossilisées - fossiles de bactéries, d'algues et de protistes -et probablement en très faible abondance. On pourrait s'attendre à ce que des fossiles de plantes, d'animaux et de champignons soient trouvés en grande abondance uniquement au-dessus de la limite pré-inondation/inondation. (Austin et Wise, 1994, p. 40) (mine en italique)

Cette affirmation est cependant incohérente lorsqu'il s'agit des preuves de fossiles de plantes dans les strates uniformitariennes du Précambrien, et va à l'encontre de ce que Schopf (1994, p. 194) a déclaré à propos de la présence de fossiles de plantes trouvés dans le Précambrien, Protérozoïque Eon :

Les stromatolites sont pratiquement omniprésents dans les terranes carbonatés du Protérozoïque, représentés par des centaines d'occurrences taxonomiques signalées dans un grand nombre de bassins du Protérozoïque. . littéralement des centaines de formations microfossiles et près de 3 000 occurrences de microfossiles authentiques ont été découvertes dans des strates d'âge protérozoïque.

Ces créationnistes semblent avoir négligé les archives de fossiles végétaux prélevés directement dans les strates précambriennes du Grand Canyon ! Ils ne croient pas que les fossiles végétaux soient abondants dans les strates précambriennes du Grand Canyon, et pourtant les uniformitariens les ont documentés à plusieurs endroits et en abondance (voir Bloeser, Schopf, Horodyski et Breed, 1977 Elston, 1989 Elston et McKee, 1982 Ford, 1990 Horodyski, 1993 Knauth, 1994 Link et al., 1993 Nations et Stump, 1996 Schopf, Ford et Breed, 1973). Étant donné que le modèle stratigraphique Austin/Wise pour le Grand Canyon est incompatible avec les preuves physiques, ils devraient peut-être réexaminer le rôle de la colonne uniformitariste globale dans leur modèle. La colonne stratigraphique uniformitariste globale n'est pas requise dans le modèle d'inondation de la terre jeune (Froede et Reed, 1999). Je recommande que l'utilisation de la colonne uniformitariste globale pour définir la géologie des inondations dans le Grand Canyon (ou n'importe où ailleurs) soit rejetée.

Je remercie le Dr George F. Howe et le Dr Emmett L. Williams d'avoir partagé leurs expériences avec moi concernant la controverse entourant la présence de pollen et de matériel de spores dans les schistes de Hakatai. Les deux messieurs m'ont aimablement fourni un examen et des commentaires sur diverses ébauches de ce document. De plus, tous les commentaires des pairs m'ont été d'une grande aide pour clarifier davantage cet article. Cependant, toutes les erreurs qui restent sont les miennes. Je remercie ma femme de m'avoir accordé le temps d'écrire pour le Création Société de Recherche Trimestrielle. Gloire à Dieu au plus haut (Pr 3:5-6).

CRSQ : Création Société de Recherche Trimestrielle

CENTJ : Création Ex Nihilo Technical Journal

Austin, S.A. (éditeur). 1994. Grand Canyon : Monument à la catastrophe. Institut de recherche sur la création, Santee, CA.

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Morphology and paleoecology of the late Ediacaran tubular fossil Conotubus hemiannulatus from the Gaojiashan Lagerstätte of southern Shaanxi Province, South China

Conotubus hemiannulatus Zhang and Lin 1986 is a phylogenetically problematic tubular fossil that is only known from the late Ediacaran (ca. 551–541 Ma) Gaojiashan Lagerstätte in southern Shaanxi Province, South China. It is a cm-sized conical tube that tapers adapically from an aperture to a rounded apex. The tube consists of a series of nested cylindrical-to-funnel-shaped tube walls (cylinders hereafter). This conotubular construction of nested cylinders is similar to that of the late Ediacaran fossil Cloudina. Integrated morphological, taphonomic, and paleoecological data suggest that C. hemiannulatus occupied an epibenthic life-mode, with the apex anchoring to muddy substrate and the aperture extending upwards into the water column. It was probably a suspension-feeding organism. This soft bottom dweller employed specialized paleoecological strategies to rejuvenate and self-right the tubes after being subjected to sediment obrution, indicating strong burial-resistant capabilities. The tube likely provided space for the living organism, with successively larger cylinders added episodically to accommodate growth. Currently available evidence suggests that C. hemiannulatus likely had non-biomineralized tubes, and, although potentially closely related to Cloudina, its phylogenetic affinity remains unresolved.

Graphical abstract

Points forts

► Morphological, systematic, and paleoecological analysis of Conotubus hemiannulatus, an important tubular fossil in the Ediacaran Gaojiashan biota of South China. ► C. hemiannulatus tubes consist of nested funnels/cylinders which are non-biomineralized. ► C. hemiannulatus was an epibenthic organism with a vertical apical end followed by a procumbent section (for stabilization) and a vertical apertural end (for feeding). ► C. hemiannulatus shows evidence of episodic growth and/or rejuvenation after partial and non-lethal burial. ► C. hemiannulatus shares morphological similarities and close phylogenetic affinities with the widely known Ediacaran tubular fossil Cloudina hartmannae.


5.8: Late Precambrian Period - Biology

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Course objectives

After completion of the course the students will be able to:

Identify key fossils from the Paleozoic era

Identify marine organisms as can be found along the coast of Normandy near Luc-sur-Mer

Recognize geological structures in the field

Identify a range of sedimentary and magmatic rocks.

After completion of the course the students will know:

The evolution of continents since the early Archean era

The radiation of life in the Eocambrian and early Phanerozoic

Adaptation of life to living on land in the Paleozoic era

The major Bauplans of marine organisms

The basic structure of the Tree of Life.

have an understanding of the relation of land forms and underlying geological structures

have an understanding of different taxa of the Tree of life, both in the paleontological record and in the modern marine environment

develop a holistic view of earth processes occurring at the earth surface through time from geophysical and geochemical view points on the origin and evolution of life.


La description

Life in all its diversity evolved in the marine environment. In this course taught at Leiden University and at the Marine center of the University Pierre et Marie Curie, France, in Roscoff we teach aspects of the Tree of Life, we focus on the transition from mono-cellular life to animal life conquering the continents in the early Paleozoic, and we address Earth history from the time of the origin of life to the environments that made the emergence of land life possible.

We bring together a multi-disciplinary team of marine biologists, ecologists, physicists and geophysicists, isotope geochemists, astronomers, mathematicians, paleontologists and geologists to teach a course in geo-biology with special interest in the Tree of Life, the origin of life, and the environments in which life evolved.


5.8: Late Precambrian Period - Biology

First, a few words about the Precambrian, an informal name for the vast expanse of time prior to the Phanerozoic Eon (which includes the Paleozoic, Mesozoic, and Cenozoic Eras). The Earth formed. It then took nearly four thousand million years before the first animals would leave their traces on the planet. This span of time makes up roughly seven-eighths of the Earth's history. During the Precambrian, the most important events in biological history took place. Consider that the Earth formed, life arose, the first tectonic plates arose and began to move, eukaryotic cells evolved, the atmosphere became enriched in oxygen — and just before the end of the Precambrian, complex multicellular organisms, including the first animals, evolved.

The Precambrian is divided into three eons. From youngest to oldest, they are: the Proterozoic, the Archean, and the Hadean (this latter being an informal name).

The period of Earth's history that began 2.5 billion years ago and ended 542.0 million years ago is known as the Proterozoic, which is subdivided into three eras: the Paleoproterozoic (2.5 to 1.6 billion years ago), Mesoproterozoic (1.6 to 1 billion years ago), and Neoproterozoic (1 billion to 542.0 million years ago).* Many of the most exciting events in the history of the Earth and of life occurred during the Proterozoic — stable continents first appeared and began to accrete, a long process taking about a billion years. Also coming from this time are the first abundant fossils of living organisms, mostly bacteria and archaeans, but by about 1.8 billion years ago eukaryotic cells appear as fossils too.

With the beginning of the Mesoproterozoic comes the first evidence of oxygen build-up in the atmosphere. This global catastrophe spelled doom for many bacterial groups, but made possible the explosion of eukaryotic forms. These included multicellular algae, and toward the end of the Proterozoic, the first animals.

The first traces of life appear nearly 3.5 billion years ago, in the early Archean. However, clearly identifiable fossils remain rare until the late Archean, when stromatolites, layered mounds produced by the growth of microbial mats, become common in the rock record. Stromatolite diversity increased through most of the Proterozoic. Until about one billion years ago, they flourished in shallow waters throughout the world. Their importance for understanding Proterozoic life is tremendous stromatolites that have been silicified (forming a type of rock known as stromatolitic chert) often preserve exquisite microfossils of the microbes that made them (see two photos, below left).


From left, (1) A sample of stromatolitic chert from the Bitter Springs Formation of central Australia, about 850 million years old. Note the typical fine banding patterns. (2) Cyanobacteria, probably Myxococcoides minor, a colonial chroococcalean form from the Bitter Springs chert. (3) Kimberella was a bilaterally symmetric Ediacaran animal that had rigid parts — note the deep depression that a rigid shell-like covering made in the silt upon burial. This specimen, from the White Sea region of Russia, is about 1.5 cm across and 2.5-3 cm long. (4) Two specimens of Charniodiscus from Mistaken Point, Newfoundland. These Ediacaran organisms have a bulb-shaped or disc-shaped "holdfast" which was attached to the sea floor, and a leaf-shaped main body that probably was held up in the water column.

Stromatolites began to decline in abundance and diversity about 700 million years ago. A popular theory for their decline (though certainly not the only possible explanation) is that herbivorous eukaryotes, perhaps including the first animals, evolved at about this time and began feeding extensively on growing stromatolites. Stromatolites are rare fossils after about 450 million years ago. Today, they are found only in restricted habitats with low levels of grazing, such as the shallow, saline waters of Shark Bay, Australia.

The oldest fossil that may represent a macroscopic organism is about 2.1 billion years old. Several types of fossil that appear to represent simple multicellular forms of life are found by the end of the Paleoproterozoic. These fossils, known as carbon films, are just that: small, dark compressions, most resembling circles, ribbons, or leaves they are most common and widespread in the Neoproterozoic. Some resemble seaweeds and may represent eukaryotic algae we know from independent evidence that red algae and green algae appeared in the Proterozoic, probably over one billion years ago.

There are tantalizing hints from trace fossils and molecular biology that animals may have appeared as much as one billion years ago. However, the oldest relatively non-controversial, well-studied animal fossils appear in the last hundred million years of the Proterozoic, just before the Cambrian radiation of taxa. The time from 635 million years ago to 542 million years ago, known as the Ediacaran Period (sometimes called the Vendian), saw the origin and first diversification of soft-bodied organisms (see two photos, above right). The period and the fauna are named after the Ediacara Hills of southern Australia, where the first abundant and diverse fossils of this kind were found.

Ancient global pollution
The first "pollution crisis" hit the Earth about 2.2 billion years ago. Several pieces of evidence — the presence of iron oxides in paleosols (fossil soils), the appearance of "red beds" containing metal oxides, and others — point to a fairly rapid increase in levels of oxygen in the atmosphere at about this time. Atmospheric oxygen levels in the Archean had been less than 1% of present levels, but by about 1.8 billion years ago, oxygen levels were greater than 15% of present levels and rising. It may seem strange to call this a "pollution crisis," since most of the organisms that we are familiar with not only tolerate but require oxygen to live. However, oxygen is a powerful degrader of organic compounds. Even today, many bacteria and protists are killed by oxygen. Organisms had to evolve biochemical methods for rendering oxygen harmless one of these methods, oxidative respiration, had the advantage of producing large amounts of energy for the cell, and is now found in most eukaryotes.

Where was the oxygen coming from? Cyanobacteria, photosynthetic organisms that produce oxygen as a byproduct, had first appeared 3.5 billion years ago, but became common and widespread in the Proterozoic. Their photosynthetic activity was primarily responsible for the rise in atmospheric oxygen.

Proterozoic fossil localities

Bitter Springs Formation: The oldest known eukaryotic fossils come from this Late Proterozoic dolomite in central Australia.

Ediacara Hills: Fossils of some of the oldest known animals were discovered at this Australian locality in 1946.

Mistaken Point, Newfoundland: Mysterious fossils from the coast of Newfoundland.

Nopah Range: The oldest sedimentary rocks in this Southern California region are 1.5 billion years old younger deposits are rich in stromatolites.

White Sea: Located on the northern coast of Russia, this has been a site of active research by UCMP into the Vendian fauna.

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  • Find out more about the Precambrian paleontology and geology of North America at the Paleontology Portal.
  • See the Wikipedia page on the Proterozoic.

* Dates from the International Commission on Stratigraphy's International Stratigraphic Chart, 2009.

Ben M. Waggoner created the original page, 2/20/1996, and began expansions and revisions 2/28/1997 Brian R. Speer provided a new introduction and graphics, 3/8/1997 Sarah Rieboldt updated the pages to reflect the Geological Society of America (GSA) 1999 Geologic Timescale, 11/2002 Dave Smith recombined the content into a single page, adapted it to the new site format, and made some content changes, 7/7/2011 Bitter Springs chert, Kimberella, et Charniodiscus photos by Ben M. Waggoner Myxococcoides photo by J. William Schopf


Extremophiles and Biofilms

Prokaryotes are well adapted to living in all types of conditions, including extreme ones, and prefer to live in colonies called biofilms.

Objectifs d'apprentissage

Discuss the distinguishing features of extremophiles and the environments that produce biofilms

Points clés à retenir

Points clés

  • Prokaryotes live in all environments, no matter how extreme they may be.
  • Bacteria that prefer very salty environments are called halophiles, while those that live in very acidic environments are called acidophiles.
  • An example of a habitat that halophiles can colonize is the Dead Sea, a body of water that is 10 times saltier than regular ocean water.
  • A biofilm is a microbial community held together in a gummy-textured matrix that consists primarily of polysaccharides secreted by the organisms.
  • Biofilms can be found clogging pipes, on kitchen counters, or even on the surface of one’s teeth.

Mots clés

  • extremophile: an organism that lives under extreme conditions of temperature, salinity, etc commercially important as a source of enzymes that operate under similar conditions
  • halophile: an organism that lives and thrives in an environment of high salinity, often requiring such an environment a form of extremophile
  • alkaliphile: any organism that lives and thrives in an alkaline environment, such as a soda lake a form of extremophile

Les microbes sont adaptables : la vie dans des environnements modérés et extrêmes

Certains organismes ont développé des stratégies qui leur permettent de survivre à des conditions difficiles. Prokaryotes thrive in a vast array of environments some grow in conditions that would seem very normal to us, whereas others are able to thrive and grow under conditions that would kill a plant or animal. Almost all prokaryotes have a cell wall: a protective structure that allows them to survive in both hyper- and hypo-osmotic conditions. Some soil bacteria are able to form endospores that resist heat and drought, thereby allowing the organism to survive until favorable conditions recur. These adaptations, along with others, allow bacteria to be the most abundant life form in all terrestrial and aquatic ecosystems.

Bacteria and radiation tolerance: Deinococcus radiodurans, visualized in this false color transmission electron micrograph, is a prokaryote that can tolerate very high doses of ionizing radiation. Il a développé des mécanismes de réparation de l'ADN qui lui permettent de reconstruire son chromosome même s'il a été brisé en centaines de morceaux par le rayonnement ou la chaleur.

Other bacteria and archaea are adapted to grow under extreme conditions and are called extremophiles, meaning “lovers of extremes.” Extremophiles have been found in all kinds of environments: the depth of the oceans, hot springs, the Arctic and the Antarctic, in very dry places, deep inside earth, in harsh chemical environments, and in high radiation environments, just to mention a few. These organisms give us a better understanding of prokaryotic diversity and raise the possibility of finding new prokaryotic species that may lead to the discovery of new therapeutic drugs or have industrial applications. Parce qu'ils ont des adaptations spécialisées qui leur permettent de vivre dans des conditions extrêmes, de nombreux extrêmophiles ne peuvent pas survivre dans des environnements modérés. There are many different groups of extremophiles. They are identified based on the conditions in which they grow best. Several habitats are extreme in multiple ways. For example, a soda lake is both salty and alkaline, so organisms that live in a soda lake must be both alkaliphiles and halophiles. Other extremophiles, like radioresistant organisms, do not prefer an extreme environment (in this case, one with high levels of radiation), but have adapted to survive in it.

Prokaryotes in the Dead Sea

One example of a very harsh environment is the Dead Sea, a hypersaline basin that is located between Jordan and Israel. Hypersaline environments are essentially concentrated seawater. In the Dead Sea, the sodium concentration is 10 times higher than that of seawater. The water also contains high levels of magnesium (about 40 times higher than in seawater) that would be toxic to most living things. Iron, calcium, and magnesium, elements that form divalent ions (Fe 2+ , Ca 2+ , and Mg 2+ ), produce what is commonly referred to as “hard” water. Taken together, the high concentration of divalent cations, the acidic pH (6.0), and the intense solar radiation flux make the Dead Sea a unique, and uniquely hostile, ecosystem.

Halophile habitats: (a) The Dead Sea is hypersaline. Néanmoins, les bactéries tolérantes au sel se développent dans cette mer. (b) Ces cellules d'halobactéries peuvent former des tapis bactériens tolérants au sel.

L'écologie des biofilms

Jusqu'à il y a une vingtaine d'années, les microbiologistes considéraient les procaryotes comme des entités isolées vivant à part. Ce modèle, cependant, ne reflète pas la véritable écologie des procaryotes, dont la plupart préfèrent vivre dans des communautés où ils peuvent interagir. A biofilm is a microbial community held together in a gummy-textured matrix that consists primarily of polysaccharides secreted by the organisms, together with some proteins and nucleic acids. Biofilms grow attached to surfaces. Certains des biofilms les mieux étudiés sont composés de procaryotes, bien que des biofilms fongiques aient également été décrits, ainsi que d'autres composés d'un mélange de champignons et de bactéries.

Biofilm Development: Five stages of biofilm development are shown. During stage 1, initial attachment, bacteria adhere to a solid surface via weak van der Waals interactions. During stage 2, irreversible attachment, hairlike appendages called pili permanently anchor the bacteria to the surface. During stage 3, maturation I, the biofilm grows through cell division and recruitment of other bacteria. An extracellular matrix composed primarily of polysaccharides holds the biofilm together. During stage 4, maturation II, the biofilm continues to grow and takes on a more complex shape. During stage 5, dispersal, the biofilm matrix is partly broken down, allowing some bacteria to escape and colonize another surface. Micrographs of a Pseudomonas aeruginosa biofilm in each of the stages of development are shown.

Les biofilms sont présents un peu partout : ils peuvent provoquer le colmatage des canalisations et coloniser facilement les surfaces en milieu industriel. Lors des récentes épidémies à grande échelle de contamination bactérienne des aliments, les biofilms ont joué un rôle majeur. Ils colonisent également les surfaces domestiques, telles que les comptoirs de cuisine, les planches à découper, les éviers et les toilettes, ainsi que des endroits sur le corps humain, tels que la surface de nos dents.

Interactions among the organisms that populate a biofilm, together with their protective exopolysaccharidic (EPS) environment, make these communities more robust than free-living, or planktonic, prokaryotes. La substance collante qui maintient les bactéries ensemble exclut également la plupart des antibiotiques et des désinfectants, ce qui rend les bactéries du biofilm plus résistantes que leurs homologues planctoniques. Dans l'ensemble, les biofilms sont très difficiles à détruire car ils résistent à de nombreuses formes courantes de stérilisation.


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