Livret Fossiles Cambrien

Explosion de la Vie   :

Le Cambrien

Site fossilifère deChengjiang (Chine)

Ce site de 512 hectares de collines situédans la province du Yunnan offre lesarchives les plus complètes d’une communautémarine du Cambrien inférieur, avec un bioteexceptionnellement préservé où l’anatomiedes tissus durs et mous d’une très grandevariété d’organismes, invertébrés etvertébrés, apparaît avec le maximum dedétails. Le site témoigne de l’établissementancien d’un écosystème marin complexe. On ytrouve au moins 16 embranchements(cnidaires, cténophores, etc.) ainsi qu’unevariété de groupes énigmatiques et environ196 espèces, le tout témoignant de façonexceptionnelle de la rapide diversificationde la vie sur terre il y a 530 millions

d’années, au moment où sont apparus presquetous les principaux groupes d’animaux. Lesite représente une fenêtre paléo-biologiquede grande importance pour la science.

 Biodiversité de la faune de Chengjiang (Cambrien inférieur ; Chine duSud) : proportions relatives des différents phylums (n = 182 espèces).(*) = groupes dont les affinités sont incertaines. Jean Vannier.

En rouge, phylums déjà représentés auCambrien inférieur.  Diagramme d'après des

données moléculaires. © DR

Environ 150 espèces réparties dans unevingtaine de phylums ont été reconnues à cejour dans la seule faune de Chengjiang. Il

s'agit de métazoaires à corps mous oupossédant un exosquelette organique ou

minéralisé. Il est frappant de constater queplus d'un tiers des phylums actuels,

(représentant la majeure partie des espècesvivantes) sont déjà représentés au sein de ces

faunes du Cambrien inférieur.

La moisson de données paléontologiquesnouvelles plaide en faveur d'une émergenceextrêmement rapide des structures anatomiquesessentielles au développement des lignéesanimales actuelles. Au-dessus de l'intervalle540-520 MA peu d'innovations majeures sontconstatées, l'apparition de nouveaux plansd'organisation est rare et l'essentiel de ladiversification morphologique semble s'opérerà un niveau inférieur. La faune de Burgess (Cambrien moyen - Canada)est finalement très semblable à celle deChengjiang (Cambrien inférieur - Chine) et neprésente aucune innovation significative.

Diversité et spécialisation chez lesarthropodes de la faune de Chengjiang,

Cambrien inférieur, Chine.

A : espèce multi-segmentée. B : espèce présentant une spécialisation desantennes. C : espèce prédatrice (appendices préhensiles). D : Isoxys, espèce pélagique.E : waptiidé nectobenthique. F : Canadaspis.

 © Spécimens coll. J.-Y. Chen ; clichés J.Vannier

Petits arthropodes bivalves (bradoriidés)comparables aux ostracodes actuels (crustacés

millimétriques) ; faune de Chengjiang,Cambrien inférieur, Chine.

A : accumulation à la surface de la roche. B : appendices conservés. C : reconstitution de l'animal.

 © Spécimens coll. J.-Y. Chen ; clichés et

reconstitution J. Vannier

Premier arthropode crustacé connu (Ercaia),faune de Chengjiang, Cambrien inférieur,

Chine. 

© Spécimens coll. J.-Y. Chen ;

reconstitution D.-Y. Huang ;

voir Chen J.-Y.et al. (2001) Proceedings of theRoyal Society, London, Biological Sciences 1482

A large pelagic bivalved arthropd

Tuzoia burgessensis (ROM 57529) – Part andcounterpart. Complete right valve associatedwith disarticulated posterior segments of thearthropod Sidneyia inexpectans. Specimen length =77 mm. Specimen dry – polarized light (bothimages). Collins Quarry on Fossil Ridge.

© ROYAL ONTARIO MUSEUM. PHOTOS: JEAN-BERNARD CARON

Outlines of Tuzoia canadensis (left), Tuzoiaburgessensis (middle) and Tuzoia retifera (right).

© MARIANNE COLLINS

Haikouella, chordé primitif, faune deChengjiang, Cambrien inférieur, Chine.

A : plusieurs spécimens à la surface de l'échantillon.

B : modèle.

C : reconstitution anatomique (ab= arcs branchiaux ; m= séries de blocs musculaires; nt= notochorde).

© Spécimens coll. J.-Y. Chen ; voir Chen, J.-Y. et al. (1999). Nature 402

Vers priapuliens vivant dans le sédiment,faune de

Chengjiang, Cambrien inférieur, Chine. 

© Spécimens coll. J.-Y. Chen ; cliché J.Vannier ;

reconstitution D.-Y. Huang

Colonisateurs du sédiment. 

A, B. Vers priapuliens de la faune de Chengjiang ; nombreux Maotianshania sur une plaque de schistes et partie antérieure de Cricoscomia jinningensis Hou and Sun, 1988 [56] montrant le pharynx armé de denticules.

C, D. Priapulus caudatus, priapulien actuel (Suède), vue générale et séquence d’enfouissement dansla vase (la flèche indique la pénétration oblique dans le sédiment). 

E, H. Treptichnus pedum, Cambrien des Monts Sainte-Croix, Pologne [13] and [71]. 

F, G. Traces lobées produites par le déplacement de Priapulus caudatus à la surface du sédiment (expériences réalisées en laboratoire ; J. Vannier) ; les flèches blanches indiquent la direction de déplacement du ver et la formation des lobes (1-5). 

Des animaux disparus

Certains animaux sont beaucoup plusénigmatiques et n'ont pas d'équivalents

proches dans la nature actuelle

Ce sont par exemple les eldoniidés,organismes médusiformes pourvus detentacules, les vétulicolidés interprétéscomme de possibles chordés mais dont lasegmentation rappelle celle des arthropodes,les hyolithes semblables à de petitsmollusques coniques ou encore leslobopodes que certains rapprochentdes tardigrades actuels.

I. Treptichnus rectangularis, Cambrien des Monts Sainte-Croix, Pologne[13] and [71], piste subhorizontale à multiples bifurcations lobées.

Barres d’échelle : 10 mm pour toutes les images.Abréviations : ph, pharynx ; pr, proboscis ; q, queue ; tr,

tronc

Un eldoniidé, organisme médusiforme, faune de Chengjiang

3D model of Eldonia ludwigi. © PHLESCH BUBBLE

Deux exemples de lobopodes, faune deChengjiang, Cambrien inférieur, Chine.

A : espèce aux nombreuses paires de pattes.

B : Microdictyon, espèce dont le corps est protégé par des séries de plaques.

© Specimen coll. J.-Y. Chen ; cliché J.Vannier

Les études menées montrent que cesinnovations

anatomiques s'accompagnent d'unecomplexification très

nette de l'écosystème marin dans sonensemble. La

présence de prédateurs nageurs(Anomalocaris), vivant sur

le fond (arthropodes) ou à l'intérieur dusédiment (vers

priapuliens) indique l'existence d'une chaînealimentaire déjà

fortement structurée.

La complexité anatomique etfonctionnelle sans précédent de cesorganismes s'exprime à différentsniveaux : sensoriel (yeux, antennes),respiratoire (dispositifs branchiaux,appareil circulatoire), alimentaire(systèmes de capture de particulesalimentaires, organes préhensiles desprédateurs, systèmes digestifscomplexes) et locomoteur (appendices,organes de flottaison).

Anomalocaris, le plus gros prédateur connu dela faune de Chengjiang, Cambrien inférieur,

Chine.

A : partie antérieure montrant deux puissantsorganes de capture des proies.

B : détail des griffes.

C : reconstitution d'un animal

(d'après Collins, D. (1996), J. Paleont..70).

© Specimen coll. J.-Y. Chen; cliché J.Vannier

Complexité du système digestif chez lesarthropodes du Cambrien inférieur.

A-C : diverticules digestifs chez Naraoia.

D, E : appareil comparable chez un crustacé branchioure actuel. 

D'après J. Vannier & J.-Y. Chen (2002),Lethaia, 45

Cténophore de la faune de Burgess

Ctenorhabdotus capulus (ROM 50822) – Holotype,part and counterpart. Complete specimenshowing the aboral (top) and oral sides

(bottom). Specimen length = 34 mm. Specimenwet – polarized light. Raymond Quarry.

© ROYAL ONTARIO MUSEUM. PHOTO: JEAN-BERNARDCARON

Reconstruction of Ctenorhabdotus capulus.© MARIANNE COLLINS

Cnidaire

-Mackenzia costalis (ROM 61115). Plus grandspécimen connu, fixé par sa base à des

coquilles isolées de l'hyolithe Haplophrentiscarinatus (gros plans à droite). Hauteur duspécimen = 200 mm. Spécimen sec, lumière

directe (image d'extrême gauche); spécimensec, lumière polarisée (deuxième image depuis

la gauche); spécimen humide, lumièrepolarisée (troisième image depuis la gauche

et image du haut, à l'extrême droite);spécimen humide, lumière directe (image du

bas, à l'extrême droite). Carrière Walcott. ©MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTOS : JEAN-

BERNARD CARON

-Reconstitution de Mackenzia costalis.© PHLESCH BUBBLE

Un brachiopode inarticulé avec lophophoreconservé, faune de Chengjiang, Cambrien

inférieur, Chine. 

Spécimen coll. J.-Y. Chen

Cliché J. Vannier

Hyolitha

Haplophrentis carinatus (ROM 59943). Largeindividual showing conch, operculum, helens

and potential gut trace. Specimen length = 26mm. Specimen dry – direct light (left), wet –polarized light (right). Stanley Glacier.© ROYAL ONTARIO MUSEUM. PHOTOS: JEAN-BERNARD

CARON

Représentation of  Haplophrentis carinatus.

© PHLESCH BUBBLE

Prorifera

Falospongia ramosa (ROM 44271) – Holotype. Specimen with basal section missing showing the characteristic club-like aspect of the different branches. Specimen height = 40 mm. Specimen wet – polarized light. Collins Quarry on Fossil Ridge. © ROYAL ONTARIO MUSEUM. PHOTO: JEAN-BERNARD CARON

Yellow Tube Sponges, Aplysina Fistularis,Phylum Porifera, Caribbean by Christopher

Crowley

Un vétulicolidé, organisme nageur énigmatiqueaux caractères de chordés et d'arthropodes,faune de Chengjiang, Cambrien inférieur,

Chine.

Spécimen coll. J.-Y. Chen, reconstitution J.-Y. Chen (non publiée) Cliché J. Vannier

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