Thèse en sciences de la Terre, soutenue le 21 février 2023 par Francesc Pérez Peris, rattaché à l’Institut des sciences de la Terre (ISTE) de la FGSE.
Les trilobites sont un groupe éteint d’animaux proche des insectes, crustacés, araignées, scolopendres et mille-pattes, plus communément appelés arthropodes. Les trilobites sont apparus dans les océans il y a près des 530 millions d’années avant de s’éteindre après un règne de plus de 250 millions d’années.
Au sein de ces anciens écosystèmes, les trilobites étaient l’un des groupes d’organismes les plus florissant, ayant colonisé tous les types d’environnements marins, et dont les fossiles peuvent être trouvés de nos jours dans les roches du monde entier. Par conséquent, les trilobites jouent un rôle important dans la recherche visant à mieux comprendre l’origine des animaux et l’établissement des écosystèmes marins actuels.
Deux événements majeurs ont influencés l’évolution des premiers animaux, l’explosion cambrienne (approximativement de 540 à 510 millions d’années) et la radiation ordovicienne (approximativement de 485 à 440 millions d’années).
Au cours de l’explosion cambrienne, la majorité des groupes d’animaux est apparus en un laps de temps relativement court d’un point de vue géologique (environ 30 millions d’années). L’étude de cet événement majeur a été possible grâce à la découverte de sites fossilifères montrant des préservations exceptionnelles, dont les organismes sont souvent très complets allant même jusqu’à préserver intacts les tissus mous (peu résistants à l’épreuve du temps) à l’instar des habituelles parties dures telles que les coquilles qui sont très résistantes au passage du temps.
Durant la radiation ordovicienne, les animaux ont vécu l’une des plus importantes bio-diversification de leur histoire. Cependant, de tels sites de préservation exceptionnelle, si utiles quant à la bonne compréhension de l’explosion cambrienne, sont rares durant l’Ordovicien. Par conséquent, notre connaissance vis-à-vis des changements au sein des anciens écosystèmes marins est incomplète.
L’un des seuls sites permettant d’avoir une vue d’ensemble sur ces écosystèmes marins au cours de l’Ordovicien Inférieur (~ 481 millions d’années) sont les schistes de Fezouata, un site localisé au Maroc et caractérisé par une préservation exceptionnelle des fossiles. Les fossiles du biote de Fezouata sont dès lors fondamentaux quant à la compréhension des changements s’étant produits dans les débuts de l’histoire évolutive des animaux entre l’explosion cambrienne et la radiation ordovicienne.
Cette thèse se concentre sur l’étude des trilobites de l’Ordovicien et sur un de leur proche cousin arthropode afin d’identifier les étapes majeures de l’évolution des arthropodes au début de la radiation ordovicienne. De nouveaux fossiles du biote de Fezouata ont été décrits, comprenant une nouvelle espèce d’un petit arthropode proche des trilobites, Tarricoia taragurtensis. La préservation partielle du système digestif a permis de faire des comparaisons avec l’anatomie du tube digestif d’autres arthropodes. De plus, les incroyables fossiles du biote de Fezouata ont révélé pour la première fois ce à quoi ressemblaient les pattes chez le trilobite Anacheirurus adserai. Bien que l’on soit dans l’Ordovicien, le tube digestif de Tarricola lazagurtensis ainsi que les pattes de Anacheirurus adserai sont très similaires à ce qui est connu chez des espèces du Cambrien, témoignant que la radiation ordovicienne était un lent processus qui a mis quelques millions d’années à démarrer.
Cette thèse adopte ensuite une vision plus large de l’histoire évolutive des trilobites de l’Ordovicien afin de comprendre exactement comment, pourquoi et quand ces animaux se sont diversifiés durant la radiation ordovicienne. Dans cette optique, les relations entre différentes espèces de trilobites ont été étudiées afin de créer un arbre de la vie (connu comme arbre phylogénétique) pour un important sous-groupe de trilobites de l’Ordovicien. La reconstruction des relations entre différentes espèces de trilobites permet une compréhension plus en profondeur des étapes évolutives caractérisant leur histoire à l’Ordovicien.
Finalement, cette thèse a jeté un oeil à la distribution autour du globe des différentes espèces de trilobites de l’Ordovicien, révélant le rôle joué par la géographie et la position des anciens continents durant la diversification des trilobites. Regardés simultanément, les résultats présentés lors de cette thèse suggèrent que l’Ordovicien Inférieur était une période de grands changements dans l’histoire évolutive des trilobites comme en témoignent les différents changements de morphologies, de distribution globale et de diversités observés au sein de ce groupe. Tous ces changements représentent le prélude à l’ensemble des diversifications que connaitra ce groupe durant la radiation ordovicienne.
