Section 1 · Évolution
Si nous pouvions remonter le temps, le monde nous semblerait de moins en moins familier. Tout change et évolue, y compris notre planète et les espèces qui l'habitent. Comme le disait le philosophe grec ancien Héraclite d'Éphèse (535-475 avant J.-C.) : "tout coule" (panta rhei) - et le changement est la seule constante.
Dans cette section, nous allons examiner la chronologie de l'évolution de la vie sur terre depuis ses humbles débuts jusqu'à aujourd'hui.
Notre planète et notre système solaire se sont formés il y a environ 4,5 milliards d'années (Ga) ; l'Univers avait alors 9,3 milliards d'années.
L'échelle des temps géologiques est globalement divisée en quatre éons. Le premier, l'Hadéen, doit son nom au dieu grec des Enfers, Hadès, en raison des conditions infernales de cette période, qui a duré de 4,5 à 4 Ga. La Terre était brûlante, chaotique et totalement hostile à la vie.
Au début de l'éon suivant, l'Archéen, la croûte terrestre s'était suffisamment refroidie pour permettre la formation des continents et des océans. Les premières traces de vie datent de cette période, vers 4 à 3,7 Ga : il s'agissait probablement de cellules procaryotes très simples, capables de s'autorépliquer, comme des bactéries et des archées, apparues dans les océans.
N'est-il pas étonnant que la vie sur Terre ait commencé si rapidement après l'apparition de conditions favorables ?
L'Archéen a duré jusqu'à environ 2,5 Ga. L'atmosphère était pratiquement dépourvue d'oxygène jusqu'à ce que certains organismes, appelés cyanobactéries, développent pour la première fois la photosynthèse, comme moyen d'utiliser l'énergie du soleil pour construire des glucides à partir de dioxyde de carbone (CO₂) et d'eau (H₂O), en libérant de l'oxygène (O₂) comme déchet. Cependant, les niveaux d'oxygène sont restés très bas pendant longtemps et n'ont commencé à augmenter considérablement qu'au cours de l'éon suivant, le Protérozoïque.
De nombreux événements marquants pour la vie sur terre se sont produits au cours du Protérozoïque, qui a duré de 2,5 à environ 0,55 Ga. Les premiers eucaryotes, de grandes cellules dotées d'un noyau, sont apparus vers 2 Ga, probablement sous la forme de cellules uniques flagellées semblables aux protozoaires/protistes actuels (par exemple, euglena et paramecium).
Peu après, les premiers eucaryotes pluricellulaires se sont développés, probablement à partir de protistes formant des colonies. Très probablement, ils étaient similaires à des espèces comme l'algue verte sphérique Volvox qui existe encore aujourd'hui.
Vers la fin du Protérozoïque, les premières plantes et les premiers animaux primitifs, ainsi que les champignons, sont apparus. On pense que les premiers animaux étaient semblables aux éponges actuelles, c'est-à-dire qu'ils étaient sessiles et dépourvus de cellules musculaires ou nerveuses ou d'autres structures complexes des animaux modernes. Les plantes ont évolué à partir des algues vertes qui, en plus de posséder des mitochondries comme tous les eucaryotes, contiennent des chloroplastes. Ces organites ont probablement évolué à partir de cyanobactéries incorporées, tandis que les mitochondries proviennent d'autres procaryotes "avalés".
Le quatrième éon, le Phanérozoïque, qui s'étend d'il y a 550 millions d'années (Ma) jusqu'à aujourd'hui, est marqué par une forte augmentation et une accélération de la biodiversité, accompagnées d'une hausse nette du taux d'oxygène. Si l'on considère qu'il a fallu plus de deux milliards d'années pour passer des procaryotes unicellulaires aux eucaryotes pluricellulaires, puis encore environ un milliard d'années pour voir apparaître les plantes et les animaux, cette période beaucoup plus courte a connu un rythme d'innovation évolutive impressionnant. Cet éon a été inauguré par l'"explosion cambrienne".
Phanérozoïque signifie "âge de la vie visible", et en effet la vie est devenue très apparente sur terre. La première et la plus longue des trois ères du Phanérozoïque est le Paléozoïque (550-250 Ma), qui commence par la période cambrienne (550-500 Ma). L'explosion cambrienne a été une radiation évolutive très rapide, c'est-à-dire une vaste augmentation de la biodiversité. Tous les grands groupes phylogénétiques qui existent aujourd'hui se retrouvent dans les archives fossiles de cette époque. Toutefois, au cours de cette première période, une faune (vie animale) cambrienne distincte a dominé, mais a ensuite décliné et a fini par disparaître.
La faune cambrienne contenait des espèces "primitives" de grands groupes phylogénétiques qui sont encore présents aujourd'hui, comme les arthropodes, les mollusques ou les chordés, bien qu'ils soient maintenant représentés par des espèces très différentes. Les trilobites, aujourd'hui disparus, étaient très présents au début du Paléozoïque et sont apparentés aux crustacés, insectes, chélicérates (araignées, par exemple) et myriapodes actuels. Certains des premiers chordés comme les Metaspriggina sont également apparus - prédécesseurs des chordés/vertébrés modernes, dont les poissons, les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères.
Si les germes de ces très larges groupes d'animaux ont été posés au Cambrien, les périodes ultérieures du Paléozoïque, qui se poursuivent avec l'Ordovicien, le Silurien, le Dévonien, le Carbonifère et le Permien, ont donné naissance à des faunes distinctes et très diversifiées. Les premiers poissons osseux sont apparus dans les océans vers 420 Ma (Silurien), se séparant des poissons cartilagineux, dont font partie les requins et les raies. Les poissons osseux ont ensuite commencé à se diversifier en poissons à nageoires rayonnantes et en poissons à nageoires lobées avec des nageoires charnues.
Les poissons à nageoires lobées ont finalement donné naissance aux premiers vertébrés conquérants de la terre, dont le plus ancien représentant connu est Tiktaalik, ayant vécu environ 380 Ma (Dévonien). Ce lien évolutif entre les poissons et les tétrapodes (animaux à quatre membres) possédait des branchies et des poumons, des poignets articulés et un cou mobile. Les dipneustes d'aujourd'hui ressemblent à certains égards à ces espèces anciennes. Mais avant Tiktaalik, les arthropodes avaient déjà conquis la terre 430 Ma (Silurien), tandis que les premières plantes terrestres sont apparues 470 Ma (Ordovicien).
Après avoir conquis les terres, les tétrapodes ont commencé à se diversifier. La période du Carbonifère (360-300 Ma) qui suit le Dévonien est "l'âge des amphibiens", qui sont alors les animaux terrestres dominants. Au cours de la période suivante, le Permien (300-250 Ma), les premiers groupes qui donneront naissance aux mammifères (synapsides) d'une part et aux reptiles et oiseaux (sauropsides) d'autre part, émergent et se séparent.
L'éon phanérozoïque a connu cinq extinctions massives, causées par des changements environnementaux profonds et étendus, comme des baisses de l'oxygène atmosphérique, une hausse du dioxyde de carbone ou l'acidification des océans. Mais l'extinction la plus grave s'est produite à la transition entre le Paléozoïque et le Mésozoïque. Elle est connue sous le nom de Grande Mort : 90 % des espèces marines et 70 % des espèces de vertébrés terrestres, entre autres, ont été anéanties. La vie s'est toutefois toujours rétablie, en revenant plus nombreuse et plus diverse.
Le mésozoïque est divisé en trois périodes, le trias, le jurassique et le crétacé. Le trias (250-200 Ma) a vu une grande diversification, parmi les synapsides et les sauropsides et de nombreux autres groupes, et s'est terminé par une autre extinction massive. Au cours du trias, les premiers mammifères, de petits animaux ressemblant à des rongeurs, sont apparus (225 Ma). Le jurassique (200-145 Ma) et le crétacé (145-66 Ma) ont été dominés par les sauropsides/reptiles, en particulier par les dinosaures. Les mammifères, petits et discrets, sont restés dans leur ombre pendant toute cette période.
Les dinosaures ont régné sur le monde pendant plus de 130 millions d'années et ont largement contribué à la biodiversité de la planète. Des noms comme Stegosaurus, Brachiosaurus, Allosaurus, Velociraptor et Triceratops sont connus dans le monde entier et ont captivé l'imagination de l'humanité pendant plusieurs décennies, voire plusieurs siècles. Le célèbre Tyrannosaurus rex fait partie des derniers dinosaures qui se sont éteints à la suite de l'impact d'un astéroïde massif, il y a 66 Ma, en même temps que 75% des espèces animales et végétales de la planète. Le règne des dinosaures a connu une fin brutale.
Le Cénozoïque, qui se divise en paléogène (66-23 Ma), néogène (23-2,5 Ma) et quaternaire (2,5 Ma - aujourd'hui), est devenu "l'âge des mammifères" après que ceux-ci soient sortis de l'ombre des dinosaures disparus, se soient diversifiés et aient dominé la planète. Mais les dinosaures n'ont pas vraiment disparu. Les oiseaux représentent un groupe important et réussi de dinosaures à plumes, qui sont apparus à la période jurassique. En outre, les reptiles et les amphibiens contribuent à la faune vertébrée terrestre moderne.
La période la plus récente, le Quaternaire (2,5-0 Ma), a vu l'évolution de l'Homme, 4 milliards d'années après le début de la vie sur terre. Notre espèce, Homo sapiens, a évolué il y a environ 300 000 ans. Pour mettre cela en perspective : Si la Terre était âgée de 24 heures, l'homme aurait évolué il y a moins de 6 secondes.
Dans la section suivante, nous apprendrons comment les très nombreuses espèces qui vivent aujourd'hui sont classées en fonction de leur histoire évolutive.
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C'était la section 1 du module « Évolution ». Le module complet se trouve dans l'application Codon One pour iPhone et iPad, avec un quiz après chaque section, des cartes mémoire et le suivi de la progression.
