Les scientifiques s’accordent pour dire que l’explosion cambrienne est l’un des événements les plus marquants de l’histoire de la vie sur Terre. Elle est marquée par une série de changements biologiques intervenus sur une période géologique relativement courte au début du Cambrien, il y a 543 à 520 millions d’années. L’explosion cambrienne a donné lieu à une incroyable diversité de vies, notamment à de nombreux groupes d’animaux importants. Parmi eux se trouvaient les cordés, auxquels appartiennent les vertébrés.

L’explosion cambrienne a donc été l’apparition soudaine (d’un point de vue géologique) et la diversification rapide des organismes macroscopiques multicellulaire durant une période complexe au début du Cambrien. Cette période marque une transition abrupte dans le registre fossile avec l’apparition des membres les plus primitifs de plusieurs phylums de métazoaires, des animaux multicellulaires.

Des diorama de l’ère Cambrien © Flickr

En 1859, Charles Darwin a parlé de ce phénomène comme étant l’une des principales objections à sa théorie de l’évolution par sélection naturelle ; mais maintenant, il y a des théories qui expliquent ce phénomène évolutif qui est finalement compatible avec la sélection naturelle, puisqu’un développement modérément accéléré et soutenu pendant quelques dizaines de millions d’années peut donner naissance à ce phénomène évolutif.

Il n’y a pas de cause universellement acceptée pour expliquer l’explosion cambrienne, et cela reste encore un phénomène constamment discuté dans la communauté scientifique. Plusieurs facteurs biologiques et géologiques ont été proposés comme causes possibles de l’explosion : une compétition écologique, des gènes HOX, la fragmentation du supercontinent de Pannotia, des changements climatiques catastrophiques, une augmentation de la concentration en oxygène, ou même un mélange de tous ces facteurs.

Un trilobite du cambrien © Flickr

Les créatures du cambrien

L’explosion cambrienne est souvent présentée comme un défi pour l’évolution, car l’éclatement soudain des changements dans les archives fossiles semble être incompatible avec le rythme graduel plus typique des changements évolutifs. L’explosion cambrienne pose également un certain nombre de questions difficiles et importantes, car elle représente le temps pendant lequel les principales branches de l’arbre de vie animal se sont établies. Cela ne remet cependant pas en cause la correction fondamentale de la thèse centrale de l’évolution, c’est-à-dire la descendance de toutes les espèces vivantes d’un ancêtre commun.

L’EXPLOSION CAMBRIENNE S’EST TERMINÉE PAR UNE EXTINCTION DE MASSE DU À UN CHANGEMENT CLIMATIQUE EXTRÊME.

L’explosion cambrienne est marquée par l’apparition globale d’organismes avec des parties squelettiques dures dans les archives fossiles. Initialement, ces structures squelettiques avaient une conception simple, telle que de minuscules tubes cylindriques, de minuscules cônes et des appendices rudimentaires en forme de mâchoire. Cependant, ils ont rapidement évolué vers des structures plus grandes et plus élaborées, comparables aux exosquelettes de nombreux groupes d’invertébrés vivants.

Des animaux du cambrien © Wikimedia

Si l’explosion cambrienne est vraiment une partie remarquable de l’origine de la vie sur Terre, son ampleur est probablement exagérée en raison de la prolifération d’animaux à corps dur qui se fossilisent beaucoup plus facilement que leurs précurseurs à corps mou. Ces animaux étaient des brachiopodes, qui vivaient dans des coquilles ressemblant à celles de palourdes ; et des animaux au squelette externe articulé, appelé arthropodes, ancêtres des insectes, des araignées et des crustacés. Ces créatures endurcies représentaient une innovation cruciale à cette époque : des corps durs offrant aux animaux une défense contre les ennemis, et un support permettant de supporter des corps plus volumineux.

LA PLUPART DES ÊTRES VIVANTS FORMES LORS DE L’EXPLOSION CAMBRIENNE SE TROUVAIENT DANS LES MERS ET LES OCÉANS.

L’apparition rapide de tous ces animaux a notamment conduit au développement de nouvelles interactions écologiques radicales telles que la prédation. En conséquence, les écosystèmes sont devenus beaucoup plus complexes. Au fur et à mesure de l’augmentation du nombre et de la variété des organismes, ceux-ci ont occupé divers nouveaux milieux et habitats marins. Les mers cambriennes regorgeaient d’animaux de tailles, de formes et d’écologies diverses ; certains vivaient sur ou dans le fond de la mer, tandis que d’autres nageaient activement dans des colonnes d’eau. La structure écologique fondamentale des communautés marines modernes a ainsi été fermement établie au Cambrien.

Un fossile d’un ancêtre des oiseaux © Wikipedia

Les études sur l’explosion cambrienne

Roderick Murchison fut le pionnier des études sur l’explosion cambrienne. En étudiant les fossiles des époques antiques trouvés dans des sédiments, il a découvert que les couches de ces sédiments sont séparées par une frontière nette qui est apparue durant le Cambrien. En 1914, le paléontologue américain Charles Walcott, qui a étudié les fossiles nord-américains, a introduit le concept d’une période dite « lipalienne » qui était non représentée dans les archives fossiles en raison du fait que les organismes de cette période n’étaient pas préservés.

Un opabinia du Cambrien © Wikimedia

L’intérêt actuel pour ce sujet a été alimenté par les travaux de Harry Whittington. Ses collègues ont analysé un certain nombre de fossiles de schiste, et ils ont conclu que la plupart d’entre eux sont des restes d’organismes fondamentalement différents de tous les animaux existants. Ce sont les recherches de Steven Gould, traduit dans l’ouvrage « The Amazing Life » qui ont finalement ouvert ce sujet au grand public, et a de nouveau rendu pertinent le problème de l’existence et de la nature de l’explosion cambrienne.

Malgré toutes les études menées sur l’explosion cambrienne, une explication communément acceptée sur ce qui s’est passé durant cette période n’existe pas, et les débats et recherches sur le sujet continuent à inspirer de nombreuses études scientifiques. Par exemple, tous les scientifiques n’acceptent pas l’idée que l’explosion cambrienne représente une transition évolutive exceptionnellement rapide, bien que presque tout le monde s’accorde sur le fait que quelque chose d’important s’est passé à l’aube de l’ère cambrienne.

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