Le continuum de la vie. Escalier du temps : Hadéen, Archéen, Protérozoïque ( à MA)

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1 «Affronter l immensité» Continuum et Ruptures Evolution et grandes aquisitions de la vie Du Préambrien à nos jours, il s agit de montrer : que la vie se perpétue en rebondissant, profitant de haque nouvelle ondition des milieux, omment les grands groupes se mettent en plae, omment la vie onquiert tous les milieux. La visite de et espae est une déambulation dans le temps. Après un esalier représentant les temps protérozoïques, les trois branhes d un Z évoquent les grandes ères de l histoire de la Terre et le «ontinuum» de la vie alors que les kiosques marquent des «ruptures» dans le parours et dans l histoire de la vie. Le ontinuum de la vie Esalier du temps : Hadéen, Arhéen, Protérozoïque ( à MA) L ère la plus longue : 86 % de l'histoire de la Terre, e que l on appelle le Préambrien, un passé énigmatique (très peu de traes). Faire vivre au visiteur l apparition de la vie sur la Terre. la himie de la vie a ommené très tôt, on ne sait omment ; les premiers pluriellulaires sont apparus 3.5 milliards d années plus tard ; très vite ensuite l essentiel des strutures des animaux s est mis en plae. Dans l espae Dans un ylindre sombre, 29 marhes à monter pour parourir les premiers milliards d années de l histoire de la Terre. - Sous l esalier, une horloge du temps : 12 heures pour l histoire de la Terre, en évidene grâe à une ouleur, les 4 milliards d années orrespondant au protérozoïque. - 4 anneaux lumineux à traverser pour évoquer le temps (un pour haque milliard) depuis la formation de la Terre jusqu au Cambrien (-540MA) - des ouleurs pour illustrer les hangements des onditions : rouge (matériaux en fusion à l origine de la Terre), orangé (modifiation de la omposition ave l apparition de l oxygène dans l eau) et bleu (passage de l oxygène dans l atmosphère). - Une olonne de verre graduée, orrespondant au temps qui se déroule dans l esalier, ave quelques spéimens : des météorites (hondrites arbonées) pour la naissane de la Terre, il y a 4550 millions d années une moléule d ADN en déor et un spéimen de Stromatolite, datant de 3800 MA (onstrution alaire résultant de l ativité de Cyanobatéries, premières traes laissées par des êtres vivants), pour l origine de la vie un spéimen de rohes rubanées (ou banded-iron) pour l apparition de la hlorophylle (3500 MA) qui a permis la libération d oxygène par les premières algues hlorophylliennes : le fer présent dans les sédiments s oxyde leur donnant la ouleur rouille aratéristique. Après saturation de l eau et des sédiments en oxygène, e gaz passe dans l atmosphère modifiant sa omposition (hangement de ouleur du déor). 1

2 un spéimen de Grypania spiralis : la vie s organise ave les premiers Euaryotes, onstitués de véritables ellules à noyau (2000 MA). Spéimen de Méduse Nemiana simplex, parmi les premiers Métazoaires. Les organismes pluriellulaires apparaissent : les ellules s assoient entre elles grâe à une protéine, le ollagène ; elles se spéialisent : ellules nerveuses et musulaires permettent la pereption du milieu et des déplaements, la symétrie bilatérale apparaît (600 MA) - Sur le palier, en haut de l esalier : MA la fresque reonstituant la faune d Ediaara (Australie) onstitué d empreintes de orps mous de Métazoaires sans oquille ni squelette) : spéimens Dikinsonia ostata, Aspidella terranovia. audiovisuel présentant l évolution de la paléogéographie de -750MA à -570 MA. Première branhe du Z : Paléozoïque (- 540 à MA) Le Paléozoïque, ère «des animaux aniens», voit l explosion de la vie et sa diversifiation. La vie «invente» : aquisitions de la arapae, oquille, vertèbres, squelette. Plusieurs phases de turbulenes biologiques pontuent son déroulement. Explosion de la vie au Cambrien Rebondissement de la vie à l Ordoviien ave un développement intense de nouveaux groupes d animaux, Le début de l aventure sur les ontinents au Silurien, La diversifiation de la faune marine et apparition des Tétrapodes au Dévonien, L explosion des forêts et l apparition de l œuf amniotique au Carbonifère, L apparition des Conifères au Permien Dans l espae Une horloge du temps pour visualiser le temps déjà parouru depuis le début de l histoire et la portion orrespondant au Paléozoïque qui va être traversé Anneaux lumineux du temps indiquant l âge absolu Graduations au sol (éhelle : 19 m pour 5 MA) Frise sur la partie supérieure du mur de gauhe : des sigles représentent les aquisitions suessives au ours de ette ère En fin de parours, pour réapituler, un éran présentant l évolution de la paléogéographie au ours de l ère, la mise en plae des aquisitions (sigles de la frise renseignés : signifiation et âge absolu), une reonstitution de l environnement du Paléozoïque. Panneaux expliatifs et spéimens pour présenter les aquisitions suessives et les grands groupes d êtres vivants. Cambrien (- 542 MA) La vie est exlusivement marine : apparition des grands groupes atuels et formes ayant aujourd hui omplètement disparues. - Les shistes de Burgess (Canada) ontenant les fossiles aratéristiques, formes spetaulaires ar ne ressemblant à auune forme atuelle : animation et 4 spéimens fossiles (3 Arthropodes et 1 Annélide) - aquisition des parties dures, oquille et arapae : spéimens de Trilobites, 2

3 - aquisition de la horde : «poissons hinois» ( Haikouella et Yannanozoon, les premiers hordés) - aquisition du râne Ordoviien ( 488 MA) La mer envahit les espaes réés par la disloation du super ontinent ; l eau peu profonde et haude favorise l installation des réifs. - plate-forme réifale d éponges en déor ave éponges et Ehinodermes (étoiles de mer, Oursins), Crustaés, Trilobites (10 spéimens), Brahiopodes, Méduses - aquisition des vertèbres (-460 MA) : Saabambaspis janvieri (sans mâhoire artiulée) Silurien (-443 MA) - Diversité de la faune dans les oéans ave nouvelles espèes de Trilobites, Mollusques, Annélides, Ostraodermes, Plaodermes - Début de l aventure sur les ontinents hez les animaux : Chéliérates et Insetes - Des aquisitions hez les animaux vertébrés : mâhoire artiulée - Premières plantes terrestres ave aquisition de la utiule, des stomates et des vaisseaux onduteurs de sève (-425 MA) : Cooksonia (maquette) Dévonien (-416 MA) - Chez les Vertébrés, aquisition de l os (-410 MA) puis des poumons et des nageoires harnues (-380 MA) permettant le début de la onquête des ontinents : Eusthenopteron (Coelaanthe), anêtre des Tétrapodes. Ihthyostega est le premier Amphibien muni de véritables membres pairs (-370 MA). - Chez les végétaux, aquisitions de la lignine (-410 MA), des feuilles (-360 MA) permettant la olonisation des ontinents. Apparition des premiers arbres : Arheopteris, fougère arboresente fossile. - Des formes invertébrés: polypiers, Brahiopodes, Trilobites, Ehinodermes (Crinoïdes, Oursins, Etoiles de mer) dans les mers et Arthropodes sur terre - Des Vertébrés : Requins, Plaodermes et Ostraodermes au squelette artilagineux Dunkleosteus, (moulage) l un des premiers «poissons» à mâhoires, aux grandes plaques dentaires. Carbonifère (-359 MA) Des aquisitions qui permettent la reprodution en milieu ontinental et don la libération omplète de l eau : l œuf amniotique hez les animaux Vertébrés (- 320 MA) et la graine hez les végétaux (-300 MA) Illustrations ave des spéimens de graines fossiles, d une illustration d une élosion de lézard. En déor, les forêts maréageuses ave flore et faune des houilles, Libellule géante Meganeura. Permien (-299 MA) Sur les ontinents - Chez les végétaux : premiers Conifères, Prêles, frondes de fougères, raines - Chez les animaux : Amphibien ouvert d éailles (Eryops megaephalus), Mésosaure (Stereosternum tumidum) Dans les mers Les ontinents s étant réunis en un seul, la Pangée, les zones ôtières peu profondes et propies à la diversifiation de la vie sont réduites entraînant une diminution massive du nombre d espèes dans les mers. Fin du Permien : anneau lumineux MA 3

4 Deuxième branhe du Z : Mésozoïque (- 251 à - 65 MA) Le Mésozoïque, ère «de la vie du milieu» voit les radiations et modifiations des milieux marquant les 3 périodes de ette ère. Les grands groupes mis en plae préédemment se développent : des lignées s installent et évoluent. A la fin de ette ère, tous les groupes atuels sont en plae. Les nouvelles aquisitions anatomiques et biologiques mènent les Vertébrés vers une plus grande autonomie vis à vis de leur milieu de vie. Histoire partiulière d un groupe animal, les Rudistes : des lignées apparaissent, évoluent puis disparaissent (ontinuum et ruptures à petite éhelle). Grande diversifiation des groupes du Jurassique (Dinosaures, Ihthyosaures, Ptérosaures) et explosion des Oiseaux au Crétaé. Dans l espae Une horloge du temps pour visualiser le temps déjà parouru depuis le début de l histoire et ouleur repérable de la portion orrespondant au Mésozoïque qui va être traversé Anneaux lumineux du temps indiquant l âge absolu - Panneaux expliatifs et spéimens pour présenter les aquisitions suessives et les grands groupes d êtres vivants (vie marine à gauhe et ontinentale à droite) - En fin de parours, pour réapituler, un éran présentant l évolution de la paléogéographie au ours de l ère, illustration de lignées éphémères, une reonstitution de l environnement Trias (-251 MA) Le limat haud et se n a pas permis une bonne onservation des fossiles. o Chez les animaux - Apparition du groupe des Arhosaures ave l aquisition des 2 fosses temporales (- 230 MA) hez les premiers Dinosaures : 3 rânes fossiles de Plateosaurus, Herrerasaurus, Coelophysis ; modifiations de la position des membres permettant le redressement du orps (dessins). Apparition des Ihthyosaures : Mixosaurus ornalianus - Apparition du groupe des Mammifères ave l aquisition des poils et des mamelles (- 230 MA) : râne fossile de Thrinaxodon. - Régression des membres hez ertains Tétrapodes - Diversifiation des Mollusques : Lamellibranhes, Gastéropodes, Bélemnites o Chez les végétaux Développement des Conifères favorisés par le limat : premiers Ginkgo, Arauaria, Fougères (frondes fossiles), Prêles Jurassique (-200 MA) «A l ombre des géants» Le limat haud et humide a favorisé la végétation. - Poursuite de l évolution des Mammifères - Grande diversifiation des Arhosaures dans tous les milieux : premiers Croodiliens (moulage râne Croodileimus robustus), Dinosaures sur terre (fémur fossile de Brahosaurus), Compognathus, Ptérosaures dans les airs (Pterodatylus kohi), les Ihtyosaures dans les oéans (Ihthyosaurus tenuirostris). 4

5 - Evolution de ertains Dinosaures : aquisition de la plume et apparition des Oiseaux (moulage d Arhæoptéryx lithographia). - Zoom partiulier sur le groupe des Rudistes, groupe qui est apparu, s est diversifié puis a disparu en un temps très ourt (85 MA) : ladogramme, nombreux spéimens et audiovisuel présentant e groupe. - Diversifiation des Mollusques : Nautiles (2 spéimens fossiles) Crétaé (-145 MA) «Pour qui sonne le glas» o Chez les végétaux Aquisition des fleurs (-130 MA) : les plantes à fleurs (fossile d Arhaefrutus sinensis) remplaent les forêts de Conifères ; assoiation des plantes à fleurs et des insetes pollinisateurs. o Chez les animaux - Chez les Arhosaures Diversifiation des Dinosaures : Œuf fossile d Oviraptorphiloerato, fémur de Rhabdodon prisus, Baryonyx walkeri (reonstitution), râne de Tyrannosaurus rex - Apparition des serpents - Apparition des Protoprimates, premiers de la lignée des Primates (silhouette de Purgatorius) Fin du Crétaé : anneau lumineux - 65 MA Troisième branhe du Z : Cénozoïque (- 65 à aujourd hui) Pour le Cénozoïque, ère de «la vie réente», l aent est mis sur les relations réiproques entre faunes et milieux, la diversité biologique, les assoiations de faunes et la mise en plae des faunes modernes. Dans l espae Une horloge du temps pour visualiser le temps déjà parouru depuis le début de l histoire et la portion orrespondant au Cénozoïque qui va être traversé Anneaux lumineux du temps indiquant l âge absolu Frise sur la partie supérieure du mur de gauhe : des sigles représentent des éosystèmes (voir liste) Le suivi de la lignée des Primates tout au long de l ère En fin de parours, pour réapituler, un éran présentant l évolution de la paléogéographie au ours de l ère, une reonstitution de l environnement Paléoène (-65 MA) Chez les Mammifères : évolution des Marsupiaux au Sud et des Plaentaires au Nord. Chez les Arhosaures, seuls subsistent roodiles et oiseaux : fossile de Croodylia, moulage de Gastornis Parmi les formes invertébrés : fossiles d Oursins, de Crabe Pour les végétaux : fossiles de feuilles de Saule, Erable, Ginkgo 5

6 Eoène (-56 MA) Augmentation de la taille des Mammifères ; apparition des vrais Primates (poue opposable) : Plesiadapis triuspidens, Leptadapis magnus Apparition des ordres atuels des Mammifères : - retour au milieu marin des Cétaés : Ambuloetus, l anêtre de la Baleine, muni de 4 membres ; - anêtre des éléphants : mandibule de Phosphaterium, la plus anienne espèe onnue, de la taille d un renard ; - onquête des airs : Palaeohiropteryx (Chauve-souris) Les phosphorites du Query : reonstitution d un piège naturel ave des fossiles rihes d enseignement ar ils ont permis la mise en évidene des variations des limats et de l environnement à ette époque : nombreux spéimens de fossiles Mammifères appartenant à divers groupes (dont dent de Mammouth) Oligoène (-34 MA) Les Mammifères aquièrent des grandes tailles : râne d Arhaeoterium aux grandes anines (ohon géant), dent de Baluhiterium, Paraeratherium (le plus grand Mammifère de tous les temps), Elomeryx, Meryhyus. Les Rongeurs s épanouissent. L ambre, résine fossile, essentiellement sérétée par les onifères, a permis la onservation exeptionnelle d organismes généralement peu fossilisés, omme insetes, plumes, poils et débris végétaux : spéimens d ambre seul, de mouhes, fourmis, millepattes, fleur, poils de Mammifères fossiles dans de l ambre. Reonstitution d un petit éosystème régional (Armissan 30 MA) à partir de fossiles : Tortue, poissons, feuilles Mioène (-23 MA) Arrivée de nouvelles espèes de Mammifères venant d Afrique : éléphants (dent), ervidés (Diroerus), bovidés, équidés (Anhitherium) Parmi les Primates, un groupe de Grands Singes quittent l Afrique pour s installer en Eurasie : moulages de nombreux Primates (Aegyptopitheus, Oreopitheus, Proonsul, Sivapitheus, Ouranopitheus, Sahelanthropus). Dans les mers, un requin (Carharoles) Le site de Montréal du Gers montre la diversité biologique hez les mammifères : Plio / Pléistoène (-5.3 MA) Période des grandes glaiations qui vont rythmer la vie Alternane de périodes froides et plus haudes : Hippopotames (râne) et Gavial (râne de roodilien) remplaés par les grands arnivores (Ours, Hyène, Lion des avernes, Felin à dents de sabre) et herbivores (Megaeros giganteus). Les végétaux ressemblent à eux d aujourd hui : feuilles fossiles de Chêne, Hêtre, Erable, ônes d epiea, tourbe 6

7 Des pauses dans le parours Les kiosques Le temps profond Dans une ambiane onfortable, paisible. L aventure de la vie appartient au «temps profond» de la Terre que l esprit humain a du mal à s approprier. La notion de temps géologique est à aquérir dans et espae Dans l espae En déor : pendule, miroir de Hubble au sol, des effets sonores pour évoquer le temps profond Un tas de magazines symbolise le temps absolu ave la numérotation de ses pages et le temps relatif ave leur superposition Coupe stratigraphique (maquette) ave sole granitique, différents types de sédiments (onglomérats, sables, alaires, houilles, endres volaniques ), assoiée à un audiovisuel montrant la formation des ouhes mais aussi les divers phénomènes : érosion, plis, faille, intrusion qui se sont produits dans un même lieu pour aboutir à ette oupe. Importane de ertains fossiles pour dater les rohes (Ammonites) Les modes de fossilisation ave éhantillons variés de fossiles (main momifiée, pétrole, autres traes de la vie) Enquête sur une rise Par opposition au kiosque préédent, ambiane d inonfort, de stress au moment de l entrée Expliation du phénomène de «rises». Mise en évidene d un hangement radial ave une mise à disposition de nihes multiples favorisant les nouvelles adaptations. Les auses des rises sont multiples mais elles ont souvent un élément dominant. Dans l espae Une série de dessins illustrant les auses possibles des disparitions d espèes à grande éhelle (variations de températures, du niveau des mers, volanisme, ause extraterrestres, épidémies, gaz à effet de serre, auses inonnues, ativité humaine) Des exemples de vitimes de rises Evoation de la rise Crétaé/Tertiaire ave présentation de groupes d avant la rise, des survivants et l explosion des groupes nouveaux profitant des nihes libérées à onquérir Courbes de biodiversité marine et ontinentale ave les fateurs identifiés des rises. Présentation d espèes végétales et animales qui ont triomphé de toutes les rises, onservant leur aspet primitif (appelées faussement «fossiles vivants») : Coelaanthe, Blatte, Libellule, Limule, Nautile Interrogation onernant la situation atuelle : disparition massive des espèes atuelles liée à l ativité humaine (nouveau «oup de stress» imposé par l Homme à la planète) 7

8 sur un site de fouille paléontologique : Montréal-du-Gers Déouvert dans une arrière de alaire, e site appartenant au Muséum d histoire naturelle est daté du Mioène (-17 MA). Des stages d été organisés par le Muséum ont permis d extraire une grande diversité de fossiles. Leur étude au laboratoire a permis la déouverte de nombreux spéimens de Mammifères (5 espèes nouvelles pour la siene), Serpents, Tortues, Croodiles, Amphibiens, Oiseaux, végétaux et la reonstitution de l environnement au Mioène (paléoenvironnement). Le travail de fouille sur le terrain, au laboratoire. Utilisation des fouilles par le sientifique pour l émission d hypothèses onernant la reonstitution d un paléo environnement (travail du paléontologue). Dans l espae - Déor au sol : reonstitution d un lieu de fouille vierge ave fossiles apparents dans le sol. - Une surfae de fouille ave notes, outils, tehniques utilisées et fossiles dégagés prêts à être enlevés. - Nombreux fossiles montrant la diversité de la faune - Des audiovisuels (non apparents, visibles sur délenhement par téléommande) o La fouille dans tous ses états Présentation des différentes étapes pour extraire un fossile du sous-sol après un quadrillage du terrain pour repérer son emplaement exat. - Dégagement autour de l os ave divers outils : aiguilles, outeau, marteau, burin, marteau-piqueur, pineaux ) - Consolidation de l os très fragilisé (fissures) ave des olles fluides solubles à l alool (et pas à l eau) - Déoupage du blo à extraire - Collage d un papier sur l os - Mise en plae de papier aluminium et oulage d un plâtre - Prélèvement du blo ontenant le fossile o Histoire reonstituée du site de Montréal Animation présentant la reonstitution des événements à partir de l étude des fossiles et du travail d une équipe de nombreux sientifiques, haun spéialisé dans un domaine partiulier. - Du alaire se dépose dans un grand la (préipitation de arbonate de alium) - Des sédiments détritiques provenant de l érosion de reliefs émergés s aumulent et des mouvements tetoniques entraînent la disparition du la - Une rivière s installe dans ette zone émergée et reuse le alaire - En période de fortes rues, la rivière déborde et arrive jusqu au la onstituant une zone maréageuse. - Les animaux se font piéger dans les limons, les dépôts les plus fins - Le la inonde à nouveau la région et du alaire se dépose à nouveau sur les limons o Reonstitution d une sène au Mioène En fin de parours Des «zooms» 8

9 Sur les «derniers venus» dans l histoire de la vie L évolution est en marhe onstante : des espèes ontinuent à apparaître L Homme a laissé des traes de son évolution psyhique L Homme n est pas le dernier venu : des lignées sont apparues après lui. Dans l espae Conernant l Homme Evolution biologique : o Un tableau de famille : «portraits de nos anêtres» Homo eretus, Australopitheus afrianus, Homo rudolfensis, Australopitheus afarensis, Homo habilis, Australopitheus boisei, Homo Neanderthalensis, Australopitheus anamensis o traes au sol pour la bipédie Evolution tehnologique : o Fabriquer des outils : bifaes, raloirs, grattoir, burin o Faire du feu : reste de foyer au sol Evolution ulturelle : o Inhumer les morts : sépulture o Sublimer la nature : œuvres d art (aiguilles, dents perées, galets peints, sulpture des bisons) Conernant d autres lignées en évolution et espèes apparues après l espèe humaine : Cihlidés (poissons des las afriains apparus il y a quelques milliers d années), Ours blan (naturalisé) divers exemples de Virus (extraits d artiles de journaux) Avant de sortir, une itation de Charles LYELL (1873) illustre la brièveté de l histoire de l Homme par rapport à la longue histoire de la Terre. «Imaginons que la distane séparant le nez du Roi de l extrémité de sa main quand il étend le bras, représente l histoire de la Terre. Un simple oup de lime sur l ongle suffirait à effaer toute l histoire de l Humanité.» 9