Robert L. Carroll

Paleontology, paleobiology

Il a reconnu et décrit le plus ancien des ancêtres connus de tous les reptiles, oiseaux et mammifères, et qui est aussi à l’origine des vertébrés terriens et de différents amphibies comme les grenouilles et les salamandres.

"N'importe quel étudiant au secondaire peut sortir et faire des découvertes de fossiles."

Un paléontologue vertébré étudie les restes fossilisés des animaux avec des os. Robert Carroll dit, la « paléontologie est une science très visuelle. Même les enfants en bas âge peuvent comprendre que les fossiles bien-préservés représentent les plantes et les animaux déjà-vivants. » Les fossiles fournissent les preuves de base pour les connaissances de l'histoire de la vie sur terre. Elles démontrent que dans le passé, les animaux et les plantes étaient très différents de ceux vivant aujourd'hui. Et plus les fossiles sont anciens, plus les différences avec les plantes et animaux modernes sont importantes. Ceci donne à l'investigateur une appréciation pour l'évolution de la vie et l'unité globale de toute la matière organique.

L'étude de la paléontologie n'a pas simplement pour sujet les créatures qui sont mortes des millions d'années dans le passé. Pour comprendre la nature des fossiles on doit se renseigner sur l'anatomie, la physiologie et la génétique des plantes et animaux existants. « Pour moi, ceci fait de la paléontologie une profession très unificatrice, » dit Carroll. La paléontologie exige également la connaissance des roches et de la géologie pour établir l'âge des fossiles et la nature de l'environnement dans lequel ils ont vécu. Ceci inclut la connaissance des changements principaux du climat de la terre et les transformations et mouvements des continents et des océans. Finalement, la paléontologie fournit les preuves de notre propre ascendance humaine avant l'apparition de l'histoire écrite, et elle montre les facteurs qui peuvent expliquer notre évolution à partir d'animaux primitifs, ressemblant aux singes.

Parfois Carroll devient très passionné lorsqu'il enlève la matrice d'un fossile, découvrant quelque chose de jamais vue auparavant. La préparation peut sembler une corvée mécanique, mais c'est la manière dont les paléontologistes évaluent scientifiquement leurs hypothèses. Exposer les os fossilisés peut aider à déterminer les mécanismes d'un joint, ou des rapports que l'animal a eus avec d'autres organismes dans son environnement. Il montre les modes de vie des animaux éteints. D'autres scientifiques utilisent des télescopes, le séquençage de gènes ou des fusées envoyés sur Mars, soit des méthodes qui comportent tous des adaptations mécaniques. Les paléontologistes emploient les aiguilles pointues.

Échelles de temps

Une connaissance de la paléontologie ne peut pas venir sans une appréciation pour l'échelle de temps géologique comparée au temps historique ou humain. Compare ces périodes approximatives :

----------------- Temps historique -----------------

  • École prmaire et secondaire : 12 ans
  • Une vie humaine : 80 ans
  • L'existence d'un pays (Etats-Unis) : 200 ans
  • Une religion (Christianisme) : 2 000 ans
  • Toute l'histoire humaine enregistrée : 6 000 ans
  • ----------------- Temps géologique -----------------

  • L'existence des humains qui nous ressemblent (qui utilisaient des outils et faisaient de l'art) : 50 000 ans
  • Les humains divergent des singes : il y a 6 000 000 ans
  • Disparition des dinosaures : il y a 65 000 000 ans
  • Rampement de vertébrés sur la terre, à partir de la mer : il y a 365 000 000 ans
  • Les animaux multicellulaires apparaissent : il y a 530 000 000 ans
  • Origine de la vie sur terre : il y a 3 500 000 000 ans
  • Formation de la terre : il y a 4 600 000 000 ans
  • Origine de l'univers : il y a 13 000 000 000 ans
  • Pour mettre tout ceci en perspective, l'ampleur entière de toute l'histoire humaine enregistrée (6 000 ans) représente un peu plus d'un millième d'un pour cent du temps depuis que les premières créatures avec des épines dorsales ont rampé hors de la mer (il y a 365 millions d'ans).

    Geological time line, a paleontological problem and how paleontology is done. Click to enlarge.

    Clique sur le graphique à agrandir.

    Légende de nombres sur le graphique :

    1. Les hommes habitent la Terre depuis une courte période de temps. Ce diagramme, avec la température sur la verticale, prouve que pour la majeure partie de l'histoire de la terre la planète a été plutôt comme une serre chaude tropicale qu'une «glacière». Les scientifiques ne savent pas si nous sommes maintenant dans une période courte de chauffage qui pourrait finir dans une autre période glaciaire en 10 000 ans, ou si la terre réchauffera graduellement à une température comme celle de l'âge des dinosaurs.

    2. Il y a environ 300 millions ans, beaucoup d'animaux vivaient sur terre, et les fossiles innombrables de cette périodent témoignent de ce fait. Hylonomus lyelli, montré ici, est le plus ancien reptile connu (315 millions années).

    3. Un espace mystérieux dans les connaissances sur les fossiles sur une durée de 100 millions d'années, entre la période des amphibiens archaïques et l'apparition des fossiles des grenouilles avancées, les salamandres et les cécilies.

    4. Robert Carroll et ses collègues ont trouvé la clef à l'ascendance des grenouilles et salamandres dans des fossiles d'organismes à l'étape larvaire. Ces organismes font partie de familles d'amphibiens archaïques parentées qui ont des branchies externes comme des salamandres, mais aussi des crânes avec des ouvertures très grandes, comme ceux des grenouilles et des salamandres. Les cécilies ont  pu évoluer à partir de microsaures allongés.

    5. Fossile d'une larve d'amphibien âgé de trois millions d'années. Cet espèce est parenté aux ascendants des salamandres. Noter les branchies externes étiquetées « ex gills » dans le schéma de la même créature (ci-dessus). Aussi présenté: un étau à goupilles employé par les paléontologues pour exposer le fossiles dans la roche.

    6. Un paléontologue doit être un bon dessinateur. Quand un fossile est trouvé, les os sont habituellement écrasés ou dérangés, tel que dans la photo du crâne d'un microsaure permien.

    La première étape est de dessiner tous les os tel qu'ils apparaissent dans la roche. Ensuite, il faut les étiqueter. Après ceci, un deuxième schéma est fait pour reconstruire le squelette de la créature originale basée sur ce que nous savons de l'anatomie et de la physiologie des animaux vivants actuellement. Après, les paléontologues peuvent déduire des détails au sujet de l'animal. Ce microsaure peut avoir ressemblé à un lézard, mais il a passé une partie de sa vie dans l'eau.


    ACTIVITé

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    MYSTèRE

    La théorie standard d'évolution n'explique pas certaines choses : comment les changements génériques se produisent, ou comment les changements génétiques spécifiques donnent lieu à des différences spécifiques structurelles et fonctionnelles. Par exemple, nous ne comprenons toujours pas des choses générales telles que la façon dont la vie a commencé ou la façon dont les animaux et les usines ont commencé. Nous ne connaissons pas l'origine du développement des plumes d'oiseaux, ni des cheveux des mammifères. C'est seulement dans les dernières 10 ou 20 années, avec des avances dans la génétique moléculaire, que nous avons commencé à comprendre comment les gènes eux-mêmes ont évolué. Carroll espère qu'une nouvelle génération de paléontologues étudiant les développemements à l'échelle moléculaire  moléculaires répondront aux questions au sujet les origines des plumes et des cheveux. Ils pourraient également trouver une base génétique moléculaire pour la raison dont nous avons cinq phalanges sur nos mains et nos pieds. Un autre mystère paléontologique : d'où sont venues les tortues? Personne ne le sait.

    Pour continuer les recherches...

    Robert Carroll, Vertebrate Paleontology and Evolution, W. H. Freeman & Co., 1987.

    Robert Carroll, Patterns and Processes of Vertebrate Evolution, Cambridge University Press, 1997.

    “Palaeontology, The Evolutionary History of Amphibians,” Amphibian Biology, vol. 4, Surrey Beatty & Sons, 2000.

    Canadian Journal of Earth Sciences, vol. 40, April 2003.

    Lu Robert L. Carroll's réponse aux questions...L'histoireCarrière