La Galerie de l’Evolution
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La vie est apparue sur Terre il y a près de 3,8 milliards d’années. Les premiers organismes vivants étaient de simples bactéries qui se sont développées dans l’eau.
Au fil du temps, ces organismes se sont multipliés et diversifiés. Certains ont quitté les océans pour la terre ferme, tandis que d’autres ont fini par conquérir les airs.
Et aujourd’hui, ce sont des millions d’espèces, des milliards d’individus, qui peuplent notre planète.
Mais au cours de leur évolution, ces espèces ont subi de nombreuses modifications.
Certaines se sont faites lentement, en plusieurs générations.
D’autres, plus brusques, sont liées à des extinctions massives, comme celle qui a causé la fin des dinosaures (oiseaux exceptés).
Dans une salle de 1200 m2, la Galerie de l’Evolution du Musée des sciences Naturelles vous fait découvrir cette histoire fascinante de la vie sur terre depuis ses premières apparitions, en vous expliquant comment les êtres vivants se sont transformés au fil du temps.
A gauche: Trilobite (arthropodes marins fossiles), Cambrien
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La Galerie de l’Evolution du Musée des sciences naturelles, à Bruxelles, présente plus de 600 fossiles et 400 animaux naturalisés qui témoignent de l’incroyable richesse, finesse et complexité de la vie, rendant ainsi hommage à la formidable diversité sur terre.
La visite de la galerie s’articule autour de six moments-clés dans l’évolution, ceux marqués par des acquis majeurs et des bifurcations cruciales pour les espèces vivantes. Ce sont les ères du Cambrien, du Dévonien, du Carbonifère, du Jurassique, de l’Éocène et du Présent.
À chacune des six périodes, la salle vous propose deux axes de visite. D’une part, un panorama des fossiles ayant les caractéristiques significatives des nouveautés évolutives rencontrées à cette période. Chaque panorama illustre la biodiversitéde l'ère traitée.
D’autre part, un atelier afin d'examiner de près les plus étonnantes modifications et les nouveautésdes organismes vivants de l'époque. Ces ateliers vous permettent d’observer, de comparer et d’expérimenter de manière pratique, le tout dans un cadre plus aéré.
À mi-parcours de la visite, les mécanismes - la micro-évolution et la génétique – qui régissent les processus de l’évolution de manière constante et indépendamment des périodes de l’évolution sont expliqués. Des notions comme « structure ADN», « mutation », « dérive génétique » ou « formation des espèces » n’auront alors plus de secret pour vous.
Un film vous permet aussi de comprendre que chaque organisme vivant porte les traces du passé et de l’histoire de la vie.
L’évolution est un processus permanent, inhérent à la vie et qui continuera imperturbablement quand nous n’y serons plus.
Hasard et sélection naturelle
Hasard et sélection naturelle ont un rôle prépondérant dans l’évolution biologique. En effet, c’est au hasard que l’ADN – support de l’hérédité de tout organisme vivant – doit ses mutations. Elles surviennent suite à des erreurs de réplication de bases aminées (adénine, thymine, guanine et cytosine), de segments de gènes, voire de fragments d’ADN.
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Chez les organismes qui se reproduisent de façon asexuée (bactéries et autres unicellulaires mais aussi certains cnidaires, plantes, éponges…), c’est l’ensemble du matériel génétique qui est transmis aux descendants. Mais chez les organismes qui se reproduisent de façon sexuée, chaque parent ne transmet qu’une partie de son matériel génétique.
C’est donc aussi au hasard que chaque individu doit d’avoir hérité tel ou tel caractère.
La sélection naturelle est un autre mécanisme important de l’évolution. Les individus les plus faibles, les moins bien adaptés à leur milieu sont naturellement éliminés (maladies, prédation…).
Les individus les plus forts, les mieux adaptés ont une meilleure capacité de survie : certains accèdent plus facilement à la nourriture car ils sont plus grands, grimpent mieux aux arbres, plongent plus longtemps…, d’autres échappent davantage aux prédateurs parce qu’ils courent plus vite, volent plus haut, ont un meilleur camouflage… Ils ont donc plus de chance de se reproduire et ainsi de transmettre à leur descendance les caractères qui favorisent leur survie.
Autrement dit, la sélection naturelle permet l’adaptation des espèces à leur milieu au fil des générations. |
La Galerie de l’Evolution
Voici le récit de l'histoire de la vie sur terre au travers six ères marquantes :
1. Les étranges animaux du Cambrien
La vie sur Terre est apparue il y a quelque 4 milliards d’années, longtemps avant le Cambrien. Mais l’histoire ne prend une certaine vitesse de croisière qu’avec l’explosion cambrienne, qui établit les bases de la faune actuelle.
Nous avons peu de traces des organismes ayant vécu avant le Cambrien: comme la plupart avaient le corps mou, ils ne se fossilisaient que rarement. Mais au Cambrien, il y a environ 540 à 490 millions d’années, se développent des animaux dont certaines parties du corps sont minéralisées.
Exosquelette, carapace, épines, plaques, pinces… : ces parties dures constituent des protections pour les proies et des armes pour les prédateurs. En outre, elles participent au soutien de l’animal et à l’insertion de ses muscles.
Comme en témoignent les schistes de Burgess (Canada), la faune cambrienne s’est très rapidement et très largement diversifiée (d’où l’expression « explosion cambrienne »). Datés d’environ 505 millions d’années, les fossiles de ce site sont si bien conservés que l’on peut distinguer les parties molles de certains, ce qui est tout à fait exceptionnel.
2. Dans les eaux foisonnantes du Dévonien
À cette époque (de 416 à 359 millions d’années), un immense océan couvre la plus grande partie de la planète. Les mers peu profondes et assez chaudes qui bordent les masses continentales sont peuplées de trilobites, crustacés, gastéropodes, méduses…
Chez certains poissons, sans mâchoire, à carapace, du Dévonien, les arcs branchiaux cartilagineux – qui soutiennent les branchies – se transforment en mâchoire, souvent dentée. Cette innovation bouleverse considérablement la chaîne alimentaire car, grâce à leur mâchoire, ces poissons deviennent de redoutables chasseurs.
Chez de nombreux poissons, la partie avant est protégée par une carapace, très utile contre les "pirates" qui hantent les mers, comme les scorpions marins géants.
En même temps que ces poissons cartilagineux, apparaissent des poissons osseux, un nouveau groupe qui ressemble plus aux poissons actuels. Ce genre se scinde à son tour en deux groupes, où ce sont les nageoires qui font la différence.
La première variété, les poissons à nageoires à rayons, possède des nageoires fines et souples. La majorité des poissons en font partie. Le second groupe est doté de nageoires lobées, épaisses et charnues. Chez certains de ces poissons, les crossoptérygiens, ces nageoires se muent en pattes. Ainsi naissent les tétrapodes (dont l'homme), qui peuvent se risquer sur la terre ferme.
3. Dans les forêts du Carbonifère
Dès avant le Dévonien, les rivages sont envahis par de toutes petites plantes. Avec l’apparition des spores puis des graines, elles colonisent l’intérieur des terres. Et grâce au développement des feuilles, des aiguilles, du bois et des racines à la fin du Dévonien, elles deviennent de plus en plus grandes.
Au Carbonifère (de 359 à 299 millions d’années), le climat est chaud et humide – au début du moins – et sans saisons marquées, ce qui favorise l’accroissement de la biodiversité.
Au cours du Carbonifère, la vie, qui était uniquement apparue en mer, se répand dans le monde entier. Les animaux suivent les plantes à la trace. Pourtant, la terre ferme, pleine de forêts houillères, ne se laisse pas conquérir sans autre forme de procès. La survie ne peut se faire que moyennant des adaptations contre le dessèchement et avec la capacité de respirer de l’air et de rester d’aplomb, malgré la gravité.
Marécages et forêts luxuriantes abritent nombre d’insectes, araignées, scorpions, euryptérides, mille-pattes, escargots, limaces… ainsi que les premiers tétrapodes terrestres.
Les insectes sont les premiers organismes qui peuvent aussi voler, grâce aux ailes qu’ils développent. On ne connaît pas encore exactement l’origine des ailes.
Certains supposent qu’elles apparaissent suite à l’évolution de petits lobes sur le poitrail. D’autres estiment que ces nouveaux organes sont des adaptations d’ouïes mobiles, comme celles que l’on rencontre sur les nymphes et les mouches éphémères. Initialement, les ailes ont pu servir de voiles, comme chez les plécoptères. Les premiers individus volants ressemblaient probablement beaucoup aux libellules et aux demoiselles.
4. Dans les mers du Jurassique
À la fin du Permien, l’ensemble des terres émergées forment un bloc unique, la Pangée, entouré d’un océan unique, la Panthalassa. Mais au cours du Jurassique (de 203 à 145 millions d’années), la Pangée se fragmente, donnant naissance à l’océan Atlantique. De nombreuses mers peu profondes et chaudes apparaissent également. Elles sont peuplées de coraux, bivalves, bélemnites, ammonites, crustacés, poissons, plésiosaures, ichthyosaures…
L'âge d'or des reptiles. Cinquante millions d'années après la fin du Carbonifère, 95 % de toutes les espèces, dont de nombreux insectes, disparaissent. Il s'agit de la plus grande extinction de vie de tous les temps. Les survivants constituent le germe d'une nouvelle faune: c'est l'âge d'or des reptiles et, plus particulièrement, des dinosauriens. Les "reptiles" conquièrent la Terre (diverses espèces de dinosauriens), l'air (p. ex. le Pterodactylus) et la mer (p. ex. l'Ichthyosaurus et le Stenopterygius).
L'origine des oiseaux. Outre les insectes, un certain nombre d'autres groupes conquièrent l'espace aérien: les reptiles volants et les chauves-souris.
Mais les champions des acrobaties aériennes sont incontestablement les oiseaux. Leurs ancêtres directs sont à chercher parmi les petits dinosauriens prédateurs (des dinosauriens théropodes carnassiers). L'Archeopteryx est considéré comme le chaînon manquant entre les dinosauriens et les oiseaux. Il possède les caractéristiques des oiseaux (plumes, fourchette primitive) et des "reptiles" (dents, longue queue, structure de main à trois doigts et griffes).
Il existe différentes théories pour expliquer l'origine du vol. Ainsi, il y a l'hypothèse de la continuité, pour laquelle le vol est lié à des dinosauriens qui courent vite, avec les pattes avant évoluant en ailes. L'autre hypothèse est arboréale: selon cette dernière, le vol serait apparu après une phase intermédiaire de planage, au cours de laquelle les dinosauriens grimpaient dans les arbres et planaient de branche en branche, en se servant d'ailes primitives.
5. La diversification des mammifères à l’Éocène
Eocène signifie littéralement "crépuscule d'un nouveau monde". Il y a 65 millions d'années, une nouvelle extinction massive affecte les variétés vivantes, dont les dinosauriens. Plus de 60 % des espèces animales et végétales ont disparu alors. Les niches ainsi libérées sont à nouveau occupées et les grands vainqueurs sont les mammifères qui ont survécu à cette extinction massive.
Les premiers mammifères étaient apparus à la fin du Trias, il y a près de 225 millions d’années, en même temps que les dinosaures. Ils étaient plutôt petits et discrets. Mais, après la disparition des dinosauriens, les voilà libérés de leurs principaux assaillants et concurrents. ). Et ils ont continué à évoluer : les premiers mammifères modernes se sont développés au cours de l’Éocène (de 55 à 34 millions d’années).
A l'origine, les mammifères sont des animaux terrestres mais maintenant, certains groupes conquièrent l'espace aérien (les chauves-souris), d'autres colonisent les arbres (les primates), d'autres encore se risquent dans l'eau (les carnivores marins et les cétacés).
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Au début de cette période, la Terre connaît un réchauffement important : environ 10 °C de plus que la température moyenne actuelle ! Et comme en témoigne la faune de Messel, les espèces primitives sont progressivement remplacées par des formes modernes, qui s’adaptent mieux et sont plus compétitives.
Le site de Messel, près de Francfort en Allemagne, est un gisement fossilifère exceptionnel. Daté de 47 millions d’années, il doit sa réputation à la qualité, la richesse et la diversité de sa faune fossile : insectes, grenouilles, crocodiles, serpents, lézards, tortues, oiseaux… ainsi que de nombreux mammifères. Ce site illustre à merveille la transition entre les faunes primitive et moderne.
Par exemple, les serpents et lézards sont plutôt d’allure primitive alors que certains mammifères (notamment les chauves-souris) présentent des caractères plus modernes. |
Eurohippus parvulus, cousin des chevaux actuels (Messel)
6. L’évolution au présent
La dernière période glaciaire s'achève il y a 11.600 ans. Les grands animaux, comme le mammouth et le rhinocéros laineux, disparaissent. Dorénavant, l'homme moderne (qui se développe à partir de –200.000 ans parmi les primates) s'installe, chasse, cultive et se développe culturellement et socialement.
Actuellement, il y a presque 1,6 million d'espèces d'animaux et de plantes qui vivent sur Terre. Cette richesse contribue à la stabilité des écosystèmes et à leur persistance. Mais pour combien de temps encore? Le développement effréné des villes, les modifications climatiques, la destruction des zones naturelles… ont considérablement perturbé les écosystèmes d'origine, les ont même détruits, ce qui met en danger de nombreuses espèces. Un mammifère sur quatre, un oiseau sur huit et un amphibien sur trois sont menacés.
L’homme tient un rôle important dans l’évolution des espèces actuelles : il les croise, les sélectionne artificiellement, voire les crée dans ses laboratoires en manipulant le matériel génétique d’autres espèces.Il peut aussi exercer une pression sélective importante sur certaines populations.
Par exemple, les filets utilisés pour la pêche industrielle retiennent les cabillauds de grande taille. Les adultes de petite taille ont donc plus de chance d’en réchapper mais aussi de se reproduire. Résultat : les gènes responsables de la petite taille sont plus fréquemment transmis et la taille moyenne des adultes diminue au fil des générations.
Mais aujourd’hui, que ce soit de façon directe ou indirecte, c’est surtout à la disparition de nombreuses espèces que l’homme contribue : déforestation, destruction et fragmentation des habitats, urbanisation à outrance, surexploitation des ressources naturelles, pollution, changements climatiques…
7. Et dans le futur ?
Les continents sont toujours en mouvement : l’Australie remonte vers l’Indonésie, l’Europe et l’Afrique continuent à se rapprocher l’une de l’autre et finiront par fusionner. Une grande calotte glaciaire couvrira probablement l’hémisphère nord, rendant le climat de la planète aride. Bien sûr, la faune et la flore devront s’adapter à ces nouvelles conditions mais à quoi ressembleront les animaux dans 50 millions d’années, nul ne le sait…
Musée de sciences naturelles, Vautierstraat 29, 1000 Bruxelles