Les premiers fossiles d’animaux ressemblant à un poisson remontent entre 518 millions et 530 millions d’années plus tôt. Trouvés en Chine et appelés Haikouichthys, ces animaux mesuraient environ un pouce de long (2,5 cm) et avaient une tête avec 7 à huit fentes à sa base qui ressemblaient à des branchies. Ils avaient également une colonne vertébrale distincte entourée de muscles.
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Mais il existe des méthodes Haikouichthys ne ressemblait à aucun poisson moderne. Par exemple, ils n’avaient pas de mâchoire. Au contraire, leur bouche était une ouverture en forme de cône semblable à celles que l’on voit chez les myxines et les lamproies modernes. Ils semblent également ne pas avoir eu de nageoires latérales.
Bien que les chercheurs comme moi n’étaient pas là pour voir par nous-mêmes ce qui se passait sur Terre il y a si longtemps, nous utilisons des indices géologiques pour découvrir ce que vivaient les animaux quand . Voici comment nous calculons des chronologies très anciennes et même mettons des dates sur des fossiles comme Haikouichthys.
Déterminer par millions
Pour déterminer depuis combien de temps les poissons sont apparus pour la première fois sur Terre, vous avez besoin d’une méthode pour déterminer des périodes de temps vraiment très longues. Les horloges mesurent de brefs intervalles, comme les secondes, les minutes et les heures. Les calendriers déterminent des périodes plus longues, comme des jours, des mois et des années. Que pouvez-vous utiliser pour déterminer d’innombrables années ?
La datation radiométrique est la technique utilisée par les chercheurs pour calculer le passage du temps en millions d’années. Pour déterminer l’âge des roches et des fossiles, les chercheurs déterminent le type d’atomes dont ils sont constitués.
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Vous comprenez peut-être que les atomes sont les éléments constitutifs des molécules, qui composent tout ce qui vous entoure : la pelouse, le ciment et même l’air. Alors que de nombreux atomes sont extrêmement stables, certains, appelés atomes radioactifs, sont instables. Sur de longues périodes, ils se décomposent spontanément en atomes plus stables.
L’uranium fait partie de ces atomes radioactifs. Il se décompose extrêmement lentement en plomb. Les atomes d’uranium et de plomb peuvent être trouvés naturellement dans les roches et les minéraux en très, très petites quantités.
Les physiciens nucléaires ont en fait calculé qu’il faudrait 700 millions d’années pour qu’une livre d’uranium se décompose en une demi-livre livre de plomb. Ce taux de décomposition se produit à un rythme si prévisible que les scientifiques peuvent l’utiliser pour déterminer avec une précision relative l’ancienneté des roches et des fossiles.
Le concept de datation radiométrique a tout d’abord frappé un scientifique néo-zélandais nommé Ernest Rutherford en 1904. Son concept était de déterminer le nombre d’atomes d’uranium et d’atomes de plomb dans une roche et de les comparer. Il a prédit qu’une roche plus ancienne contiendrait plus de plomb et moins d’uranium qu’une roche plus jeune.
Le scientifique américain Bertram Boltwood a testé le concept de Rutherford en mesurant la quantité d’uranium et de plomb dans différents des roches provenant du monde entier.
Dès qu’une roche se forme, aucun nouveau composant n’y est apporté. Les scientifiques peuvent calculer la quantité d’uranium avec laquelle la roche a commencé en ajoutant ce qui reste à la quantité de plomb qui s’y trouve maintenant, grâce au processus de désintégration radioactive. Ensuite, puisqu’ils savent précisément combien de temps il faut à l’uranium pour se décomposer en plomb, ils peuvent déterminer l’âge de la roche. Boltwood a prouvé que le concept de Rutherford fonctionnait, développant le domaine de la datation radiométrique en 1907.
La fabrication du fossile Haikouichthys
Les fossiles sont des roches. Les scientifiques peuvent utiliser la datation radiométrique pour estimer depuis combien de temps les organismes qui ont laissé l’empreinte fossile vivaient sur Terre.
Les animaux laissent des empreintes fossiles dans des circonstances uniques. Pour que les Haikouichthys laissent des fossiles, leurs cadavres auraient dû couler au fond de l’eau et être recouverts de sédiments avant que les microbes ne puissent les décomposer. Les minéraux contenus dans les sédiments se seraient infiltrés dans les Haikouichthys pour que leurs restes finissent par se fossiliser.
Dating radiométrique de Haikouichthys les fossiles recommandent que ces animaux nageaient dans les eaux de la Terre il y a entre 518 et 530 millions d’années – et potentiellement plus longtemps.
L’âge de la Terre en une journée de 24 heures
Les scientifiques, utilisant la radiométrie datation, estime que la Terre elle-même a 4,5 milliards d’années. Pendant une longue période de temps dans le monde, il n’y a pas eu de vie du tout. Puis des micro-organismes comme des germes sont apparus. Ce n’est que récemment que les plantes et les animaux ont commencé à vivre sur Terre.
Si vous considérez l’âge de la Terre jusqu’à présent comme une journée de 24 heures, il s’avère que Haikouichthys vivait 2 heures et 45 minutes avant la fin de la journée. Des animaux ressemblant à des humains sont apparus beaucoup plus récemment sur Terre – il y a environ 5 à 7 millions d’années – quelques minutes seulement avant la fin de la journée théorique.
Que les Haikouichthys a été le premier poisson ou non reste controversé. Il y a vraiment quelques autres fossiles ressemblant à des poissons de la même période. Mais les paléontologues continuent de creuser. Qui sait, peut-être découvriront-ils dans quelques années un animal ressemblant à un poisson encore plus ancien qui détrônera Haikouichthys en tant que créature ressemblant à un poisson la plus ancienne.
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Isaac Skromne, professeur adjoint de biologie, Université de Richmond
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