Mots clés : Cerin, ptéridospermales, bennettitales, fossile, évolution biologique

Feuilles de Ptéridospermales et de Bennettitales du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Pierre Thomas

Laboratoire de Sciences de la Terre / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

28/09/2009

Résumé

Fossiles de végétaux du Jurassique.


Figure 1. Fronde de Pachypteris sp. , Ptéridospermale kimméridgienne, carrière de Cerin (Ain)

Fronde de Pachypteris sp., Ptéridospermale kimméridgienne, carrière de Cerin (Ain)

Figure 2. Fronde de Pachypteris sp. , Ptéridospermale kimméridgienne, carrière de Cerin (Ain)

Fronde de Pachypteris sp., Ptéridospermale kimméridgienne, carrière de Cerin (Ain)

Détail de l'image précédente.


Dans la lagune jurassique de Cerin (plus précisément kimméridgienne), vents et courants amenaient parfois des fragments végétaux flottants, débris issus du couvert végétal qui poussait sur les îles voisines. Parmi ces végétaux, les Ptéridospermales et des Bennettitales sont les plus fréquents.

Les Ptéridospermales sont des plantes ligneuses de taille et de port variés (arborescents ou lianoïdes), dont les frondes (feuilles) ressemblent souvent à celles des fougères actuelles. Par contre, les structures de dispersion (non trouvés à Cerin) ne sont pas des spores contrairement aux fougères, mais des graines proches des graines actuelles. Ces graines étaient issues du développement d'ovules (nus). Les Ptéridospermales sont les plus anciennes Gymnospermes connues. Elles sont très abondantes au Permo-Carbonifère, et encore présentes, bien que plus rares, au Mésozoïque. Elles disparaissent durant le Crétacé. On les appelle souvent des « fougères à graine ». Les Conifères, Cycadales, Ginkgoales, Angiospermes … seraient des « rameaux » dérivant des Ptéridospermales.

Trois genres sont présents à Cerin, dont les Pachypteris et les Cycadopteris présentés cette semaine.

Figure 3. Phylogénie (très) schématique des végétaux vasculaires

Phylogénie (très) schématique des végétaux vasculaires

Les positions des Ptéridospermales et des Bennettitales de Cerin sont figurées par les cercles rouges. L'épaisseur des traits donne une idée de l'importance des différents groupes.


Figure 4. Fronde de Cycadopteris jurensis , Ptéridospermale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Fronde de Cycadopteris jurensis, Ptéridospermale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Figure 5. Fronde de Cycadopteris jurensis , Ptéridospermale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Fronde de Cycadopteris jurensis, Ptéridospermale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Figure 6. Fronde de Cycadopteris jurensis , Ptéridospermale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Fronde de Cycadopteris jurensis, Ptéridospermale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Cette morphologie de folioles de Cycadopteris jurensis était anciennement appelée Cicadopteris braunia .


Figure 7. Fronde de Cycadopteris jurensis , Ptéridospermale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Fronde de Cycadopteris jurensis, Ptéridospermale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Cette autre morphologie de folioles de Cycadopteris jurensis était anciennement appelée Cicadopteris braunia .


Les Ptéridospermales n'existent plus, mais les fossiles (parfois complets dans d'autres gisements que Cerin) montrent que la majorité de ces végétaux (sauf certains qui étaient lianoïdes) devaient relativement ressembler aux fougères arborescentes (aux structures de dispersion près). La figure suivante montre un quasi-équivalent (morphologique) actuel, qui donne une idée de ce à quoi devait ressembler certaines Ptéridospermales.

Figure 8. Fougère arborescente actuelle, île de Fayal, Açores

Fougère arborescente actuelle, île de Fayal, Açores

Cette fougère arborescente donne une idée de ce à quoi devait ressembler l'appareil végétatif de certaines Ptéridospermales.


D'autres fossiles de végétaux sont très abondants à Cerin : les Zamites .

Les Zamites sp. sont des Bennettitales, groupe de végétaux ayant vécu du Trias au Crétacé, avec une apogée au Jurassique supérieur-Crétacé inférieur. Comme les conifères, les ginkgos, les cycas, les angiospermes…, ils dérivent des Ptéridospermales. Il s'agit de végétaux dont le port ressemblait à celui des Cycadales, Gymnospermes à cônes femelles formés d'écailles dont il existe actuellement 11 genres. Mais si le port des Bennettitales ressemblait à celui des Cycadales actuelles, leur appareil reproducteur (non découvert à Cerin) était différent, semblant intermédiaire entre celui des Gymnospermes et celui des Angiospermes : ovule nu comme chez les Gymnospermes, mais entouré de pièces « florales » (ressemblant aux pétales et sépales), le tout « mimant » la fleur des Angiospermes (apparue au Crétacé).

Figure 9. Feuille de Zamites fenoanis , Bennetitale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Feuille de Zamites fenoanis, Bennetitale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Figure 10. Feuille de Zamites fenoanis , Bennetitale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Feuille de Zamites fenoanis, Bennetitale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Détail de l'image précédente.


Figure 11. Feuille de Zamites fenoanis , Bennetitale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

Feuille de Zamites fenoanis, Bennetitale du Kimméridgien, Cerin (Ain)

 

Figure 12. Vue d'ensemble d'une Cycadale actuelle

Vue d'ensemble d'une Cycadale actuelle

Le port ressemble à celui des Bennettitales du Mésozoïque, malgré la différence d'appareil reproducteur.

Ga-Modjadji Cycad Reserve, Afrique du Sud


Figure 13. Vue de détail d'une Cycadale actuelle

Vue de détail d'une Cycadale actuelle

Le port ressemble à celui des Bennettitales du Mésozoïque, malgré la différence d'appareil reproducteur.

Ga-Modjadji Cycad Reserve, Afrique du Sud


Ptéridospermales et Bennettitales sont des Gymnospermes maintenant éteintes. Les Gymnospermes apparaissent au Dévonien supérieur, évoluent rapidement et « dominent » le monde terrestre au Trias et au Jurassique. Elles disparaissent ou déclinent fortement à partir du milieu du Crétacé, à l'exception notable des Conifères (= Coniférales = Pinales) qui gardent encore aujourd'hui une importance écologique majeure. La disparition des Bennettitales et des Ptéridospermales, ainsi que la réduction d'importance des Ginkgoales, des Cycadales et autres Gnétophytes peuvent être mise en relation avec l'apparition et le développement des Angiospermes qui apparaissent au Crétacé. Face à ces dernières qui disposent d'une reproduction plus efficace, la sélection naturelle n'a pas fait de cadeaux !

La totalité des fossiles montrés ici fait partie des réserves du futur Musée des Confluences de Lyon, musée en cours de construction et qui devrait ouvrir en 2014-2015. Sous la conduite éclairée de Didier Berthet, responsable des collections de Cerin, j'ai pu accéder à ces réserves et en photographier une (petite) partie. Merci à lui de m'y avoir guidé et de m'autoriser à diffuser ces photographies. À partir de 2014-2015, vous pourrez voir certains de ces échantillons et biens d'autres encore dans les expositions permanentes du Musée de Confluences, ainsi que dans des expositions temporaires. Le Musée des Confluences a également publié un « beau livre », livre magnifiquement illustré par un photographe professionnel, livre retraçant l'histoire du site de Cerin qui complétera et approfondira ces dossiers Planet-Terre.

Mots clés : Cerin, ptéridospermales, bennettitales, fossile, évolution biologique