La ville anglaise de Lyme Regis fait partie du site du patrimoine mondial de la côte jurassique. C'est ici, dans les années 1830, que William Buckland, mieux connu pour la découverte du premier dinosaure, Mégalosaure, collecté des fossiles avec un autre paléontologue pionnier, Marie Anning.

L'une de leurs découvertes fut les restes de crinoïdes fossilisés, parfois appelés « lys de mer ». Proches parents des oursins et des étoiles de mer, ces animaux ressemblant à des fleurs consistent en une série de plaques reliées entre elles en branches avec une tige. Les spécimens de Lyme Regis, datant de la période jurassique il y a plus de 180 millions d'années, ressemblent à du laiton poli car ils ont été fossilisés avec de la pyrite (l'or des fous).

Buckland a remarqué que ces fossiles de crinoïdes étaient attachés à de petits morceaux de bois flotté que nous appelons lentilles, qui s'était transformé en charbon. Il a émis l'hypothèse que les crinoïdes avaient été attachés au bois flotté de leur vivant, et peut-être pour toute leur vie, peut-être vivant suspendu en dessous.

Les crinoïdes modernes ne font généralement pas de tels voyages, mais nous avons depuis découvert des exemples fossilisés de groupes de crinoïdes flottants. Cependant, il n'était pas clair s'il s'agissait vraiment de colonies florissantes vivant sur le bois flotté ou simplement de passagers à court terme. Maintenant, mes collègues et moi avons montré que de tels radeaux pouvaient durer jusqu'à 20 ans, beaucoup de temps pour que les crinoïdes atteignent leur maturité et deviennent des marins océaniques à plein temps.

L'idée de Buckland a d'abord été considérée comme fantastique et le monde scientifique est resté sceptique. Jusqu'à, C'est, la découverte dans les années 1960 d'un groupe vraiment spectaculaire de fossiles de Holzmaden, un village non loin de Stuttgart, Allemagne. Parmi les reptiles marins, crocodiles et ammonites, étaient des colonies géantes constituées de rondins complets recouverts de centaines de crinoïdes parfaitement conservés.

Le professeur allemand Adolf Seilacher et son étudiant de l'époque (maintenant professeur) Reimund Haude semblaient avoir résolu le mystère de Buckland. Ces radeaux flottants de crinoïdes existaient bel et bien. Cette idée a été renforcée par la preuve que, au Jurassique, ce qui est maintenant Holzmaden était un fond marin qui était inhabitable en raison des faibles niveaux d'oxygène. Les crinoïdes se seraient accrochés à vie à ces rondins car il n'y avait pas de fond marin pour vivre.

Cependant, tous les scientifiques n'étaient pas d'accord. L'une des questions clés posées était de savoir si ces radeaux de bois auraient pu survivre assez longtemps pour que les crinoïdes atteignent la maturité. Cela peut prendre jusqu'à dix ans, sur la base des taux de croissance modernes de leurs parents vivants qui peuvent encore être trouvés à des profondeurs d'environ 200 m.

Une équipe de scientifiques du Royaume-Uni et du Japon dirigée par moi-même a décidé de s'attaquer au problème. Nous avons été motivés par les recherches révolutionnaires sur les crinoïdes japonais du professeur Tatsuo Oji, qui ont été maintenus en vie dans les laboratoires de l'Université de Tokyo.

L'un des éléments clés de la théorie originale était que toute colonie flottante de crinoïdes se serait développée jusqu'à ce que la population devienne trop lourde pour que le radeau de bois la supporte. La bûche aurait coulé sur le fond marin sans oxygène où les crinoïdes se seraient alors fossilisés. Cependant, la recherche sur les populations vivantes de crinoïdes au large des côtes du Japon a révélé que les animaux seraient trop légers, même dans les grandes colonies matures, pour faire en sorte qu'une bûche devienne surchargée et coule.

Rupture du modèle

Notre recherche s'est ensuite tournée vers le bois lui-même. Nous avons établi que la façon de comprendre combien de temps la colonie a pu durer était de développer un « modèle de diffusion ». Cela a estimé combien de temps il faudrait avant que la bûche soit saturée d'eau et tombe en panne.

Le bois des fossiles de radeaux de crinoïdes n'a pas été suffisamment bien conservé pour que nous sachions de quelle espèce il provient. Nous l'avons donc représenté dans le modèle avec une estimation composite des arbres dont nous savons qu'ils existaient au Jurassique, comme les conifères, cycas et ginkgo.

Nous avons constaté que le bois flottant et sa cargaison de crinoïdes auraient pu durer au moins 15 ans et peut-être jusqu'à 20 ans avant que la bille ne commence à couler ou à se briser. Il existe des preuves dans les collections du musée de fragments de bois avec des pièces entières, crinoïdes adultes qui s'y attachaient et qui ne pouvaient résulter que de ce genre d'effondrement.

Finalement, nous avons utilisé une technique connue sous le nom d'analyse spatiale des points développée par le Dr Emily Mitchell, tracer les espaces entre les fossiles et déterminer si le modèle de position est écologique, environnemental ou les deux. Cela nous a permis d'estimer à quoi cette communauté de crinoïdes aurait pu ressembler sur le journal.

Nous avons constaté que les crinoïdes sont bel et bien suspendus sous le bois flotté, mais regroupés vers une extrémité de celui-ci. Bien que difficile à observer dans les fossiles originaux, le motif ressemble à celui d'autres espèces de rafting modernes telles que les bernaches. Ils ont tendance à habiter la zone à l'arrière d'un radeau où il y a le moins de résistance, qui peut nous indiquer la direction de déplacement de la colonie à travers l'océan.

Cette recherche a maintenant mis hors de doute que les colonies de radeaux de crinoïdes pourraient exister et survivre pendant de nombreuses années pour atteindre la maturité et parcourir les vastes distances à travers les océans jurassiques. Ils sont un exemple lointain de structures similaires que nous voyons dans les océans d'aujourd'hui.

Ces techniques passionnantes sont maintenant utilisées par une nouvelle équipe pour comparer les populations vivantes du fond marin à leurs ancêtres du Jurassique. Cela pourrait révéler comment les changements climatiques passés ont façonné les communautés marines et aidera les scientifiques à comprendre comment ces communautés pourraient répondre aux défis futurs dans un monde en constante évolution.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.