Des fossiles d’araignées incandescents incitent à une étude révolutionnaire sur la façon dont ils ont été préservés à Aix-en-Provence


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  • Une formation géologique près d’Aix-en-Provence, en France, est connue comme l’un des principaux trésors mondiaux d’espèces fossiles de l’ère cénozoïque. Depuis la fin des années 1700, les scientifiques y ont mis au jour des plantes et des animaux fossilisés incroyablement bien conservés.

    La formation d’Aix-en-Provence est particulièrement connue pour ses arthropodes terrestres fossilisés de la période oligocène (il y a environ 23 à 34 millions d’années). Parce que les arthropodes – des animaux avec des exosquelettes comme les araignées – sont rarement fossilisés, leur abondance à Aix-en-Provence est remarquable.

    Une nouvelle étude dans la revue Communications Terre & Environnement des chercheurs de l’Université du Kansas est le premier à demander : quels sont les processus chimiques et géologiques uniques à Aix-en-Provence qui préservent si bien les araignées de la période oligocène ?

    « La plupart des formes de vie ne deviennent pas des fossiles », a déclaré l’auteur principal Alison Olcott, professeur agrégé de géologie et directeur du Center for Undergraduate Research à KU. « Il est difficile de devenir un fossile. Vous devez mourir dans des circonstances très spécifiques, et l’un des moyens les plus simples de devenir un fossile est d’avoir des parties dures comme des os, des cornes et des dents. Ainsi, notre dossier de la vie des corps mous et terrestre la vie, comme les araignées, est inégale – mais nous avons ces périodes de préservation exceptionnelle où toutes les circonstances étaient harmonieuses pour que la préservation se produise. »

    Olcott et ses co-auteurs de la KU Matthew Downen – alors doctorant au Département de géologie et maintenant directeur adjoint du Center for Undergraduate Research – et Paul Selden, professeur émérite distingué de la KU, ainsi que James Schiffbauer de l’Université du Missouri , a cherché à découvrir les processus exacts à Aix-en-Provence qui ont fourni une voie de préservation pour les fossiles d’araignées.

    « Matt travaillait sur la description de ces fossiles, et nous avons décidé – plus ou moins sur un coup de tête – de les coller sous le microscope à fluorescence pour voir ce qui s’est passé », a déclaré Olcott. « À notre grande surprise, ils brillaient, et nous nous sommes donc beaucoup intéressés à la chimie de ces fossiles qui les faisait briller. Si vous regardez simplement le fossile sur la roche, ils sont presque impossibles à distinguer de la roche elle-même, mais ils brillaient une couleur différente sous la lunette fluorescente. Nous avons donc commencé à explorer la chimie et découvert que les fossiles eux-mêmes contiennent un polymère noir composé de carbone et de soufre qui, au microscope, ressemble au goudron que vous voyez sur la route. Nous avons également remarqué qu’il y avait juste des milliers et des milliers et des milliers de microalgues tout autour des fossiles et recouvrant les fossiles eux-mêmes. »

    Olcott et ses collègues émettent l’hypothèse que la substance extracellulaire que ces microalgues, appelées diatomées, sont connues pour produire aurait protégé les araignées de l’oxygène et favorisé la sulfuration des araignées, un changement chimique qui expliquerait la conservation des fossiles sous forme de films carbonés sur des millions d’années. années suivantes.

    « Ces microalgues forment un gloop collant et visqueux – c’est ainsi qu’elles se collent », a déclaré le chercheur de la KU. « J’ai émis l’hypothèse que la chimie de ces microalgues et la matière qu’elles extrudaient permettaient en fait à cette réaction chimique de préserver les araignées. Fondamentalement, la chimie des microalgues et la chimie des araignées travaillent ensemble pour que cette préservation unique se produise. . »

    En effet, ce phénomène de sulfuration est le même qu’un traitement industriel courant utilisé pour conserver le caoutchouc.

    « La vulcanisation est un processus naturel – nous le faisons nous-mêmes pour durcir le caoutchouc selon un processus bien connu », a déclaré Olcott. « La sulfuration prend du carbone et le réticule avec du soufre et stabilise le carbone, c’est pourquoi nous le faisons sur du caoutchouc pour le faire durer plus longtemps. Ce que je pense qu’il s’est passé chimiquement ici, c’est que l’exosquelette de l’araignée est la chitine, qui est composée de longs polymères avec unités de carbone proches les unes des autres, et c’est un environnement parfait pour que les ponts de soufre entrent et stabilisent vraiment les choses. »

    Olcott a déclaré que la présence de tapis diatomiques pourrait potentiellement servir de guide pour trouver plus de gisements de fossiles bien conservés à l’avenir.

    « La prochaine étape consiste à étendre ces techniques à d’autres gisements pour voir si la préservation est liée aux tapis de diatomées », a-t-elle déclaré. « De tous les autres sites exceptionnels de préservation de fossiles dans le monde à l’ère cénozoïque, quelque chose comme 80 % d’entre eux se trouvent en association avec ces microalgues. Nous nous demandons donc si cela explique la plupart de ces sites fossiles que nous avons dans ce temps – essentiellement peu de temps après l’extinction des dinosaures jusqu’à maintenant. Ce mécanisme pourrait être responsable de nous donner des informations pour explorer l’évolution des insectes et d’autres vies terrestres post-dinosaures et pour comprendre le changement climatique, car il y a une période de changement climatique rapide et ces organismes terrestres nous aident à comprendre ce qui est arrivé à la vie la dernière fois que le climat a commencé à changer. »

    Olcott et ses collègues sont les premiers à analyser la chimie de la conservation à Aix-en-Provence, un fait qu’elle attribue en partie aux défis de la réalisation de la science pendant les restrictions du COVID-19.

    « Je pense honnêtement que cette étude est en partie le résultat de la science pandémique », a-t-elle déclaré. « Le premier lot de ces images est apparu en mai 2020. Mon laboratoire était toujours fermé ; j’étais depuis deux mois dans ma jambe de 18 mois à la maison avec des enfants tout le temps – et j’ai donc dû changer ma façon de faire de la science. J’ai passé beaucoup de temps avec ces images et ces cartes chimiques et je les ai vraiment explorées d’une manière qui ne se serait probablement pas produite si tous les laboratoires étaient ouverts et que nous aurions pu entrer et faire un travail plus conventionnel. »

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