Yanliao Biota en Chine, un assemblage de fossiles conservés dans le nord-est de la Chine datant du Jurassique moyen à supérieur (il y a 174 à 145 millions d’années), offre une fenêtre importante sur l’évolution des vertébrés. Avec une préservation exceptionnelle des insectes, des dinosaures à plumes et des ptérosaures de transition, ainsi que des premiers représentants des salamandres et des mammifères, le biote est connu sous le nom de Lagerstätte.
Comprendre la chronologie des événements évolutifs au cours de ces périodes est essentiel pour découvrir la diversification de la vie à travers le temps, et les scientifiques ont maintenant utilisé des couches volcaniques de cendres, connues sous le nom de tuf, pour dater les unités fossilifères, comme indiqué dans Lettres sur les sciences de la Terre et des planètes.
Créant une grotte artificiellement exposée dans des roches sédimentaires qui se sont déposées dans un milieu lacustre (associé à un lac), les sites étaient situés dans les provinces du Liaoning et du Hebei au nord-est de la Chine. Les cendres sont tombées dans le lac lors d’une éruption volcanique et n’ont pas été déplacées par la suite, ce qui est important, car cela signifie que les scientifiques savent que ces couches peuvent aider à dater les fossiles avec une plus grande précision.
Des chercheurs de l’Institut de paléontologie et de paléoanthropologie des vertébrés, en Chine, et leurs collaborateurs ont utilisé une technique appelée cathodoluminescence. Cela implique de polir les grains d’un cristal, d’exposer le centre et d’utiliser un microscope spécial pour les visualiser. Ce microscope utilise la lumière pour révéler des caractéristiques particulières du cristal, tandis que la cathodoluminescence bénéficie de deux parties d’un atome, les électrons étant tirés sur le grain et la luminescence résultante provoquant l’émission de photons à différentes longueurs d’onde. Comme les cristaux étaient presque vierges, les chercheurs savent qu’ils n’ont pas été transportés de leur emplacement d’origine.
Ces couches sédimentaires ont été datées à l’aide de 129 grains d’un cristal appelé zircon, à partir desquels les niveaux d’uranium, de thorium et de plomb ont été mesurés. Ceci est connu sous le nom de datation radiométrique U-Pb et utilise le principe selon lequel l’uranium se désintègre au fil du temps en une forme plus stable, c’est-à-dire le plomb. Le temps nécessaire à l’uranium pour se désintégrer de moitié est connu sous le nom de sa demi-vie, et c’est important pour la science, car les éléments radioactifs ont connu des demi-vies qui peuvent être utilisées pour déterminer combien se sont produites depuis la formation de l’élément. Par exemple, il existe deux types d’uranium, connus sous le nom d’isotopes, qui sont utilisés pour la datation radiométrique : l’uranium-238 a une demi-vie de 4,5 milliards d’années, tandis que l’uranium-235 a une demi-vie de 704 millions d’années. Sur cette base, les chercheurs ont daté le Yanliao Biota entre 164 et 157 millions d’années.
Dans les coupes échantillonnées, six salamandres ont été découvertes, datées de 164 millions d’années. Les chercheurs affirment que cela représente l’un des premiers événements de diversification de Caudata, un groupe d’amphibiens. Des dinosaures à ailes membraneuses ont été trouvés dans des roches sédimentaires datant de 164 à 160 millions d’années, ce qui coïncide avec des études antérieures sur le développement du vol chez les dinosaures théropodes, dont les scansorioptérygides trouvés ici sont les premiers voleurs planeurs. Les Euharamiyidans, certains des premiers ancêtres des mammifères, ont été datés d’unités âgées de 163 à 158 millions d’années.
Cette information a été utilisée dans une technique connue sous le nom de phylogénie bayésienne datée de la pointe pour contraindre la date d’origine des vrais mammifères avant ces premiers ancêtres des mammifères. Un logiciel a été utilisé pour créer ce qui est essentiellement un «arbre généalogique» complexe, dans lequel ceux qui ont des caractéristiques similaires sont trouvés plus proches les uns des autres et des modèles évolutifs peuvent être observés.
Les chercheurs ont identifié la racine de l’évolution des mammifères dans le Trias supérieur (il y a 208 millions d’années), engendrant une diversification dans le Jurassique. Ceci est connu sous le nom de modèle à long fusible et a fait l’objet de débats, car certains chercheurs ont préconisé le modèle explosif, dans lequel les premiers mammifères sont originaires du Jurassique moyen avant de se diversifier rapidement. Bien que les chercheurs soutiennent le modèle à long fusible, ils soulignent qu’il y a eu un retard dans la diversification jusqu’au Jurassique moyen, il y a donc probablement plus de lignées fantômes d’ancêtres de mammifères hypothétiques à trouver alors que les chercheurs continuent d’explorer les merveilles de la vie sur Terre dans le passé profond.
Plus d’information:
Zhiqiang Yu et al, Cadre temporel pour le biote de Yanliao et chronologie de l’origine des mammifères de la couronne, Lettres sur les sciences de la Terre et des planètes (2023). DOI : 10.1016/j.epsl.2023.118246
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