Fiche de cours

Apparition échelonnée et diversification des Vertébrés

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Objectifs
Il y a 500 millions d’années, apparaissent les premiers Vertébrés aquatiques. Aujourd’hui, les Vertébrés occupent tous les milieux.
Dans quel ordre sont apparus les différents Vertébrés ?
Comment se sont-ils diversifiés et adaptés à leurs milieux ?
1. L'apparition des différentes classes de Vertébrés
Les Vertébrés sont constitués de cinq classes :
  • Poissons (osseux et cartilagineux)
  • Amphibiens
  • Reptiles
  • Oiseaux
  • Mammifères

Doc. 1 : Apparition des différentes classes de Vertébrés.


Ce diagramme permet de dater l’apparition des différentes classes de Vertébrés.
Le nombre d’espèces de chaque classe est proportionnel à la surface colorée à laquelle correspond la classe.

• Vers - 500 Ma, les premiers Poissons sont dépourvus de mâchoire (on les nomme Agnathes). Ils sont recouverts de plaques osseuses dermiques pouvant former une véritable cuirasse.
Ce sont les poissons cuirassés.

• Puis apparaissent les poissons cartilagineux dont les actuels représentants sont les raies et les requins.

• Plus tardivement, vers - 460 Ma, les poissons osseux, comme les cœlacanthes, apparaissent.

• Les premiers Vertébrés terrestres sont des Amphibiens apparus il y a 400 Ma. Le plus ancien fossile d’amphibien connu, Ichtyostega, possédait des membres de vertébrés tétrapodes et sa respiration était à la fois branchiale et pulmonaire. Il était doté d’une large nageoire caudale.

 

Doc. 2 : Un ichtyostega.

Les premiers amphibiens sans queue et pouvant s’affranchir des marécages au stade adulte apparaissent au Trias et les grenouilles au Jurassique.

• Les premiers Vertébrés entièrement terrestres, les Reptiles, apparaissent il y a 300 Ma. Ils occupent tous les milieux.

Doc. 3 : Vertébrés du milieu terrestre.

 

Doc. 4 : Vertébré du milieu aquatique.


 

Doc. 5 : Vertébrés du milieu aérien.


Les groupes se succédant au cours du temps, il reste aujourd’hui 4 grands groupes de Reptiles : les tortues, les crocodiles, les lézards et les serpents.

Il y a 200 millions d’années, les premiers Mammifères sont apparus sur la terre. Ils se sont d’abord caractérisés par l’allaitement de leurs petits et la présence de poils. Ces animaux étaient nocturnes (éveillés la nuit) et n’étaient pas plus gros qu’une petite souris : ils ressemblaient à des musaraignes.
Suite à la disparition des dinosaures, les mammifères ont pu se développer et se diversifier en de nombreuses espèces.

Il y a 150 Ma, les Oiseaux sont les derniers Vertébrés à apparaître. L’un des premiers oiseaux connu est l'archéoptéryx dont le squelette ressemble beaucoup à celui des petits dinosaures qui marchaient sur leurs deux pattes arrière. L’archéoptéryx avait les caractéristiques d’un oiseau, mais possédait des dents.


Doc. 6 : Squelette d'archéoptéryx.

Les oiseaux vont ensuite évoluer en acquérant des plumes et un bec sans dents.

2. Adaptations et diversification des vertébrés
On remarque que la classe des Poissons est la plus représentée actuellement et compte beaucoup plus d’espèces que celle des Mammifères. On estime actuellement à 20 000 le nombre d’espèces de Poissons, à 5 000 celles des Amphibiens, à 5 000 celles des Reptiles, à 9 000 celles des Oiseaux et à 4 000 celles des Mammifères.

La respiration branchiale des Poissons et leurs œufs sans coquille ne leur permettent pas de sortir de l’eau, mais leur adaptation aux différentes conditions de leur milieu de vie (eau douce/salée, froide/chaude …) leur a permis une grande diversification.

La respiration pulmonaire des Amphibiens et leurs 4 membres leur ont permis de s’adapter aux conditions de la terre ferme, mais leur œufs sans coquille les obligent à retourner dans l’eau pour pondre.

Les Reptiles et les Oiseaux ont abandonné le milieu aquatique pour le milieu terrestre grâce à une grande innovation : l’œuf à coquille, imperméable, rigide, qui renferme des réserves nutritives abondantes (vitellus et ovalbumine), ainsi que le liquide indispensable au bon développement de l’embryon.

Les Mammifères doivent leur diversification à un ensemble de caractéristiques : métabolisme à sang chaud leur permettant de vivre activement et de supporter les changements climatiques. De plus, ils produisent du lait et préservent leur descendance. Enfin, ils sont équipés de dentures diversifiées adaptées à toutes sortes de nourritures.

Pendant les 160 Ma du règne des Dinosaures dont ils sont contemporains, les mammifères restèrent dans l’ombre. Mais l’extinction de ce groupe de reptiles, il y a 65 Ma, a permis aux mammifères de se diversifier.

Afin de fuir leurs prédateurs, certains mammifères se sont réfugiés dans un milieu hostile à leur nature (quadrupèdes à fourrure) : l’eau. Ils devinrent progressivement très gros : la baleine est la preuve de la remarquable adaptabilité des Mammifères.

L'essentiel

Les Vertébrés ne sont pas tous apparus en même temps. Après la conquête du milieu aquatique par les Poissons, les Amphibiens réussissent à gagner la terre ferme sans toutefois s’affranchir totalement de l’eau. Les Reptiles, exclusivement terrestres, font ensuite leur apparition, puis suivent les Mammifères et enfin les Oiseaux.

Les adaptations des Vertébrés à leurs différents milieux de vie ont permis à ces derniers de se diversifier et d’occuper actuellement toutes les niches écologiques. L’apparition échelonnée des différentes classes de Vertébrés laisse également supposer qu’il existe un lien de parenté entre ces classes et donc un ancêtre commun.

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