Versión clásicaVersión móvil

Poissons d'Afrique et peuples de l'eau

 | 
Didier Paugy
, 
Christian Levêque
, 
Isabelle Mouas
, 
et al.

Partie 1. L'Afrique, berceau des poissons ?

Premiers poissons et poissons fossiles d’Afrique

Texto completo

Synodontis membranaceus
© C. Paugy

1L’histoire des poissons est ancienne et débute, il y a environ 500 millions d’années, bien avant que l’Afrique ne se soit isolée. Sur ce continent, les premières formes de poissons modernes sont apparues il y a environ 200 millions d’années. Depuis cette époque et après la grande extinction, fatale aux dinosaures, ils n’on cessé d’évoluer, au fil des événements, pour constituer la faune actuelle.

L’histoire évolutive des poissons

2Les plus anciennes traces de vie connues ont plus de 3,8 milliards d’années. Mais, ce n’est que 3 milliards d’années plus tard que les métazoaires – les animaux pluricellulaires – apparaissent, il y a près de 542 millions d’années (Ma), marquant la base du Phanérozoïque. Ils se diversifient d’abord dans les océans puis sur les continents, après la conquête par les plantes des eaux douces et des milieux terrestres.

3Les vertébrés, en particulier, occupent presque tous les habitats disponibles. L’histoire de leur évolution reflète celle des environnements continentaux. Ainsi, elle est fortement corrélée aux grands changements climatiques et géologiques (la dérive des continents par exemple) qui ont marqué l’histoire de la Terre pendant les 450 derniers Ma.

4L’histoire des poissons africains peut être résumée selon trois tableaux qui correspondent aux trois grandes époques qui ont marqué l’histoire de la vie sur la Terre : le Paléozoïque (-542 Ma à -250 Ma), le Mésozoïque (-250 Ma à -65 Ma) et le Cénozoïque (-65 Ma à l’actuel). Ces périodes sont séparées par de grandes crises biologiques, celle de la limite Permo-Trias et celle de la limite Crétacé-Tertiaire popularisée par la disparition des dinosaures (fig. 6).

Échelle des temps géologiques
Cénozoïque : cette ère débute il y a environ 65 Ma après la grande extinction du Crétacé et s’étend jusqu’à l’ère géologique actuelle. C’est durant cette période que vont se diversifier les mammifères.
Mésozoïque : cette ère correspond à l’ancien Secondaire. Elle s’étend de -250 à -65 Ma. C’est durant cette ère qu’apparaissent les mammifères et les dinosaures.
Paléozoïque : cette ère correspond à l’ancien Primaire. Elle s’étend de -542 à -250 Ma. Elle débute avec l’apparition de nombreux fossiles à coquilles dures.
Phanérozoïque : très longue période (542 Ma) qui débute avec l’apparition des premières formes animales. Elle regroupe les trois grandes ères que sont le Paléozoïque, le Mésozoïque et le Cénozoïque.

Fig. 6 – Échelle simplifiée des temps géologiques et des principaux événements qui ont affecté l’évolution de la vie sur Terre et sur le continent africain.

Faune africaine du Paléozoïque

Quelques définitions
Actinoptérygiens : il s’agit des « poissons » au sens populaire du terme ; ce sont les poissons à nageoires paires rayonnées non monobasales.
Agnathes : ce sont les animaux sans mâchoire, les lamproies par exemple.
Chondrichtyens : vertébrés dont le squelette est cartilagineux ; ce sont les requins et les raies.
Métazoaires : ce sont les animaux pluricellulaires ; ils obtiennent leur carbone et leur énergie à partir de composés organiques animaux ou végétaux.
Placodermes : ces vertébrés primitifs étaient pourvus de mâchoires et d’une épaisse carapace.
Sarcoptérygiens : ce sont les vertébrés à pattes (mammifères, oiseaux, batraciens…) ainsi que quelques formes à nageoire (comme le protoptère et le cœlacanthe, par exemple). Ces dernières illustrent le passage à la vie terrestre chez les vertébrés.
Téléostéens : ce sont les actinoptérygiens dont le squelette est complètement ossifié. Ils regroupent l’écrasante majorité des espèces de « poissons » actuels (entre 86 et 95 % des espèces) et près de la moitié des espèces de vertébrés vivants.
Tétrapodes : ce sont des animaux vertébrés dont le squelette comporte deux paires de membres (amphibiens, reptiles, oiseaux, mammifères…).

5Les principaux groupes de vertébrés commencent à se diversifier il y a environ 450 Ma. Parmi les poissons primitifs, on trouve des agnathes (littéralement : sans mâchoire) et des placodermes pourvus de mâchoires et d’une épaisse carapace. Les placodermes disparaîtront à la fin du Dévonien, il y a environ 360 Ma. À l’inverse, certains groupes sans carapace ont connu une longue et florissante histoire évolutive. Il s’agit des agnathes « nus » (lamproies), des chondrichtyens (requins et chimères), des actinoptérygiens (poissons à nageoires rayonnées), des cœlacanthes et des dipneustes. Ces groupes aquatiques composent les faunes de vertébrés modernes aux côtés des tétrapodes (animaux à pattes), qui sont eux essentiellement diversifiés dans les milieux terrestres et aériens.

6Les actinoptérygiens, qui représentent actuellement le groupe de vertébrés le plus diversifié avec plus de 24 000 espèces, étaient très rares au Paléozoïque et limités aux eaux marines. En revanche, les dipneustes et les cœlacanthes, qui ne sont connus aujourd’hui respectivement que par 6 et 2 espèces, connaissaient à cette époque une diversité florissante.

7Durant le Paléozoïque moyen et supérieur, l’Afrique fait partie d’un méga-continent qui se déplace lentement dans l’hémisphère Sud (dérive des continents). Il en résulte qu’au cours du Dévonien (-416 Ma à -359 Ma) l’Afrique centrale se situe près du pôle Sud. La position polaire de l’Afrique à cette époque explique la rareté des fossiles de poissons en général et des poissons d’eau douce en particulier sur le continent. Les seuls sites sont localisés en Afrique du Nord et du Sud (fig. 7). Ces régions aux environnements moins contraignants nous renseignent sur une faune étonnante de poissons, mélange des derniers représentants de groupes de vertébrés primitifs et des premiers poissons actinoptérygiens. Ces associations de poissons typiques du Dévonien sont bien documentées dans des dépôts fluviaux et lacustres d’Afrique du Sud, de Namibie, et du Zimbabwe.

Fig. 7 – Carte des principaux sites qui ont livré des vertébrés inférieurs du Paléozoïque (les formes ont été reconstituées).
Leur distribution au sud et au nord de l’Afrique s’explique par la position polaire et le climat induit sur la zone centrale.

8À la fin du Paléozoïque, les plaques continentales se sont regroupées en un continent unique : la Pangée. Dans les eaux douces, les actinoptérygiens primitifs ne semblent plus guère se diversifier.

9Ce n’est que plus tard, au Mésozoïque (Trias, Jurassique, Crétacé) puis au Cénozoïque, que les actinoptérygiens marins et d’eau douce vont se diversifier, notamment sur l’ensemble du continent africain et le long de ses côtes.




Fig. 8 – Reconstitution d’une partie de la faune connue de vertébrés inférieurs d’Afrique du Sud lors du Dévonien supérieur (-375 Ma à -360 Ma)
et al

Faune africaine du Mésozoïque

10Dès le début du Mésozoïque, la Pangée commence sa dislocation entre le Gondwana au sud (qui inclut l’Afrique) et la Laurasia au nord (fig. 9). À la fin du Jurassique et au début du Crétacé (il y a environ 140 Ma), l’Ouest gondwanien se disloque à son tour séparant l’Afro-Arabie de l’Amérique du Sud. Ces changements tectoniques fondamentaux modifient la répartition des océans et des continents et sont accompagnés de changements climatiques importants qui vont considérablement influencer l’évolution et la répartition des organismes vivants. C’est durant cette période que les téléostéens apparaissent et se diversifient.

  • 1 Les écailles ganoïdes comptent trois feuillets dont le plus externe est formé de ganoïne, substanc (...)

11La faune typique du Mésozoïque se compose de poissons à l’aspect massif, qui possèdent de grandes écailles ganoïdes1, une large bouche, des nageoires rayonnées insérées très postérieurement sur le corps et une nageoire caudale hétérocerque (dont les lobes sont inégaux). À cette époque, les poissons sarcoptérygiens étaient beaucoup plus diversifiés qu’aujourd’hui. À leur côté, on trouvait déjà de nombreux actinoptérygiens.

Fig. 9 – Dérive des continents.
Représentation schématique de l’évolution des masses continentales depuis la fin du Permien jusqu’à nos jours.

Fig. 10 – Variations de la diversité des poissons selon leur milieu de vie entre le Jurassique supérieur et la fin du Crétacé
(adapté d’après Cavin, 2007).

12Ces derniers, d’abord rares au Paléozoïque, n’ont cessé de se diversifier pendant le Mésozoïque puisque, au Crétacé (-145 Ma à -65 Ma), ils constituaient plus de la moitié des familles de vertébrés en milieu marin. Ces actinoptérygiens ont rapidement colonisé les eaux douces où leur diversité est aujourd’hui presque aussi importante qu’en milieu marin.

13Lorsqu’on observe les variations de diversité des actinoptérygiens marins pendant les 80 Ma que dure le Crétacé, on note la présence d’un pic remarquable il y a environ 100 Ma. Lors de cette période particulière, l’activité tectonique était importante, la température moyenne et le niveau des océans étaient élevés. On s’est longtemps demandé si ce pic de diversité était un artéfact lié à l’abondance de gisements fossilifères (et donc à l’abondance de fossiles) ? Tout indique cependant qu’une diversification évolutive importante s’est bien produite à cette période (fig. 10).

14Quelle peut être la cause d’une telle radiation ? En comparant la courbe des variations de température de la surface de l’eau de mer au Crétacé à celle de la diversité des actinoptérygiens marins, il est apparu que les deux paramètres sont corrélés. Le pic de diversité observé il y a 100 Ma correspond à un maximum de la température moyenne des mers. Autrement dit, lorsque la température de l’eau de mer s’élève, la diversité des actinoptérygiens marins augmente. Il faut néanmoins rester très prudent dans l’interprétation de ces observations car, s’il existe une corrélation, ce n’est pas forcément l’augmentation de la température qui induit les diversifications marines. Il est probable que d’autres facteurs contrôlés par la température aient pu jouer un rôle. En particulier, l’augmentation de température peut être corrélée à de haut niveaux marins, comme c’était d’ailleurs le cas il y a 100 Ma. Ces hauts niveaux marins signifient l’augmentation du nombre et des types de niches écologiques disponibles, c’est-à-dire de facteurs qui peuvent favoriser la diversification des espèces !

15En eau douce, la faune des poissons ganoïdes disparaît au Crétacé. Elle est remplacée par des formes plus familières comprenant, entre autres, des Clupéomorphes (groupe des sardines), des Salmoniformes (groupe des truites). À partir du Crétacé supérieur, on voit apparaître les premiers représentants des principaux ordres de poissons encore présents dans les eaux africaines actuelles, comme par exemple les ostéoglossomorphes (groupe des mormyres), les Siluriformes (poissons-chats) et les Characiformes (groupe des tétras). À la fin du Mésozoïque, l’Afrique est complètement isolée des autres continents. C’est dans ce contexte d’isolement que les faunes de poissons africains vont continuer d’évoluer pour acquérir leurs caractéristiques actuelles.

Faune africaine du Cénozoïque

16À la base du Cénozoïque (-65 Ma), la plaque afro-arabe est isolée des autres continents depuis au moins 20 ou 30 Ma (fig. 9). Elle va le rester jusqu’à ce que se produise la collision avec l’Eurasie il y a près de 20 Ma. Comme partout dans le monde, les téléostéens ont continué de se diversifier dans les eaux douces africaines. À partir de la fin de l’Éocène (il y a environ 34 Ma), les poissons africains sont majoritairement représentés par des genres toujours connus actuellement. Dès le Miocène (-23 Ma à -5,5 Ma), la faune de poissons ressemble beaucoup à celle que nous connaissons aujourd’hui (fig. 11). Elle inclut de nouveaux groupes venus d’Eurasie après la collision avec la plaque asiatique. Par exemple, le plus ancien cyprinidé « africain » est connu en Arabie il y a environ 18 Ma. Ces poissons vont rapidement coloniser les eaux africaines car, à cette époque, la mer Rouge n’existait pas encore et l’actuel Sahara était vert. Dans la partie nord du continent, y compris le Maghreb et l’Arabie, on a alors la faune caractéristique de la zone nilo-soudanienne (cf. chap. « Origine et mise en place des faunes », p. 70). Les faunes de poissons du Miocène sont assez bien connues grâce à de nombreux sites fossilifères dont certains ont aussi livré des restes de nos ancêtres hominidés les plus lointains. Parmi eux, nous évoquerons Toros-Menalla, daté de 7 Ma et localisé dans l’actuel désert du Djourab au nord du Tchad (cf. chap. « Quand le Sahara était vert et bleu », p. 43). Ce gisement a livré le plus ancien hominidé connu à ce jour, Sahelanthropus tchadensis, plus connu sous le nom de « Toumaï ».

17À partir de la fin du Miocène, le Sahara se développe et le climat s’aridifie. On voit alors le nombre d’espèces d’eau douce africaines diminuer au Maghreb et en Arabie pour laisser place à une faune d’origine européenne, à dominante de cyprinidés, notamment dans le Maghreb.

Fig. 11 – Quelques fossiles représentatifs de l’ichtyofaune d’il y a 7 Ma.
Mis à jour à Toros-Menalla, désert du Djourab (Tchad) (adapté d’après Otero et al., 2010).



Un métier qui se penche sur le passé… la paléontologie



Un exemple de fossilisation. Ici les restes d’une mangrove fossilisée dans la « Vallée des Baleines » ou Ouadi Al-Hitan, Fayoum, Égypte.



Tête d’Hydrocynus actuel (H. goliath)


Dents fossiles d’Hydrocynus, 7 Ma, désert du Djourab, Tchad
et alHydrocynus


Exemple de collecte de poissons fossiles dans le désert du Djourab,
TchadLates niloticus


Un Lates niloticus dégagé




Une nouvelle espèce de polyptère fossile âgée de 7 Ma a été découverte dans le désert tchadien (photo du haut).
Elle appartient clairement au groupe des espèces vivant actuellement en Afrique mais diffère de chacune, autant que celles-ci diffèrent entre elles.
En revanche, le plus vieux polyptère fossile âgé de près de 100 Ma est franchement différent.


Polypterus ornatipinnis

18L’eau de la rivière ne remonte pas à la source.

19On ne peut changer la nature des choses.

Bibliografía

POUR EN SAVOIR PLUS

Dossier Toumaï, 2005 – La recherche, n° 387, 20 p.

Geopedia : Géologie et Sciences de la Terre – http://www.geopedia.fr/echelle-geologique.htm

Notas

1 Les écailles ganoïdes comptent trois feuillets dont le plus externe est formé de ganoïne, substance voisine de l’émail. En ce qui concerne les poissons africains actuels, ces écailles, brillantes et dures, se rencontrent chez les polyptères et ce, depuis le Crétacé.

Índice de ilustraciones

Leyenda Synodontis membranaceus© C. Paugy
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-1.jpg
Archivo image/jpeg, 141k
Leyenda Fig. 6 – Échelle simplifiée des temps géologiques et des principaux événements qui ont affecté l’évolution de la vie sur Terre et sur le continent africain.
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-2.jpg
Archivo image/jpeg, 325k
Leyenda Fig. 7 – Carte des principaux sites qui ont livré des vertébrés inférieurs du Paléozoïque (les formes ont été reconstituées).Leur distribution au sud et au nord de l’Afrique s’explique par la position polaire et le climat induit sur la zone centrale.
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-3.jpg
Archivo image/jpeg, 597k
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-4.jpg
Archivo image/jpeg, 337k
Leyenda Fig. 9 – Dérive des continents.Représentation schématique de l’évolution des masses continentales depuis la fin du Permien jusqu’à nos jours.
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-5.jpg
Archivo image/jpeg, 242k
Leyenda Fig. 10 – Variations de la diversité des poissons selon leur milieu de vie entre le Jurassique supérieur et la fin du Crétacé(adapté d’après Cavin, 2007).
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-6.jpg
Archivo image/jpeg, 92k
Leyenda Fig. 11 – Quelques fossiles représentatifs de l’ichtyofaune d’il y a 7 Ma.Mis à jour à Toros-Menalla, désert du Djourab (Tchad) (adapté d’après Otero et al., 2010).
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-7.jpg
Archivo image/jpeg, 310k
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-8.jpg
Archivo image/jpeg, 858k
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-9.jpg
Archivo image/jpeg, 250k
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-10.jpg
Archivo image/jpeg, 72k
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-11.jpg
Archivo image/jpeg, 367k
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-12.jpg
Archivo image/jpeg, 814k
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-13.jpg
Archivo image/jpeg, 612k
URL http://books.openedition.org/irdeditions/docannexe/image/8342/img-14.jpg
Archivo image/jpeg, 139k

Salvo indicación contraria, el texto y otros elementos (ilustraciones, archivos adicionales importados) se puede utilizar bajo licencia OpenEdition Books License.

Buscar en OpenEdition Search

Se le redirigirá a OpenEdition Search