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Stage « variations du niveau marin » Organisé par le Centre de Formation à l ’Enseignement de la Géologie (CeFEG) pour le PAF de l’académie d ’Aix-Marseille Fiches d’identification des restes fossiles d’organismes marins Interprétation écologique et environnementale Loïc Villier Université de Provence www.up.univ-mrs.fr/paleontologie-provence/ Printemps 2006

Fiches d’identification des restes fossiles d’organismes ......Producteurs primaires a) Autotrophe - photosynthèse, chimiosynthèse Consommateurs (proies, cadavres, MO en décomposition)

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Stage « variations du niveau marin »Organisé par le Centre de Formation àl ’Enseignement de la Géologie (CeFEG)

pour le PAF de l’académie d ’Aix-Marseille

Fiches d’identification des restesfossiles d’organismes marins

Interprétation écologique etenvironnementale

Loïc VillierUniversité de Provence

www.up.univ-mrs.fr/paleontologie-provence/

Printemps 2006

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Benthos (organismes benthiques) : organismes dont le mode de vie estlié au fond marin.

- endobenthique : vivant dans le substrat- épibenthique : vivant à la surface du substrat

Pelagos (composé du plancton et du necton) : organismes libres dans lamasse d ’eau.

- plancton : flottant passivement- necton : déplacement actif

Écologie des organismes marins

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Producteurs primaires

a) Autotrophe - photosynthèse, chimiosynthèse

Consommateurs (proies, cadavres, MO en décomposition)

b) Herbivores - se nourrissent de végétaux

c) Suspensivores - captent des particules organiques ou de petits organismes

d) Filtreurs - filtrent activement les particules en suspension

e) Dépositivores et détritivores - trient les particules organiques à la surface du substrat

f) Limivores - digèrent la matière organique du sédiment

g) Nécrophages - se nourrissent de cadavres divers

h) Carnivores - chassent des proies vivantes

Organisation de la chaîne alimentaire

Écologie des organismes marins

a) sessiles: liés au substrat Incrustés : soudé par le squelette sur substrats durs

Attachés : Fixés sur substrats durs par des organes mousPivotants : immobiles, enracinés dans un substrat meuble

b) sédentaires: libres mais ne déplaçant peu ou pas

c) vagiles: marchent ou nagent

Motricité des organismes du benthos

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Définition des environnements

Etagement et classification des environnements marins en fonction descommunautés d ’organismes (d'après Pérès & Picard, 1964)- supralittoral : zones submergées exceptionnellement et/ou mouillées par lesembruns (+15 à 0 m)- médiolittoral ou intertidal : zone de balancement des marées (+10 à -10 m)- infralittoral : environnements associés à la zone euphotique, domaine des alguesphotophiles (0 à -60 m)- circalittoral : entre la limite inférieure des algues photophiles et le borddu talus (-15 à -200 m)- bathyal : environnements du talus continental (-200 à -3000 m)- abyssal : environnements des plaines abyssales (-2500 à -5000 m)- hadal : environnements des fosses abyssales (-5000 à -11000 m)

Etagement et classification des environnements d'après le contexte sédimentaireForeshore : sédimentation sous l'influence des courants de marée (+5 à -25 m)Shoreface : influence majoritaire de l'action des houles (0 à -30 m)zone de transition : zone dominée par les dépôts de tempêtes (-20 à -70 m)Offshore : zone dominée par la décantation et les apports occasionnels de tempêtes(-50 à -200 m)

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Emb. RhodophytaCl. Florideophyceae

Algues rougescorallinacées

Écologie : benthiques fixésNutrition : photosynthèseSubstrat : rocheux à sableuxMilieux dominants : Intertidal àinfra-littoralProfondeur : 0-20 mClimat : tropical, tempéréTypes de fossiles : rhodolithes

Expressions différentes du thalle deRhodophycées en méditerranée (haut -

forme encroûtante de platier intertidal, Bas -forme en lame de tombant rocheux

Dans les zones de fond meuble,les Rhodophycées se fixent surdes éléments grossiers f(galets,

coquilles) et forment desstructures irrégulières, les

rhodolithes

Taxons identifiés dans lesséries de la Côte Bleue

Lithophyllum, Lithothamnion

Le thalle calcifié des algues rougescorallinacées contribuent à la

construction des édificescoralliens, de trottoirs d’algues, ou

du Maërl

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Elphydium

Exemple de formes suspensivores, vivant attachées aux végétaux ou aux graviers.Leur diversité est maximale dans le domaine infra-littoral.

Les plus grands (Sorites, Elphidium) sont discernables à l ’œil nu.

Bolivina Sorites

Écologie : benthiques sédentairesNutrition : suspensivores, détritivoresSubstrat : végétaux, rochers à boueMilieux dominants : Intertidal à abyssal,mais chaque espèce vit dans des milieuxrelativement restreintsProfondeur : 0-2000 mClimat : variableTypes de fossiles : squelettes complets

Emb. SarcomastigophoraCl. GranuloreticulosaO. Foraminifera

foraminifères benthiques

Heterostegina actuellefixée à des végétaux

Présentation des taxons principaux des sériesde la Côte Bleue en fonction de leur écologie

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Emb. SarcomastigophoraCl. GranuloreticulosaO. Foraminifera

foraminifères benthiques

Lepidicyclina (vue en lame mince)Asterigerina

Les grands formes des couches superficielles du sédiments (sable à boue)

Amphistegina

Illustration de la grande diversité desforaminifères dans les environnementsd’herbiers et de l’affinité des espèces à

un biotope restreint

Les Amphistegina sont des formes symbiotes quine se développent que dans la zone euphotique,souvent attachées à un support végétal.

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Emb. SilicospongiaCl. Demospongia

Écologie : benthiques fixésNutrition : suspensivoreSubstrat : rocheux à graveleuxMilieux dominants : Intertidal àbathyalProfondeur : 0-500 mClimat : variableTypes de fossiles : sclérites,traces, squelettes complets

Cliona actuelle incrustée sur un rocher

Coquille fossile perforée par des Cliona

Aspect de surface d ’un rocher perforé par Cliona et des pholades

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Emb. CnidariaCl. AnthozoaO. Scleratinia

(coraux)

Écologie : benthiques fixésNutrition : symbiote,suspensivoreSubstrat : rocheuxMilieux dominants : infra-littoralProfondeur : 0-30 mClimat : tropicalTypes de fossiles : fragments de polypiers

Espèces communes de laCôte BleuePorites sp.

Caulastrea matheroniCladangia carryensis

Tarbellastrea ellisianaCulicia parasitica

Cladangia sp.

Colonie branchue de Porites actuel

Gerbe de coraux branchus, cap du Rousset

Détail de l’aspect de surface d’un polypier de Porites

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Emb. EctoproctaCl. Bryozoa

Zoécie avec tentacules

AnusOvicelle

Opercule

AviculariumVibraculum

Écologie : épibenthiques, fixésNutrition : suspensivoresSubstrat : rocheux à graveleuxMilieux dominants : Infra-littoral àcirca-littoralProfondeur : 10-150 mClimat : tempéré à tropicalTypes de fossiles : fragments decolonies

Exemple de colonie rameuse de bryozoaire actuel

Anatomie des loges(zoécium) d’une colonie

avec une spécialisation desindividus

Détail de colonies de la forme commune de la Côte Bleue (Smittia sp.)

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Emb. BrachiopodaCl. Articulata

Espèce de la côte bleueTerebratula ampula

Écologie : benthiques fixésNutrition : suspensivoreSubstrat : rocheuxMilieux dominants : infra-littoralProfondeur : 30-2000 mClimat : tropical, tempéréTypes de fossiles : valves isolées ou enconnexion

Anatomie d ’unbrachiopode

articlulé(coupe sagittale)

Gryphus vitreus, la térébratuleactuelle de Méditerranée

Morphologie de la coquilled ’une térébratule

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Emb. MolluscaCl. Bivalvia

Diversité des types de charnières exprimés chez les bivalves

Morphologie d’une coquille de bivalve

Les bivalves occupent des niches écologiquesrelativement variées du domaine benthique. Ils sont

présentés ici d ’après leurs types d ’adaptation etindépendamment de la systématique

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Écologie : endo-benthiquesNutrition : filtreursSubstrat : durs (rochers, bois)Milieux dominants : Intertidales à infra-littoralProfondeur : 0-30 mClimat : toutes latitudesTypes de fossiles : moules internes

Emb. MolluscaCl. Bivalvia

Relations des bivalves au substrat durs

Formes de la côte bleueLythophaga avitensisTeredina norvegica

Formes enfouies desubstrats durs

Lithophaga lithophaga,ou datte de mer

Tube siphonal calcifié Coquille réduite

Teredina, une forme vivant dans les bois mortsMoules internes de Lithophaga

dans un lithoclaste

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Écologie : benthiques fixésNutrition : filtreursSubstrat : rocheuxMilieux dominants : infra-littoral à circa-littoralProfondeur : 0-100 mClimat : toutes latitudesTypes de fossiles : coquilles ou moules internes

Emb. MolluscaCl. Bivalvia

Formes fixées par du byssus

Exemple d’un Pteria actuelfixé à un bryozoaires

Principales formes de laCôte Bleue

Mytilus aquitanicusIsognomon soldani

Chlamys multistriatus

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Formes de la Côte Bleue Spondylus concentricusAnomia costataOstrea fimbriataOstrea squamosaCrassostrea sp.

Exemple d ’Ostrea fixée au rocher

Écologie : benthiques fixésNutrition : filtreursSubstrat : rocheux ou agrégats decoquillesMilieux dominants : intertidal àinfra-littoralProfondeur : 0-100 mClimat : toutes latitudesTypes de fossiles : coquilles

Emb. MolluscaCl. Bivalvia

Formes fixées parla coquille

Formes de la côte BleueFlabellipecten carryensisAmussium subpleuronectesPecten fraasi

Formes libres

Écologie : benthiques sédentairesNutrition : filtreursSubstrat : graveleux à vaseuxMilieux dominants : infra-littoral àcirca-littoralProfondeur : 10-100 mClimat : toutes latitudesTypes de fossiles : coquilles

Exemple d’Amussium, libre sur fond sableux

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Écologie : endobenthiquesNutrition : filtreurs, raresdétritivoresSubstrat : sableux à vaseuxMilieux dominants : infra-littoral à circa-littoralProfondeur : 0-200 mClimat : toutes latitudesTypes de fossiles :généralement sous forme demoules internes

Emb. MolluscaCl. Bivalvia

Formes fouisseuses

Diversité des adaptations desbivalves fouisseuses

Paphies, une forme fouisseuse actuelle

Principales formes de la Côte Bleueclassées par forme et type adaptatif

Type 1 et 3Chione ambiguaTapes carryensis

Meretrix spp.Corbula carinata

Cyrena brongnarti

Type 1Cardium burdigalinum Type 2

Miltha incrassata

Type 1Glycymeris bimaculatus

1

2

3

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Emb. MolluscaCl. Gastropoda

Un forme typique des sériescontinentales du Sud de la France

Ochthephila ramondi

Formes terrestres (O. Pulmonata)

Écologie : benthiquesNutrition : brouteursSubstrat : sols variés, végétationMilieux dominants : supra-littoralProfondeur : 2000 à 5 mClimat : tropical à tempéréTypes de fossiles : généralementsous forme de moules internes

Le fameux Helix pomatia

Les gastéropodes exploitent unegrande variété de ressourcesalimentaires et ont colonisé detrès nombreux environnements.Il s’agit du groupe le plusdiversifié dans les sédiments dela Côte Bleue. Quelques formestypiques sont présentées parhabitat et mode de vie.

Morphologie d’une coquille de gastéropode

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Neritina picta

Formes lagunaires

Écologie : benthiquesNutrition : brouteursSubstrat : sols meubles, végétationMilieux dominants : supra- à inter-tidalProfondeur : 10 à 0 mClimat : tropical à tempéréTypes de fossiles : coquilles recristallisées,moules internes

Une Terebralia sur le solsvaseux d’une mangrove

actuelle

Terebralia bidentata

Formes marineslittorales

(herbivores majoritaires)

Gibbula sp.Tympanotonus margaritaceus

Écologie : benthiquesNutrition : brouteursSubstrat : rochers, graviersMilieux dominants : supra- à infra-tidalProfondeur : 5 à -20 mClimat : variableTypes de fossiles : coquillesrecristallisées, moules internes

Associations littorales typiques àbigorneaux, littorines, gibbules, nérites

Emb. MolluscaCl. Gastropoda

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Emb. MolluscaCl. Gastropoda

Apporhais sp.

Formes marinesprédatrices

Endobenthiquessuspensivores

Un gastéropode du genre Phalumattaquant un oursin irrégulier

Écologie : benthiquesNutrition : carnivoresSubstrat : indifférentMilieux dominants : intertidal àcircalittoralProfondeur : 0 - 5000 mClimat : variableTypes de fossiles : coquilles recristallisées,moules internes

Strombus boneliiNatica tigrina

Écologie : benthiquesNutrition : suspensivoresSubstrat : sols meubles (sables)Milieux dominants : infra tidal àcircalittoralProfondeur : 0 - 500 mClimat : variableTypes de fossiles : coquillesrecristallisées, moules internes

Turritella aryna

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CrustaceaCl. Cirripedia

Forme rencontrée dans les sériesnéogènes de la Côte Bleue

Balanus sp.

Écologie : benthiques fixésNutrition : suspensivoreSubstrat : rocheuxMilieux dominants : infra-littoralProfondeur : 0-30 mClimat : toutes latitudesTypes de fossiles : coquilles ou plaquesisolées

Exemple de communauté à cirripèdessur un littoral rocheux

(balanes, anatifes)

pénis

furca

carapace

Appendicesmodifiés pour la

capture desparticules ensuspension

bouche

Anatomie d’une balane actuelle

Plaque isolée de la coquilled’une balane

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Emb. EchinodermataCl. Echinoidea

Oursins réguliers

Les espèces des séries de laCôte Bleue

Cyathocidaris avenionenisParasalenia fontanesi

Phymotaxis vidali

Écologie : benthiques, vagilesNutrition : broutageSubstrat : rocheux à sableuxMilieux dominants : Intertidal àcirca-littoralProfondeur : 0-60 mClimat : variableTypes de fossiles : tests, piquants

Phymotaxis

Morphologie d ’unoursin régulier actuel

Exemple d ’une forme actuelle senourrissant (Echinometra)

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Exemple d ’une forme actuelle enposition de vie (Dendraster)

Tubercules primaires

Périprocte

Lunule

Péristome

Pétale

Lunule

Piquants

Les Clypeasteroida de laCôte Bleue

Amphiope bioculataParascutella paulensis

Emb. EchinodermataCl. EchinoideaOursins irréguliersO. Clypeasteroida

Écologie : benthiques,partiellement enfoui, sédentaireNutrition : suspensivoreSubstrat : sableuxMilieux dominants : infra-littoralProfondeur : 0-20 mClimat : tropical, tropical, tempéréTypes de fossiles : tests

Morphologie d ’unClypeasteroida actuel

Parascutella

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Les Clypeasteroida de la CôteBleue

Schizaster sp.Echinocardium sp.

Écologie : endobenthiques,fouisseursNutrition : détritivore, limivoreSubstrat : sableux à vaseuxMilieux dominants : infra-à circa-littoralProfondeur : 10-200 mClimat : variableTypes de fossiles : tests

Emb. EchinodermataCl. EchinoideaOursins irréguliersO. Spatangoida

Exemple d ’une forme actuelle enposition de vie (Echinocardium)

Morphologie d ’unSpatangoida actuel

Schizaster

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Astropecten polyacanthus, actuel

Pentacerastersp., actuel

Écologie : épibenthiques, vagilesNutrition : carnivore (mollusques)Substrat : sableux à vaseuxMilieux dominants : infra-à circa-littoralProfondeur : 10-500 mClimat : tropical, tempéréTypes de fossiles : plaques isolées

Emb. EchinodermataCl. AsteroideaF. Astropectinidae

Écologie : épibenthiques, vagilesNutrition : détritivoresSubstrat : sableux, herbiersMilieux dominants : infra-littoralProfondeur : 5-30 mClimat : tropicalTypes de fossiles : plaques isolées

Emb. EchinodermataCl. AsteroideaF. Oreasteridae

5 mm

5 mm

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Emb. ChordataCl. VertebrataPoissons (Chondricthyes et Osteichthyes)

Raie du genre Myliobatis, aigle demer, et ses dents broyeuses

Écologie : benthiques, vagilesNutrition : carnivoreSubstrat : graviers à sableMilieux dominants : infra-à circa-littoralProfondeur : 5-50 mClimat : variablesTypes de fossiles : dents

Le requin des sables Odontaspis, et ses dents deprédateur chasseur

Les dents isolées constituent l’essentiel des restes fossiles de vertébrés.Adaptés à des modes de vie très variés, ils sont présentés ici en fonction de leur écologie.

Les prédateurs du fond

Poisson osseux de la famille desSparidae (Dorade), et ses dents

broyeuses

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Halitherium, un dugong fossile dont lescôtes, très épaisses se fossilisent

relativement bien

Le requin tigre Galeocerdo, et ses dents

Emb. ChordataCl. Vertebrata

Écologie : pélagiqueNutrition : carnivoreSubstrat : indifférentMilieux dominants : océaniqueProfondeur : 0-50 mClimat : variablesTypes de fossiles : dents

Les prédateurs pélagiques

Écologie : benthiquesNutrition : herbivoresSubstrat : indifférentMilieux dominants : herbiersinfra-litttorauxProfondeur : 0-15 mClimat : tropicalTypes de fossiles : dents, côtes

Poissons (Chondricthyes et Osteichthyes)

Emb. ChordataCl. VertebrataMammaliaUne seule forme vraimentcommune, le dugong

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Dans la baie de Gazi (Kenya), il est possible d ’observer actuellement quatreenvironnements qui se reconnaissent dans les séries de la Côte Bleue

Zones littorales sableuses (battue par les vagues)Récifs coralliens (zones bio-construites qui protègent un espace en avant de la côte)

Mangroves (dans les zone d’estuaires, fixent les sédiments détritiques)Prairies alguaires (zone euphotique, protégée, avec des apports sédimentaires faibles)

Un analogue des environnements représentésdans les dépôts de la Côte Bleue

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Communautés benthiques récifales

Variation des types morphologiques decoraux en fonction de la profondeur

Milieu turbulent

Milieu calme

Les récifs coralliens ne se développent que dans des conditions environnementales trèsstrictes : eaux chaudes (19-29°C), claires, de salinité constante et voisine de 40/1000,

profondeurs de 0 à -30 m. Ils hébergent les communautés d’organismes les plusdiversifiées. Ces communautés sont structurée s en fonction de micro-habitats.L’identification de certaines espèces ou l’analyse de la morphologie des coraux

permettent d ’affiner les reconstitutions des paléo-environnements.

Formes des colonies de Porites enfonction de l’agitation du milieu

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Communautés benthiques des zoneslittorales sableuses

Les zones littorales sableuses, souvent soumises à l’action des courants et de vaguesmontrent des communautés d’organismes endobenthiques (bivalves, annélides). Elles

se reconnaissent dans les séries sédimentaires par les figures sédimentaires, les fossilesde bivalves, et les éléments allochtones robustes (rhodolithes, fragments).

Exemples d’organismes d’une zone littoral sableuse.

coques couteaux

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Communautés benthiques des herbiers sous-marinsDominées par les herbivores, et les épiphytes, les communautés d’herbiers sereconnaissent dans les séries sédimentaires par les associations de microfossiles(foraminifères, ostracodes, bryozoaires), et par quelques macro-organismes typiques.

Exemples d’organismes d’un herbier sous-marin tropical actuel.

StrombusPentaceraster

dugong

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Communautés benthiques des mangroves

Certaines cérithes sont diagnostiquesdes milieu de mangrove

Les communautés de mangrove sont caractérisées par une flore continentalesupportant les sols salés (palétuviers) et une faune marine supportant les changements

de salinité et l’assèchement. Dans les séries sédimentaires, les mangroves sereconnaissent aux traces de racines et la fréquence de taxons spécifiques.

Exemples d’organismes d’un herbier sous-marin tropical actuel.

Huître fixéesur des racines

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