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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
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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)
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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.
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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.)
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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)
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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
Stage « variations du niveau marin » PAF de l’académie d ’Aix-Marseille, CeFEG
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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