Après avoir été largement oublié dans un musée pendant des décennies, un ensemble d'empreintes fossilisées a révélé un nouveau regard sur le monde lorsque les reptiles ont commencé à prendre la place des amphibiens en tant qu'animaux terrestres dominants. En utilisant une technologie de pointe, nous avons été en mesure d'identifier les créatures qui ont probablement fait les empreintes sur 300m il y a des années. Cela nous donne un instantané de ce qui se passait lorsque les reptiles ont commencé à se diversifier et a commencé le processus qui les verrait devenir la forme dominante de la vie des vertébrés sur terre.

Birmingham l'habitude d'être couvert dans la forêt tropicale luxuriante. Cette ville dans les Midlands britanniques est aujourd'hui connue comme un creuset ethniquement diversifié d'industrie et d'innovation, célèbre pour les canaux, le heavy metal, le curry Balti et les gens sympathiques aux accents distinctifs. Mais il y a des années 310m - longtemps avant les dinosaures ou les premiers mammifères - la région a été dominée par des plantes primitives comme les prêles et les massues, qui se sont développées en imposant 30 mètres grands arbres.

Une grande diversité d'amphibiens, d'insectes, d'arachnides et d'autres invertébrés a vécu parmi la végétation luxuriante. Comme les plantes sont mortes, leurs restes ont formé d'épaisses couches de tourbe qui au fil du temps ont été comprimées pour former riches gisements de charbon qui sous-tendent aujourd'hui de nombreuses parties de la Grande-Bretagne. Ces gisements de charbon alimenteront plus tard la révolution industrielle qui fera de Birmingham un leader mondial de la fabrication.

Mais vers la fin de la période carbonifère (299m ans), le monde a commencé à changer. Le climat mondial est devenu de plus en plus sec et les forêts tropicales d'Europe ont commencé à se contracter et à disparaître. On pense que cet effondrement de la forêt tropicale a causé une extinction massive parmi les plantes, alors que de nombreux groupes d'amphibiens ont disparu et ont été remplacé par les premiers groupes de reptiles.

Une collection d'empreintes fossiles de Birmingham offre une fenêtre unique sur ce monde en évolution. Un instituteur, Walter Henry Hardaker, a découvert les empreintes de pas au début du XXIXXème siècle dans une carrière dans la région de Hamstead dans le nord-ouest de la ville. Depuis le travail de Hardaker, ils ont été largement ignorés dans les collections du Musée de la géologie de Lapworth à l'Université de Birmingham - jusqu'à ce que notre équipe de recherche a décidé de les réétudier dans le cadre d'un projet de recherche financé par le Association paléontologique.

Les empreintes de pas sont préservées sur des dalles de grès rouge 20 et constituent une fenêtre remarquable sur la vie à Birmingham à la fin de la période carbonifère. Ils se sont formés lorsque les animaux ont marché au-dessus des zones boueuses à côté des chenaux de la rivière, et ont été préservés par une couverture de sable lors d'une inondation subséquente. Les voies ferrées montrent comment les animaux qui y vivaient se déplaçaient et sautillaient à travers la plaine inondable. Les détails exquis de l'environnement sont préservés, y compris les gouttes de pluie et de boue qui se sont formées pendant les intervalles plus secs.

Notre équipe, dirigée par un étudiant de premier cycle en paléobiologie et paléoenvironnements de Birmingham Luke Meade, utilisé la technologie photogrammétrique de pointe pour étudier les empreintes de pas. Chaque piste a été photographiée sous de nombreux angles différents, et un logiciel spécial a ensuite été utilisé pour transformer ces photos en modèles 3D haute résolution. Ces modèles sont disponibles gratuitement au téléchargement, et peut être utilisé à des fins éducatives.

Le codage couleur des modèles nous a permis de produire des cartes topographiques de chaque spécimen qui les illustrent en trois dimensions. En comparant ces modèles aux traces du Carbonifère provenant d'autres parties du monde, nous avons pu identifier les types d'animaux qui ont probablement fait les traces.

Déclin amphibien

Les plus communs étaient les amphibiens, allant de quelques centimètres à un mètre ou plus de longueur. À côté de ces amphibiens vivent deux autres groupes de vertébrés. Les pistes rares montrent que grand pelycosaures étaient présents, ressemblant probablement superficiellement aux dragons modernes de Komodo. Les pelycosaures faisaient partie de la grande lignée évolutionnaire qui mènerait finalement aux mammifères, y compris les humains.

De plus petites traces documentent les premiers représentants d'une autre grande branche de l'arbre évolutionnaire des vertébrés, les reptiles sauropsides, qui étaient petits et ressemblaient à des lézards. Ceux-ci se diversifieraient finalement en tout, des dinosaures aux lézards, aux tortues et aux oiseaux.

Cet instantané du temps géologique capture un moment d'évolution important. Même si les amphibiens étaient encore abondants, leur dépendance à l'égard des milieux humides et des plans d'eau pour la fraie les a peut-être mis à désavantage par rapport aux reptiles se diversifiant rapidement que le climat est devenu de plus en plus aride. Située au centre d'une île célèbre et détrempée, la ville animée de Birmingham peut sembler loin de ce monde passé. Mais les rochers sur lesquels il repose ont sûrement encore beaucoup de secrets indicibles sur la vie quotidienne plus que 300m il y a des années.

A propos de l'auteur

Richard Butler, Chercheur principal, Université de Birmingham et Andrew Jones, Doctorant, Université de Birmingham

Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.

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