KAREN WETMORE
QU’EST-CE QUE LES FORAMINIFÈRES ?
Les foraminifères (forams en abrégé) sont des organismes unicellulaires (protistes) dotés de coquilles ou de tests (terme technique désignant les coquilles internes). Ils sont abondants en tant que fossiles pour les 540 derniers millions d’années. Les coquilles sont généralement divisées en chambres qui sont ajoutées pendant la croissance, bien que les formes les plus simples soient des tubes ouverts ou des sphères creuses. Selon l’espèce, la coquille peut être constituée de composés organiques, de grains de sable ou d’autres particules cimentées ensemble, ou de CaCO3 cristallin (calcite ou aragonite).
La taille des individus complètement développés varie d’environ 100 micromètres à près de 20 centimètres de long. Certains ont une relation symbiotique avec les algues, qu’ils « cultivent » à l’intérieur de leur coquille. D’autres espèces se nourrissent de molécules organiques dissoutes, de bactéries, de diatomées et d’autres algues unicellulaires, ainsi que de petits animaux comme les copépodes. Ils attrapent leur nourriture à l’aide d’un réseau de pseudopodes fins (appelés réticulopodes) qui s’étendent à partir d’une ou plusieurs ouvertures dans la coquille. Les foraminifères benthiques (vivant sur le fond) utilisent également leurs pseudopodes pour se déplacer.
Où VIVENT-ILS ?
On estime que 4 000 espèces vivent aujourd’hui dans les océans du monde. Parmi elles, 40 espèces sont planctoniques, c’est-à-dire qu’elles flottent dans l’eau. Les autres vivent sur ou dans le sable, la boue, les rochers et les plantes au fond de l’océan. On trouve des foraminifères dans tous les environnements marins, de la zone intertidale aux fosses océaniques les plus profondes, et des tropiques aux pôles, mais les espèces de foraminifères peuvent être très particulières quant à l’environnement dans lequel elles vivent. Certaines ne sont abondantes que dans l’océan profond, d’autres ne se trouvent que sur les récifs coralliens, et d’autres encore ne vivent que dans les estuaires saumâtres ou les marais salés intertidaux.
Les foraminifères font partie des organismes à coquille les plus abondants dans de nombreux environnements marins. Un centimètre cube de sédiment peut contenir des centaines d’individus vivants, et beaucoup plus de coquilles mortes. Dans certains environnements, leurs coquilles sont un composant important des sédiments. Par exemple, les sables roses de certaines plages des Bermudes tirent une grande partie de leur couleur des coquilles roses à rouges d’un foraminifère. Dans les régions de l’océan profond éloignées des terres, le fond est souvent constitué presque entièrement de coquilles d’espèces planctoniques.
POURQUOI SONT-ILS IMPORTANTS ?
L’étude des foraminifères fossiles a de nombreuses applications au-delà de l’élargissement de nos connaissances sur la diversité de la vie. Les foraminifères fossiles sont utiles en biostratigraphie, paléoécologie, paléobiogéographie et exploration pétrolière.
Retour au début
BIOSTRATIGRAPHIE
Les foraminifères fournissent des preuves de l’âge relatif des roches marines
Il y a plusieurs résons que les foraminifères fossiles sont particulièrement précieux pour déterminer l’âge relatif des couches de roches marines. Ils existent depuis le Cambrien, il y a plus de 500 millions d’années. Ils présentent un développement évolutif assez continu, de sorte que l’on trouve différentes espèces à différentes époques. Les forams sont abondantes et répandues, on les trouve dans tous les environnements marins. Enfin, ils sont petits et faciles à collecter, même dans les puits de pétrole profonds.
PALEOECOLOGIE ET PALEOBIOGEOGRAPHIE
Les foraminifères fournissent des preuves sur les environnements passés
Parce que différentes espèces de foraminifères sont trouvées dans différents environnements, les paléontologues peuvent utiliser les fossiles pour déterminer les environnements du passé. Les foraminifères ont été utilisés pour cartographier la répartition passée des tropiques, localiser d’anciens rivages et suivre les changements de température de l’océan mondial pendant les périodes glaciaires. Si un échantillon de foraminifères fossiles contient de nombreuses espèces existantes, la distribution actuelle de ces espèces peut être utilisée pour déduire l’environnement de ce site lorsque les fossiles étaient vivants. Si les échantillons contiennent toutes ou la plupart des espèces disparues, de nombreux indices peuvent encore être utilisés pour déduire les environnements passés. Il s’agit notamment de la diversité des espèces, du nombre relatif d’espèces planctoniques et benthiques, des rapports entre les différents types de coquilles et de la chimie des coquilles.
La chimie de la coquille est utile car elle reflète la chimie de l’eau dans laquelle elle s’est développée. Par exemple, le rapport des isotopes stables de l’oxygène dépend de la température de l’eau, car une eau plus chaude a tendance à éliminer par évaporation davantage d’isotopes plus légers. La mesure des isotopes stables de l’oxygène dans les coquilles de foram planctoniques et benthiques provenant de centaines de carottes d’eau profonde dans le monde entier a été utilisée pour cartographier les températures passées des eaux de surface et de fond. Ces données nous aident à comprendre comment le climat et les courants océaniques ont changé dans le passé et pourraient changer dans le futur.
EXPLORATION PÉTROLIÈRE
Les foraminifères sont utilisés pour trouver du pétrole
Certaines espèces ont une courte durée de vie géologique et certaines formes ne se trouvent que dans des environnements spécifiques. Par conséquent, un paléontologue peut examiner les spécimens dans un petit échantillon de roche comme ceux récupérés lors du forage des puits de pétrole et déterminer l’âge géologique et l’environnement où la roche s’est formée. C’est pourquoi, depuis les années 1920, l’industrie pétrolière est un employeur important de paléontologues spécialisés dans ces fossiles microscopiques. Le contrôle stratigraphique à l’aide des foraminifères est si précis que ces fossiles sont même utilisés pour orienter le forage latéral dans un horizon pétrolifère afin d’augmenter la productivité des puits.
BIOLOGIE DES FORAMINIFÈRES
On sait très peu de choses sur le mode de vie de la plupart des espèces de foraminifères. Les quelques espèces qui ont été étudiées présentent un large éventail de comportements, de régimes alimentaires et de cycles de vie. Les individus de certaines espèces ne vivent que quelques semaines, alors que d’autres espèces vivent plusieurs années. Certaines espèces benthiques creusent activement, bien que lentement, dans les sédiments à une vitesse pouvant atteindre 1 cm par heure, tandis que d’autres se fixent à la surface des rochers ou des plantes marines. Les foraminifères sont assez abondants pour constituer une partie importante de la chaîne alimentaire marine, et leurs prédateurs comprennent les escargots marins, les dollars des sables et les petits poissons.Retour au début
CLASSIFICATION DES FORAMINIFÈRES
Traditionnellement, la classification des foraminifères a été basée principalement sur les caractères de la coquille ou du test. La composition et la structure de la paroi, la forme et la disposition des chambres, la forme et la position des ouvertures, l’ornementation de la surface et d’autres caractéristiques morphologiques de la coquille sont toutes utilisées pour définir les groupes taxonomiques de foraminifères. De nouvelles recherches ajoutent des données moléculaires sur les relations entre les espèces qui peuvent grandement affecter la façon dont ces organismes sont classés.
Les dispositions des chambres que l’on trouve couramment chez les espèces vivantes sont présentées dans les figures 1-6. Les termes suivants sont utilisés : Uniloculaire se réfère à une coquille constituée d’une seule chambre Uniserial se réfère à des chambres ajoutées dans une série linéaire simple Biserial se réfère à des chambres ajoutées dans une série linéaire double Triserial se réfère à des chambres ajoutées dans une série linéaire triple Planispiral se réfère à des chambres ajoutées dans une bobine à l’intérieur d’un plan unique. Trochospiral se réfère à des chambres ajoutées dans une bobine qui forme une flèche comme une coquille d’escargot Milioline se réfère à une disposition où chaque chambre s’étend sur toute la longueur de la coquille et chaque chambre successive est placée à un angle allant jusqu’à 180 degrés par rapport à la précédente, par rapport à l’axe central de la coquille Arborescent se réfère à une série de tubes érigés et ramifiés. Des termes tels que planispiral à biserial et biserial à uniserial sont utilisés lorsque le mode d’addition des chambres change au cours de la croissance.
Parmi les différents types de composition et de microstructure de la paroi que l’on trouve chez les foraminifères, trois types de base sont communs aux espèces vivantes. Les coquilles agglutinées peuvent être composées de très petites particules cimentées entre elles et avoir une surface très lisse, ou être constituées de plus grosses particules et avoir une surface rugueuse. Les coquilles hyalines sont constituées de microcristaux de CaCO3 imbriqués les uns dans les autres, et ont généralement un aspect vitreux et des pores qui pénètrent la paroi. Les parois des coquilles poreuses sont composées de cristaux microscopiques de CaCO3 en forme de bâtonnets. Elles ont un aspect laiteux, translucide à opaque et sont généralement dépourvues de pores au-delà des chambres initiales. Chez certaines espèces porcelaines, de petites dépressions dans l’ornementation de la surface donnent l’apparence de pores. Un autre type de structure de paroi, appelé microgranulaire, est constitué de grains de calcite équidimensionnels arrondis et serrés. Ce type de paroi se retrouve dans de nombreux foraminifères paléozoïques, dont les fusulinidés.