Foraminifères

Elphidium liodense Cushman du Quaternaire du Dovey Estruary, Pays de Galles. BGS ©UKRI. Tous droits réservés.

Les foraminifères sont des protistes unicellulaires (micro-organismes très simples) ressemblant à des amibes. Ils ont été appelés « amibes blindées » parce qu’ils sécrètent une minuscule coquille (ou test) mesurant généralement entre un demi et un millimètre de long. Elles doivent leur nom au foramen, une ouverture ou un tube qui relie toutes les chambres du test. On trouve des tests fossilisés dans des sédiments aussi anciens que le Cambrien le plus précoce (il y a environ 545 millions d’années) et on trouve encore aujourd’hui des foraminifères en abondance, vivant dans les eaux marines et saumâtres.

  • La biologie
  • L’environnement
  • L’outil des géologues
  • Mythes et légendes
  • Modèles fossiles 3D

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La biologie

Coupes transversales de parois de foraminifères (fortement agrandies) montrant les différentes structures). Paroi agglutinée constituée de grains de sable cimentés (en haut à gauche) (textulariidés). Paroi microgranulaire faite de cristaux de calcite granuleux (en haut à droite) (fusulinidés). Paroi porcelaine constituée de trois couches de calcite (en bas à gauche) (miliolidés). Paroi hyaline constituée de cristaux de calcite ou d’aragonite (en bas à droite) (rotaliidés et robertinidés). BGS ©UKRI. Tous droits réservés.

Le test des allogromiidés est constitué de tectine une matière organique molle et flexible. D’autres tests de foraminifères sont composés de matière organique, ainsi que de particules agglutinées de sable, de limon ou parfois d’épines d’échinides, de radiolaires ou de diatomées, cimentées par de la calcite ou de la silice. Les tests de nombreux foraminfera sont faits d’aragonite ou de calcite, quand la coquille peut être blanc laiteux (taxons porcelainés), gris (taxons microgranulaires) ou vitreux (taxons hyalins).

Un foraminifère planispiral imaginaire avec quelques-uns des différents types d’ornement, et brisé pour montrer la structure interne. BGS ©UKRI. Tous droits réservés.

Types de test

Le test, qui est la partie préservée en tant que fossile, peut prendre de nombreuses formes différentes.

Tests simples

Le plus simple est une sphère ou un tube avec une ouverture (un orifice) à une extrémité:

Dans certains types de foraminifères, les chambres s’ajoutent en spirale et prennent plusieurs formes. La plus simple est une sphère ou un tube avec une ouverture (un orifice) à une extrémité : Rhizammina tubulaire (en haut à gauche). Les chambres peuvent être ajoutées en une seule rangée, comme un collier de perles (uniserial) : Nodosaria uniserial (en bas à gauche). Deux rangées de chambres (biserial) : Loxostomum biserial (au centre). Trois rangées (triserial) : Triserial Bulimina (tout à droite). BGS ©UKRI. Tous droits réservés.

Tests en spirale

Dans certains types de foraminifères, les chambres sont ajoutées en spirale et prennent plusieurs formes. Planispirale, comme une roue de Catherine : Cornuspira planispiral (à gauche). Trochospirale, comme un petit escargot : Trochospirale Asterigerinata (au centre). Streptospirale, où chaque chambre est la moitié d’un verticille : Streptospiral Quinqueloculina (à droite). BGS ©UKRI. Tous droits réservés.

Tests complexes

Dans certains types de foraminifères, les chambres sont complexes. Lagena globulaire (à gauche). Globulaire, trochospirale Globigerina (à droite). BGS ©UKRI. Tous droits réservés.

Test des ouvertures

Heterostegina depressa (2,4 mm de diamètre) et Amphistegina lessoni (1,3 mm) vivant sur des mauvaises herbes dans une piscine rocheuse à Hawaï. ©Prof. Dr R Rottger.

La dernière chambre du test comporte une ou plusieurs petites ouvertures (orifices). Le protoplasmextrude par l’ouverture pour engloutir le test de l’organisme vivant. L’extérieur du test forme de longs filaments qu’il utilise pour se déplacer et capturer les particules alimentaires. L’intérieur du test est l’endroit où la nourriture est ingérée et où se trouve le noyau de la cellule. Les foraminifères se nourrissent de diatomées, d’algues, de bactéries et de détritus.

Le proloculus est la première chambre du test. Il est petit lorsque le foraminifère s’est formé par reproduction sexuée, mais grand lorsque la reproduction a été asexuée. Le protoplasme est la matière molle et gélatineuse qui forme la cellule vivante du foraminifère.

Environnement

Les facteurs les plus importants qui contrôlent les foraminifères vivants sont la salinité et la température, mais d’autres éléments comme le substrat (herbe, roche, limon, boue, sable,etc), la quantité de lumière et la quantité d’oxygène dissous dans l’eau sontimportants.

De nombreux foraminifères qui vivent dans les estuaires des fleuves et les eaux côtières sont de type hyalin (par exemple Elphidium) ou agglutiné. Dans les mers épicontinentales, les espèces porcelaines (comme Quinqueloculina) deviennent plus nombreuses. Dans les mers profondes, les formes agglutinées prédominent, mélangées aux tests morts des espèces planctoniques (par exemple Globigerina) qui vivent près de la surface des eaux océaniques et tombent en pluie au fond de l’océan à leur mort.

Les foraminifères qui vivaient dans le passé géologique étaient également contrôlés par l’environnement. Ainsi, les fossiles peuvent être utilisés pour identifier les conditions dans lesquelles les sédiments environnants se sont accumulés. Ils peuvent être utilisés, par exemple, pour reconnaître les épisodes glaciaires et chauds au cours du Quaternaire ; les changements de salinité au Crétacé ; les variations de la teneur en oxygène de l’eau au Jurassique ; les oscillations du niveau de la mer au cours du Carbonifère, et ainsi de suite.

De nos jours, des foraminifères agglutinés vivent sur les fonds abyssaux (4000 mètres de profondeur). Bathysiphon (en bas), Astorhiza (à gauche) et Rhabdammina (à droite). BGS ©UKRI. Tous droits réservés.

Miliolide quaternaire, Quinqueloculina (à gauche) et rotaliide Elphidium (à droite) vivaient sur des herbes dans les eaux marines peu profondes de l’Arctique. BGS ©UKRI. Tous droits réservés.

Uvigerina (gauche), Gryoidinoides (centre) et Cibicidoides (droite) vivaient dans les eaux bathyales du Paléogène. BGS ©UKRI. Tous droits réservés.

Les foraminifères planctoniques vivaient dans la zone photique (moins de 200 mètres de profondeur), près de la surface de l’océan à la fin du Crétacé. Globotruncana (à gauche), Globigerinelloides (en bas) et Heterohelix (à droite). BGS ©UKRI. Tous droits réservés.

Début du Jurassique, les hyalins Marginulina (à gauche) et Frondicularia (à droite) vivaient dans les eaux marines peu profondes du plateau continental. BGS ©UKRI. Tous droits réservés.

Ammodiscus (en haut) et Ammovertella (en bas) agglutinés du Carbonifère supérieur vivaient dans les eaux estuariennes saumâtres. BGS ©UKRI. Tous droits réservés.

Foraminifères de différentes périodes géologiques tels que vus au microscope. Tous mesurent entre 0,5 et 1 millimètre de long sauf les espèces abyssales qui atteignent plusieurs centimètres.

L’outil des géologues

Peneroplis pertusus, se reproduisant par division pour former de nombreux petits juvéniles. Ceux-ci vont grandir pour produire la génération suivante. Bien qu’ils se soient formés de manière asexuée, ils se reproduiront à leur tour de manière sexuée ; la reproduction sexuelle et asexuée alterne. Les juvéniles mesurent environ 0,1 mm de diamètre. ©Prof. Dr R Rottger.

La gamme stratigraphique de certaines espèces de foraminifères est très courte et ils peuvent être utilisés pour donner un âge relatif aux roches dans lesquelles ils se trouvent. Les roches peuvent être assignées à des zones de foraminifères, qui correspondent à des périodes de temps. Les zones peuvent varier en longueur de quelques milliers à plusieurs millions d’années. Elles permettent de corréler des roches géographiquement séparées. Ceci est très important lors de la réalisation de cartes géologiques, de l’exploration du pétrole ou du gaz et de la construction de grands projets de génie civil.

Heterostegina depressa pendant la formation de la chambre. Notez le protoplasme extrudé en longs filaments. ©Prof. Dr R Rottger.

Télécharger plus d’informations sur l’évolution des foraminifères.

Mythes et légendes

Les foraminifères ont été découverts il y a environ 2000 ans ! Les pyramides de Gizeh, en Égypte, sont en partie construites dans un calcaire du Paléogène qui contient un nombre énorme de Nummulites gizehensis, un grand foraminifère qui atteignait plusieurs centimètres de diamètre.

Strabo(64 av. J.-C. à 25 apr. J.-C.), qui venait d’Asie mineure mais a vécu la plus grande partie de sa vie en Grèce,a écrit sur ces fossiles, même s’il ne réalisait pas ce qu’ils étaient. Hestates (Strabon 17.1.34):

« Des tas d’éclats de pierre gisent devant les pyramides et parmi eux on trouve des éclats qui ressemblent à des lentilles tant par leur forme que par leur taille ; et sous certains de ces tas gisent des vannages, pour ainsi dire, de grains à demi pelés. On dit que ce qui restait de la nourriture de l’ouvrier s’est pétrifié et cela n’est pas improbable. »

Nummulites gizehensis, la « lentille » de Strabro : cet exemple agrandi mesure 2,8 centimètres de diamètre mais seulement 2 millimètres d’épaisseur. BGS ©UKRI. Tous droits réservés

Modèles fossiles 3D

Spirillina groomii Chapman. (OUM H.00002/p(10) – Syntype). Âge rhétien (période triasique) (201,3 – 209,5 Ma B.P.) Voir les fossiles 3D en ligne. Fossiles types GB3D. BGS ©UKRI. Tous droits réservés

De nombreux fossiles des collections de paléontologie du BGS peuvent être visualisés et téléchargés sous forme de modèles 3D. Pour voir ce fossile, ou d’autres semblables, en 3D, visitez GB3D Type Fossils.

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