De minuscules fossiles de mousse vieux de 135 millions d'années trouvés dans des roches de l'ouest du Canada conservent des détails anatomiques exquis. Ces fossiles ouvrent une fenêtre inattendue sur l'évolution des mousses, car ils permettent de reconnaître les lignées de mousses vivantes profondément ancrées dans les archives fossiles. De cette façon, ils s'ajoutent aux archives fossiles notoirement rares du groupe.

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Fig. 1. Les couches du Crétacé précoce exposées dans la zone intertidale de la baie Apple (île de Vancouver, Colombie-Britannique, Canada) (en haut) contiennent des concrétions de carbonate de calcium (en bas) qui préservent les fossiles de plantes. Photos © RA Stockey et GW Rothwell.

Fig. 2. Une tranche d'une concrétion carbonatée exposant de nombreux fossiles végétaux (foncés) sur sa face plate. Barre d'échelle = 2 centimètres.

Fig. 3. Feuilles de mousse en coupe montrant différents types de cellules ; ci-dessus – fossile Meantoinea alophosioides (Polytrichaceae), ci-dessous – fossile Leucobryaceae. Les barres d'échelle sont d'un dixième de millimètre.

Fig. 4. Gemmes de Meantoinea alophosioides fossiles (en haut, au centre) comparées aux gemmes de Tetraphis vivants. Images à la même échelle ; barre d'échelle un dixième de millimètre.

Anthéridium (structure productrice de spermatozoïdes) du fossile Tricosta plicata (tracé pour plus de clarté, à droite). Barre d'échelle d'un dixième de millimètre.

Fig. 6. Les cellules aux parois sinueuses (ci-dessus, dans deux mousses vivantes) vues en coupe transversale (par exemple en coupe le long des lignes orange) se reflètent dans les lumières de taille et de distribution inégales observées dans les coupes transversales de feuilles de fossiles de Tricarinella crassiphylla (Grimmiaceae ) (dessous). Images pas à la même échelle ; barre d'échelle pour Tricarinella un dixième de millimètre.

Fig. 7. Cellules foliaires du fossile de Tricosta plicata (Tricostaceae) contenant des structures reproductives de champignon bryophylous ; d'autres structures fongiques sont présentes autour des cellules de la mousse. Barre d'échelle d'un dixième de millimètre.

Fig. 8. La tige et les feuilles du gamétophyte fossile Krassiloviella limbelloides (Tricostaceae) tronqué par la morsure d'un herbivore présentent une coloration typique de la réaction à la plaie. Barre d'échelle d'un dixième de millimètre.

Les roches du Crétacé de l'île de Vancouver (Colombie-Britannique) (FIG 1) révèlent de riches assemblages de fossiles végétaux (FIG 2) qui contiennent une grande diversité de mousses minuscules. Les fossiles de mousse montrent des détails anatomiques étonnamment délicats à de très petites échelles. Certains révèlent l'arrangement de divers types de cellules composer les petites feuilles (FIGURE 3). D'autres conservent structures pour la reproduction asexuée (gemme) seulement un dixième de millimètre de diamètre (FIG 4), ou sacs de sperme juste un peu plus gros que les gemmes (FIG 5). Même des détails aussi petits que la géométrie des parois cellulaires individuelles (FIG 6) ou des interactions intracellulaires avec des champignons (FIG 7) et preuves microscopiques d'herbivorie (FIG 8) peut être observé.

Heureusement, découvrir des détails aussi fins ne nécessite pas de méthodes sophistiquées, mais simplement technique de peeling à l'acétate de cellulose, traditionnellement employée par les paléobotanistes spécialistes des boulets de charbon depuis plus d'un demi-siècle. Cette technique consiste à polir les surfaces planes de la roche et à les graver à l'acide pour exposer la matière végétale, qui est ensuite récupérée sur des feuilles de plastique solubles dans l'acétone (« pelures »). Tout cela est possible parce que la matière végétale, y compris toutes les mousses, a été emportée des masses continentales du Crétacé par les cours d'eau se jetant dans la mer, où les plantes ont coulé et ont été enfouies dans les sédiments côtiers. Les sédiments se sont ensuite cimentés autour des plantes aux endroits où des sources d'eau douce sous-marines se sont infiltrées, précipitant du carbonate de calcium.

Étant donné leur petite taille, il n'est guère surprenant que la classification et l'identification des mousses reposent souvent sur des détails anatomiques complexes. Cependant, les fossiles ne sont pas réputés pour leur exhaustivité : les détails les plus fins sont les premiers à disparaître lorsque les choses se corsent, lors des processus de fossilisation. Ainsi, la découverte de fossiles préservant d'infimes détails anatomiques est rare, mais elle est également cruciale pour comprendre la place de chacun d'eux dans les classifications. Un élément important que les fossiles canadiens nous apprennent est que l'histoire profonde des mousses comprend une importante diversité éteinte que seule l'exploration des archives rocheuses permet de découvrir. Tout aussi important, ces fossiles révèlent la présence de plusieurs lignées majeures de mousses dont les représentants sont encore vivants, bien plus tôt qu'on ne le pensait.

Pourquoi tout cela est-il important ? D'abord, parce qu'il comble des lacunes importantes dans les archives fossiles. Depuis la célèbre plainte de Darwin, botanistes et biologistes dénoncent l'imperfection des archives géologiques dans la représentation de la diversité de la vie passée. Ce véritable défi études passées sur la biodiversité est exacerbée dans le cas des mousses, pour des raisons qui commencent juste à devenir plus apparents. C'est pourquoi les mousses fossiles canadiennes abondantes et diversifiées sont un trésor. Certains des fossiles augmentent l'âge minimum de leur lignée de 50 millions d'années ou plus, tandis que d'autres représentent les seuls enregistrements fossiles de leur lignée, connus à ce jour. Ces données sont cruciales en tant que points d'étalonnage, améliorant la précision des horloges moléculaires utilisées pour dater les événements évolutifs, ainsi que pour l'inclusion dans études des relations évolutives, auquel ils contribuent à la résolution.

Deuxièmement, le matériel canadien démontre l'importance des fossiles de mousses préservant une anatomie détaillée pour comprendre l'évolution du groupe. Cela souligne également la nécessité de trouver et d'étudier d'autres occurrences de mousses présentant ce type de préservation.

Troisièmement, les fossiles canadiens nous ont aidés à développer des images de recherche parfaitement validées pour les mousses anatomiquement préservées et les roches qui les hébergent. En conséquence, nous avons maintenant des observations et des rapports de tels fossiles provenant de plusieurs autres endroits sur l'île de Vancouver et en Californie qui couvrent la majeure partie du Crétacé (du Valanginien au Campanien, il y a environ 135 à 75 millions d'années) (FIG 9). Ces mousses anatomiquement préservées, et même plus anciennes (155 millions d'années), découvertes dans Roches du Jurassique supérieur de la Patagonie argentine (FIG 10), attendent une caractérisation approfondie et sont susceptibles d’éclairer des aspects tout aussi importants de l’histoire évolutive profonde des mousses.

Les mousses comprennent au moins 7000 espèces vivantes aujourd'hui (Et certains érudits en comptent au moins 13000). Si ce que nous savons de l'évolution des plantes est correct, les bryophytes (qui incluent les mousses) ont au moins 440 millions d'années. Il serait impossible de comprendre l'origine et le rythme de l'évolution de la grande diversité vivante des mousses sans plonger profondément dans les archives fossiles, tout comme sans connaître les archives fossiles d'hominidés vieilles de 7 millions d'années, nous ne comprendrions pas les origines de notre propre espèce. En fin de compte, c'est pourquoi ces fossiles de mousse avec leurs informations anatomiques à haute résolution sont si importants.