Il est impossible de dater directement les schistes de Burgess, mais leur âge peut être déterminé indirectement en fonction de celui d’autres gisements qui ont été datés par des méthodes géochronologiques (comme l’analyse de la dégradation radiométrique). Ces correspondances se basent sur les profils communs des fossiles que renferment les strates.
Cette méthode, appelée corrélation biostratigraphique, fournit un âge relatif plutôt qu’absolu (voir ci-après). Elle repose sur le principe stratigraphique de la superposition, à savoir que les couches de roches sédimentaires les plus anciennes se trouvent toujours à la base (en l’absence de déformation ou de déversement sous l’effet d’activités tectoniques postérieures).
Autrement dit, plus on creuse profondément, plus les roches devraient être anciennes, comme c’est le cas dans la crête aux fossiles. Si deux sites différents contiennent le même ensemble de fossiles (par exemple, les sites B et C, dans la figure ci-dessous), il est probable qu’ils se sont formés à la même époque. L’âge relatif du site le plus récent (A) et du plus ancien (E) peut se déterminer par la comparaison de leurs compositions fossilifères respectives.
Pour avoir une utilité dans la corrélation biostratigraphique, il faut qu’une espèce fossile ait été abondante et très répandue, de sorte que ses restes se retrouvent en de nombreux endroits. Il doit également s’agir d’un organisme qui se fossilise bien, ce qui explique pourquoi les organismes à carapace minéralisée, comme les trilobites, sont souvent utilisés dans la biostratigraphie. Les espèces qui n’ont pas subsisté longtemps sont les plus utiles, étant donné qu’elles n’ont laissé de fossiles que pendant une période limitée, ce qui augmente la précision stratigraphique.
La plupart des gisements de type Burgess qui existent dans les Rocheuses canadiennes appartiennent à la zone à Bathyuriscus–Elrathina, du nom de deux trilobites communément trouvés dans les divers assemblages de fossiles. Cette zone fait partie de la formation des schistes de Burgess (autrefois appelée formation Stephen « épaisse »).
Enfin, les paléontologues doivent comparer les dates relatives fournies par la biostratigraphie à des points de référence fixes se trouvant dans des roches pouvant être datées en nombre d’années au moyen de radio-isotopes. L’absence de roches se prêtant à cette technique (c’est-à-dire des roches ignées ou métamorphiques contenant des éléments radioactifs) dans les schistes de Burgess en empêche l’application directe. De fait, il n’y a que peu d’endroits du Cambrien qui ont pu être datés avec précision de cette façon.
Les points les mieux délimités se situent au début du Cambrien (il y a 542 millions d’années) et à la fin (il y a 488 millions d’années), et on ne dispose que de quelques points de référence entre les deux. En mettant les fossiles en rapport avec ces points fixes, les paléontologues arrivent à établir leur âge relatif, c’est-à-dire le nombre d’années approximatif qui les sépare des dates de référence. L’application de ces méthodes aux schistes de Burgess indique que les fossiles datent du milieu du Cambrien et ont donc entre 505 et 510 millions d’années.
RÉSUMÉ : En 1990, le célèbre paléontologue Stephen Jay Gould est venu parler des fossiles des schistes de Burgess au Musée Royal de l’Ontario. Si de nombreuses interprétations qu’il donnait alors ont été remises en question, sa conférence résumait bien l’idée qu’on se faisait à l’époque de ces fossiles. (6:32) (6:20)
Voici Marrella. Je dirais que le classement des arthropodes est basé principalement sur le nombre de segments et les motifs des différentes parties du corps.
« Nous avons donc Marrella, un arthropode qui n’entre dans aucun groupe. Il possède deux paires d’épines. Il n’est apparenté à aucune lignée. »
« Whittington était perplexe lorsqu’il a publié son premier article sur Marrella, en 1971, mais il a persévéré. Il s’est ensuite intéressé à Yohoia, »
« une créature semblable à une crevette et décrite comme telle par Walcott. Après une étude minutieuse, Whittington a constaté que Yohoia n’appartenait à aucun groupe moderne. À première vue, il ressemble à une crevette, mais il suffit de compter les segments pour savoir qu’il ne s’agit pas du plan d’organisation d’un crustacé. »
« Par exemple, la tête possède une paire d’appendices unique en son genre chez les arthropodes. Faute de mieux, Whittington finira par les appeler les « grands appendices ». »
« Voici Odaraia, une créature qui nage sur le dos et dont la nageoire caudale ressemble plus à celle d’une baleine que d’un arthropode. Lui aussi est unique en son genre. »
« Il ressemble vaguement à un crustacé nageur, mais s’en distingue nettement par les segments et les motifs de la queue. »
« Ici, nous avons Sidneyiaque Walcott a décrit comme un chélicérate, c’est à dire un membre du groupe des limules, celui des araignées et des scorpions. La ressemblance est superficielle. »
« Chez les chélicérates, la tête porte six paires d’appendices, mais il n’y en a qu’une chez Sidneyia, ces antennes. Bref, Sidneyia est unique en son genre. »
« Voici Habelia, une créature étrange… »
« … recouverte de tubercules. »
« En fait d’élégance, la palme va à Leanchoilia, aujourd’hui disparu. »
« Ici encore, nous retrouvons ces grands appendices, comme Whittington les appelle, avec leurs prolongements en forme de fouet. »
« Voici Aysheaia… »
« … qui fait probablement partie des onychophores, un groupe moderne représenté par un genre au nom charmant de Peripatus. Ce groupe méconnu serait un intermédiaire entre les annélides et les arthropodes, peut-être même, l’ancêtre des insectes. Aysheaia pourrait en réalité être apparenté à un des groupes d’arthropodes toujours présents. »
« Voici maintenant une forme découverte par Des Collins qui, selon la tradition paléontologique, lui a d’abord donné un nom de terrain. »
« Il l’a appelé « Santa Claws », puis Sanctacaris, ce qui veut dire à peu près la même chose. Est-il vraiment différent de ceux que je viens de vous montrer? »
« Auriez-vous pensé qu’une telle créature aurait survécu? Que c’était un organisme supérieur qui aller durer? Pourtant, tout porte à croire que Sanctacarisest vraiment un chélicérate.
Comme il a six paires d’appendices au bon endroit sur la tête, cet animal pourrait au moins être apparenté à une des lignées encore existantes. Mais l’auriez-vous su? Qui l’aurait su? »
« Voici Opabinia, qui, à mon avis, représente l’une des étapes décisives de l’histoire de la connaissance humaine. »
« Walcott, qui le considérait comme un arthropode, une sorte de crevette, l’a classé automatiquement, comme à son habitude, dans les groupes d’organismes modernes. C’est la première créatureréinterprétée par Whittington qui permet de sortir du cadre conceptuel préétabli et d’apercevoir un monde nouveau. »
« Whittington pensait à un arthropode quand il entrepris ses travaux sur Opabiniaau début des années 1970. À la différence de Walcott, il s’est rendu compte que ces créatures présentaient un certain caractère tridimensionnel, qu’elles n’étaient pas simplement des impressions laissées sur la roche… »
« … et qu’il pourrait trouver des structures sous-jacentes par dissection. Il s’est dit qu’il pouvait résoudre l’énigme, qu’il allait disséquer le corps et trouver les appendices en dessous, et ainsi démontrer qu’il s’agissait d’un arthropode. Mais il n’a rien trouvé: il n’y a pas d’appendices. »
« Sa reconstitution d’Opabiniaa révélé que ce n’était pas un arthropode, mais une créature bizarre ayant sa propre anatomie. La monographie sur Opabiniapubliée en 1975 représente selon moi une percée dans la réinterprétation des schistes de Burgess. »
« Voici le dessin de Marianne représentant Opabinia, cette créature bizarre qui possède cinq yeux – comptez-les –, une trompe frontale qui ressemble à un tuyau d’aspirateur et qui se termine par un appareil de collecte de nourriture, une partie arrière ressemblant à un soufflet, puis une queue. Je ne sais pas ce que c’est, mais c’est étrange. »
« Voici Nectocaris, une créature singulière qui a l’apparence d’un chordé vue de derrière et qui possède une nageoire caudale… »
« … mais qui ressemble davantage à un octopode à l’avant. Qui sait? »
« Dinomischusest un organisme tout aussi bizarre, en forme de tige… »
« … qui n’a aucune affinité avec d’autres espèces. »
« Voici maintenant Odontogriphus, c’est-à-dire l’« énigme dentée », nom qui lui convient parfaitement. »
« C’est un animal au corps aplati, gélatineux et annelé dont la bouche est entourée d’une rangée de « dents » et bordée d’une paire de palpes sensoriels. »
« Walcott a décrit trois genres distincts, qu’il a classés, selon son habitude, dans trois groupes classiques.
L’animal qu’il a appelé une méduse et baptisée Peytoia.. »
« Celui qu’il a classé comme concombre de mer, qu’il a appelé Laggania. »
« Et cette créature, dont le corps ressemble à celui d’un arthropode, qui avait déjà été décrite et baptisée Anomalocaris, c’est à dire « étrange crevette ». Je crois que vous avez deviné: »
« ces trois créatures n’en forment qu’une, l’une des plus bizarres de la faune étrange de Burgess.
C’est aussi le plus gros organisme du Cambrien. Certains spécimens font presque un mètre de long.
La soi-disant méduse est en fait sa bouche. Contrairement aux mâchoires d’un vertébré, la bouche d’Anomalocaris est circulaire et agit comme un casse-noix.
Ce qu’on appelait Anomalocarisest en fait une paire d’appendices préhenseurs, tandis que le supposé concombre de mer constitue le corps de l’animal. »