Phytolithe

Les phytolithes ou phytolitaires (parfois nommés opale végétal -plant opal- au Japon et en Corée) sont des microfossiles micrométriques de cellules végétales, conservées grâce à des concrétions minérales qui ont précipité, du temps de leur vivant, entre les cellules des plantes vivantes en moulant en quelque sorte leurs formes.

Phytolithes au microscope, dont un en haltères

Phytolithes au microscope, cellules allongées

Phytolithe bulliforme au microscope, ce type de cellules permet aux feuilles de se refermer quand il fait trop sec

Phytolithe au microscope, cellule stomatique, une aussi bonne conservation dans un sédiment archéologique est rare

Ces fossiles, mentionnés par Charles Darwin^[1], sont transparents et non visibles à l'oeil nu.
La discipline relative aux phytolithes est la « phytolithologie ».

Origines

Les plantes captent les éléments minéraux nécessaires à leur croissance via leurs racines et des organismes symbiotiques (bactéries, champignons) dans le sol ou dans l'eau. Certains éléments surabondants (par rapport aux besoins de la plante) cristallisent en formant des phytolites dans les espaces intracellulaires, extracellulaires ou dans les parois cellulaires.
Les plante les restituent ensuite aux sols suite à leur mort naturelle ou si elles sont détruites par des feux, ou fauchées... ;

Sauf si les plantes ont été transportées par des inondations ou par l'homme, ou par le vent, ou par des animaux qui les ont évacués dans leurs faeces, les accumulations de phytolithes se font localement (dans le sol, la tourbe, les sédiments).

Nature chimique

Les phytolithes proviennent de l'accumulation et de la cristallisation de minéraux présents en surdensité dans la plante :

• silice (sous forme d'opale SiO2 ou de d'opale-A (SiO_{2 n}H₂O)
• cristaux d'oxalate de calcium (CaC₂0₄)

(Bio)indicateurs

Certains phytolithes acquièrent une morphologie comparable à celle de la cellule dans laquelle ils précipitent, ce qui leur confèrent une valeur taxonomique, elles permettent d'identifier la famille de la plante, voire une sous-famille, un genre ou une espèce^{[2],[3],[4],[5]} . Et la fraction des phytolithes qui n'est pas dissoute dans le sols y subsiste sous forme fossile.
Ces phytolithes constituent une mémoire (trace fossile) de la végétation qui les a constitué. les chercheurs les ont utilisé pour étudier la flore, les écosystèmes ou les Paléoclimats du Cénozoïque ^[6], des couches archéologique ^[7],[8]ou de contextes anciennement lacustres^[9].
Ils sont un des outils les plus précis dont disposent les chercheurs pour reconstituer l'histoire environnementale (quand on les trouve associés à des foyers préhistoriques par exemple), et donnent des indications d'intérêt paléogéographique ; à partir des différents aspects de ces phytolithes fossilisés, il est possible d'identifier le type de végétation dont ils sont issus. Ils aident notamment à confirmer la nature plus ou moins anthropisées ou cultivées de couches anciennes de sites archéologiques, ce que cultivaient, mangeaient ou transportaient (comme plantes) nos ancêtres^[10].

• Ils ont d'abord été utilisés en zone tempérée (Amérique du nord dans un premier temps), mais également ensuite en zone tropicale (Ils ont par exemple permis de reconstituer environ 4.000 ans d'évolution de la végétation dans quelques régions d'Afrique de l'Ouest^[11],[12].
• Leur état de conservation est lui source d'indice pour la période archéologique concernée.
  ar exemple : si des phytolythes de type graminées son retrouvés en grand nombre, mais cariés, dans une couche de terre noire, ls peuvent traduire le fait que ce sol ait été amendé avec les excréments d'animaux ayant consommé des graminées comme plantes fourragères. L'état de conservation donne aussi des indices sur les traitements et conditionnement subis par les plantes (stockage, battage au fléau, décorticage, broyage, mouture à la meule, hachage, brûlage, etc.)/

Les phytolithes sont réputés constituer des indicateurs paléoenvironnementaux fiables, qui sont néanmoins généralement croisés avec d'autres indicateurs, dans une approche pluridisciplinaire (palynologie, carpologie, géoarchéologie, tracéologie), analyses isotopiques, etc.) ^[13].

Où peut on trouver des phytolithes

Ils sont présents partout où des plantes ont été présentes, ou là où des activités animales ou humaines ont apporté des plantes. Les archéologues les recherchent notamment

• sur les outils agraires ou instruments de cuisine
• dans les anciens foyers
• dans les restes de torchis,
• dans les structures de stockage d'aliments ou de foin
• dans les fossiles d'excréments (dont de dinosaures)
• dans les restes d'habitation,
• dans ce qui peut avoir été des aires de travail tels les aires de battage.
• dans les sols (forestiers, agricoles, urbains)
• dans les sédiments

Paléontologie

Les phytolithes sont des fossiles abondants, même pour des époques de plusieurs dizaines de millions d'années ^[14]. On en a trouvé jusqu'aux préiodes correspondant à la fin du Devonien^[14]. ils permeettent de reconstsituer la flore et son évolution à des époques reculées^[14].

parfois, des paléontologistes trouvent et identifient des phytolithes associés à des espèces d'herbivore éteints (dans leurs excréments fossiliés par exemple), ce qui renseigne sur leurs comportements et régimes alimentaires et sur les écosystèmes dans lequel ils vivaient, et comment ils ont éventuellement co-évolués avec les plantes. Par exemple, en Inde, des paléontologistes ont récemment trouvés des phytolithes d'herbacées dans les excréments fossiles de dinosaures, ce qui suggère fortement que les herbacées ont évoluées et colonisé la strate herbacée plus tôt que ce qu'on pensait initialement^[15]

Observation et détermination

• Comme ils sont transparents, on les observe au microscope à contraste de phase.
• On les identifies sur la base de planches de références

Voir aussi

Sur les autres projets Wikimedia :

• « Phytolithe », sur Wikimedia Commons (ressources multimédia)

Articles connexes

• Paléobotanique
• Paléoclimat
• Paléoenvironnement
• Paléontologie
• Écologie rétrospective
• Palynologie

Liens externes

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Bibliography

• Thorn, V. C. 2004. An annotated bibliography of phytolith analysis and atlas of selected New Zealand subantarctic and subalphine phytoliths.
• Meunier, J. D. 2001. Phytoliths: applications in earth sciences and human history.
• Kealhofer, L. 1998. Opal phytoliths in Southeast Asian flora.
• Rapp, G. R. 1992. Phytolith systematics: emerging issues.
• Ciochon, R. L., Piperno, D. R. and Thompson, R. G. 1990. Opal phytoliths found on the teeth of the extinct ape Gigantopithecus blacki: Implications for paleodietary studies. Proc. Nat. Acad. Sci. 87: 8120-8124.
• Piperno, D. R. 1988. Phytolith analysis: an archaeological and geological perspective.
• Twiss, P. C., Suess, E., & Smith, R. M. 1969. Morphological classification of grass phytoliths. Proc. Soil Sci. Soc. America.
• Pearsall, D. M. 2004. Plants and People in Ancient Ecuador: The Ethnobotany of the Jama River Valley. Wadsworth/Thomson Learning, Case Studies in Archaeology Series, Belmont , CA 180 pp.
• Pearsall, D. M. 2000. Paleoethnobotany. A Handbook of Procedures. Second Edition. Academic Press, San Diego. 700 pp.
• Piperno, D. R. and D. M. Pearsall. 1998. The Origins of Agriculture in the Lowland Neotropics. Academic Press, San Diego. 400 pp.
• Pearsall, D. M., K. Chandler-Ezell, and J. A. Zeidler. 2004. Maize in ancient Ecuador: Results of residue analysis of stone tools from the Real Alto site. Journal of Archaeological Science 31:423-442.
• Darwin, C. R. 1846. "An Account of the Fine Dust Which Often Falls on Vessels in the Atlantic Ocean," Quarterly Journal of the Geological Society of London 2 (Read 4 June 1845): 26-30. (Voir).

Notes

1. ↑ The Voyage of the Beagle, Chapitre 1
2. ↑ Twiss, P.C., Suess, E. et Smith, R.M., 1969. Morphological classification of grass phytoliths. Soil Sciences Society of America. Proceedings 33, 109-115
3. ↑ Rovner, I., 1971. Potential of opal Phytoliths for Use in Palaeoecological Reconstruction, Quaternary Re search 1 (3), 345-359
4. ↑ Bozarth, S.R., 1992. Classification of opal phytoliths formed in selected dicotyledons native to the great plains. In: Rapp, G. Jr. and Mulholland, S.C. (eds): Phytoliths Systematics. Emerging Issues. Advances in Archaeological and Museum Science. Vol.1, Plenum Press, 193-214
5. ↑ Vrydaghs, L., 2004. Taxonomic regularities in the opal phytolith distribution. The Phytolitarian 16/3, 16.
6. ↑ Stromberg, C.A.E., Werdelin, L., Friis, E.M., Sarac, G. The spread of grass-dominated habitats in Turkey and surrounding areas during the Cenozoic : phytolith evidence. Paleogeography, Paleoclimatology, Palaeoecology 2007
7. ↑ Piperno, D., 1988. Phytolith Analysis. An archaeological and Geological perspective. New York Academic Press
8. ↑ Piperno, D. 2005. Phytoliths: a comprehe nsive guide for archaeologists and paleoecologists. Lanham: Altamira Press
9. ↑ Vrydaghs, L., Cocquyt, C., Van de Vijver, T. and P. Goetghebeur. 2004. Phytolithics evidence for the introduction of Schoenoplectus californicus subsp. totora at Easter Island. Rapa Nui Journal 18 (2), 95 – 106.
10. ↑ Laurent C. ;Les apports de l'étude des phytolithes à l'archéologie (Contribution of Phytolithes Study to archaeology (Univ. libre Bruxelles, fac. sci., unité rech. paléoenvironnement); Revue : VA, Vie archéologique 1992-1993, no39, pp. 30-34 (8 ref.) Ref cat INIST ; ISSN : 0775-6135
11. ↑ Les phytolithes, mémoire de l'environnent tropical ; Fiches d'actualités scientifiques n°68 ; Juin 1998
12. ↑ Thèse de doctorat : Phytolithes, interactions sol-plante et paléoenvironnements = Phytoliths, soil-plant interactions and paleoenvironments, soutenue à l'Université d'Aix-Marseille 3, Aix-en-Provence par Alexandre Anne-Emmanuelle sous la direction de Meunier J.-D. ; 1996 [Note(s) : 138 p. (bibl.: 150 ref.) (1996) (No : 96 AIX3 0122) ; Fiche Inist
13. ↑ Patricia C. Anderson  ; Phytolithologie (CEPAM/CNRS)
14. ↑ ^{a, b et c} Carter, J.A. 1999 ; Late Devonian, Permian and Triassic phytoliths from Antarctica; Micropaleontology ; volume 45, issue 1, pages 56–61 ; Résumé ; Consulté 2008-04-22 ; ; doi;10.2307/1486202
15. ↑ Fossil dung reveals dinosaurs did graze grass Hecht, Jeff, New Scientist Magazine , 17 November 2005. Accessed January 2008