Étude sur les bilobites et autres fossiles des quartzites de la base du système silurique du Portugal

M. A.-G. Nathorst dans un ouvrage remarquable publié récemment sous le titre « Noucelles observations sur des traces d'animaux et autres phénomènes d'origine purement mécanique décrits comme Algues fossiles. Stockolm, 1886:*, cherche à réfuter les arguments que plusieurs naturalistes, surtout MM. de Saporta et Lebesconte, ont présentés pour prouver que les moules et empreintes de fossiles qu'on observe dans certaines couches de la série paléozoïque intérieure, qui ont été désignés sous les noms de Cruziana ou Bilobites, Arthrophyeus et autres, sont de véritables organismes.

L'éminent phytologue et paléontologiste suédois m'a fait l'honneur de consacrer quelques pages de lappendice par lequel il termine son ouvrage, à l'analyse du mémoire que javais publié sur ce sujet peu de temps auparavant?, où je soutiens, quoique sur des fondements un peu différents, les idées développées par ces deux savants: cela me porte naturellement à lui exprimer mes remerciments, et aussi à rechercher si les arguments qu'il présente pour détruire mon argumentation ont en vérité la force que leur attache l'illustre naturaliste. I est clair que dans cette réponse je ne me charge pas d’analvser tous les arguments présentés par M. Nathorst à la défense de sa théorie, je discuterai seulement ceux qui me regardent personnellement: cependant je me rapporterai oceasionnellement aux arguments produils dans le corps de l'ouvrage, lorsque je le trouverai nécessaire pour éclaircir le point en litige.

D'abord je dirai que pour qu’on puisse accepter une théorie comme vérité scientifique, il faut qu'elle explique dune manière satisfaisante, sans aucune exception, tous les faits qu'elle prétend élucider. S'il n'en est pas ainsi, c’est-à-dire, s'il est des faits authentiquement observés auxquels elle ne Sadapte pas, il v à tout lieu de croire que la théorie n'est pas vrate,

Barrande, notre illustre et inoubliable maître, disait que le eritérium indispensable de toute véritable Toi de la nature c'est, avant tout, de s'appliquer exactement aux faits établis, Si,

1 Mémoire présenté à l'Académie Royale des Sciences de Suède. le 46 septembre 1885. ? Etude sur les Bilobites et autres fossiles des quurtzites de la base du système silurique du Portugal. Lisbonne, 1885, A Es AOÛT, 1887

les perturbations de la planète Uranus étant étudiées, l'astronomie en appliquant les lois de Kepler ei la loi Newtonienne de l'attraction universelle, a découvert l'existence de Ke planète Neptune, indiquant dans les espaces célestes précisément le lieu où cette planète, jusqu'alors me connue, devait se trouver à une époque donnée, c’est parce que ces lois étuient mathématique ment vraies, et l'observation directe vint ainsi confirmer merveilleusement les résultats des cale culs fondés sur la théorie. Mais si, en supposant exacts les calculs astronomiques, on meût pas découvert la planète Neptune, on serait dans le droit de penser que les lois établies par Képler et par Newton élaient en défaut, ou bien que les perturbations de la planète Uranus avaient été mal observées ou inexactement appréciées.

Or, il y a tant d’obscurité et, j'ose même le dire, de contradictions, dans la théorie des traces, que la sagacité, le critérium supérieur, et les patientes expériences de M. NathorsU n'ont pu encore l'éclaircir en plusieurs points, el nous croyons que peut-être le savant suédois n'y parviendra jamais. Comme la théorie opposée est par contre fondée sur des arguments très importants, qu'aujourd'hui plus que jamais je considère inébranlables, puisque mon illustre adversaire ne les a pas même effleurés, je me crois dans le droit de réputer cette théorie comme la véritable, du moins provisoirement, vu qu'il n’y a d’autres hypothèses à considérer, que celles-ci: les problématiques Bilobites sont ou ne sont pas des traces ou empremies mécaniques laissées par des corps animés, où par des corps inertes, dans leur passage sur le sable.

En effet, il ne s’agit pas tout simplement de savoir si le croisement de traces, même produites en conditions exceptionelles et des plus favorables, peut donner des moules analogues à ceux des Cruziana; il faut encore prouver qu’en réalité ce furent des animaux qui onl produit ces traces, ou, en d'autres mots, prouver l'existence des animaux qui devraient les produire. Or, dans les limites de mes observalicns réitérées, faites sur les quartzites à Bilohites, je puis assurer qu'on n'a jamais découvert en Portugal, dans ces couches, le moindre vestige d'animaux qui pussent produire de pareilles traces; je ne sais non plus que dans un autre RE on ait fait la découverte de quelques fossiles qui autorise une telle Supposition. Mais ce n’est pas là le seul argument que j'ai présenté, et auquel M. Nathorst n'ait pas répondu; entre aures, il n’explique pas le fait que les Bilobites ne se montrent, dans notre systéme silurique, que dans les quartzites de la base du système. |

Ayant examiné dernièrement de nouveaux gisements de Bilubites, j'ai reconnu qu'ils occupent toujours le même niveau géologique dans la base de l'étage qui renferme les fossiles de la faune seconde, et qu'ils ne se trouvent Jamais ni au-dessus, ni au-dessous de ce niveau, quoique les mêmes conditions de sédimentation se soient répétées à plusieurs époques, ainsi qu'on peut en juger d’après l'identité, ou du moins la profonde analogie des caractères des roches de différents systèmes géologiques. |

C'est un fait bien singulier et en vérité peu compréhensible, que lorsque les traces supposées se montrent, on ne découvre aucun reste de l'animal qui aurait dû les produire; au contraire, dans des strates de quartzite silurien de même nature que celles où paraissent les Bilobites, mais où l’on ne trouve pas ces fossile.‘ r voit des moules de Trilobites ensemble avec ceux d'autres classes d'animaux qui les accompagnent ordinairement. sans qu'on découvre aucune apparence des pistes qu'ils auraient pu produ

En outre. si Pon étude les couches à Bilouites d'une certaine contrée on reconnait que

la distribution stratigraplique de ces fossiles est partout la méme. les espèces se succédant ver-

ticalement et toujours dans le même ordre, de sorte qu'il est possible de fixer par ce moyen le point de la série stratigraphique auquel correspond une certaine couche. Au contraire, quelques formes de Bilobites, qui ont une large distribution géographique, varient dans leurs earactères, dans les limites qu'il a été convenu de donner aux espèces organiques, d'après la nature un peu variable des dépôts qui les renferment, ou, en d’autres mots, d' après la variation du milieu où ces formes ont vécu. Aînsi, par exemple, dans la serra de Santa Justa (Vallongo), où l'assise sablonneuse de la base du système silurique renferme plusieurs couches argileuses, au point que lon peut dire que Félément argileux y est prédominant sur la silice, les formes de Bilobites sont peu variées et les exemplaires moins abondants, quoiqu'ils soient pour la plupart de grande taille: tandis que dans d'autres localités, comme Ameixieira (environs de Macäo), où les strates de quartztte pur se répètent très souvent, alternant avec des lits d'argile fine où de psammite, les espèces sont de petite taille, les formes sont plus variées et les exemplaires très nombreux.

D'autres arguments également valables, auxquels nous avons déjà fait allusion dans notre étude antérieure, n'ont pas non plus une explication plausible d'après la théorie préconisée par M, Nathorst.

Un exemplaire de Crusiana furcifera trouvé près de Maçäo et renfermé dans le quartzite grossier sans Interposition de la moindre trace d'argile (pl. V, Gg. {), et un autre de Cr. rugosa, recueil dans la serra de Santa Justa (Vallongo) et que nous représentons aussi (pl. IV), lequel montre sur une des faces latérales, fortement inelinée, des rides égales à celles de la surface, tandis que sur la face opposée il est taillé perpendiculairement et uni, comme le sont en général les exemplaires de cette espèce: ces deux exemplaires offrent, ce me semble, des arguments déciaifs, de ce que les Craziana ne sauraient représenter des pistes. Dans le premier cas, la trace que le prétendu animal aurait laissée, ne saurait évidemment se conserver, parce que le grès grossier qui forme le moule indique un fort courant qui l'aurait inévitablement détruite; en outre la surface de l'exemplaire présente des lignes plus fines que la grosseur du sable qui a formé le moule, ce qui est inadmissible dans la supposition d'une trace !. Dans le second cas, on ne peut Comprendre comment l'animal ait eu des membres locomoteurs doués de mouvements aussi différents qu'il pût tailler dans le sédiment un talus vertical d’un côté, et qu'il eût laissé du côté opposé des vesliges évaux à ceux que son corps y imprimait de sa face inférieure, Il vient à propos de remarquer aussi. ce qui est d'une très grande importance pour l'opinion que nous soutenons, que dans les exemplaires de Cruziana à grand relief, comme celui dont il est question, la couche de sehiste qui les reconvre n'a pas une épaisseur uniforme et correspondant à celle que présente ce relief, comme il arriverait inévitablement dans le cas d’une trace, et à plus forte raison encore dans le cas où il y aurait percement d'un tunnel dans la vase (une autre hvpothèse dont M. Nathorst se sert pour ses explications). Au contraire, la couche de schiste est très mince, elle remplit à peine les irrégularités du relief des Cruziana, et disparaît même quelquefois, montrant par conséquent que ceux-ci étaient des corps gisant au fond de la mer où sur le rivage, plas où moins ensevelis dans la vase, quand le courant qui entraîna les sédiments du grès vint les couvrir.

1M. Nathorst lui-môme dif qu'on ne peut obtenir des traces nettes sur le sable, paree qu'alors les conditions sont

peu ou point favorables à leur formation (Op. cit. p. 47).

Nous devons encore ajouter, comme argument subsidiaire, que les empreintes, qut ont élé considérées jusqu’à présent comme des traces de crustacés et d'autres animaux par des ob. servateurs de premier rang, comme Pillustre paléontologiste américain James Hall, ont des formes très simples, qui ne ressemblent nullement aux Bilobites. Nous possédons même dans Îles schistes siluriques de Barrancos, dans des couches où abondent des restes de plantes, des empreintes parfaitement identiques à celles des pl. 45 et 16 du vol. x de la Paleontology vf New York.

Or, vouloir accorder seulement aux animaux qui ont vécu au commencement de l'époque silurique, Trilobites ou crustacés quelconques, la faculté singulière de se trainer sur la vase, produisant des traces si variées et complexes et si différentes de toutes les autres traces observées, telles que les diverses formes que l’on a réunies sous la dénomination générale de Bilobites, sans que l'inspection des strates faite par tant de géologues et tant d'observateurs disüngués ait pu jamais découvrir d'autre preuve de l'existence de ces animaux, cela me semble une hypothèse plus que hasardée, quand on peut d’ailleurs chercher sur un autre terrain l'explication plausible des faits observés. Cependant, si ces considérations ne sont pas suflisantes pour prouver la faiblesse des arguments de M. Nathorst, nous allons montrer maintenant que les ingénieuses expériences qu’il décrit dans son dernier ouvrage ne trouvent pas d'apphcation dans ce cas-ci, car avant tout il faudrait s'imaginer que le prétendu crustacé, auquel les Cruziana doivent leur existence, était doué de mouvements analogues à ceux que le savant phytologiste à imprimés à son rouleau en bois (?) pour que les stries obliques des traces aient pu se produire. Si l’on considère un animal se trainant sur la vase, avec les mouvements qu'on observe réellement dans les espèces vivantes, les traits principaux qu'il laisserait sur son passage seraient inévitablement parallèles entre eux et se rapprocheraient de la direction de Faxe de l'animal, comme on l’a affirmé si souvent.

Les traces de Limulus, que M. Nathorst a prises pour type de COMparaison avec leg Cruziana *, en sont la meilleure preuve, en laissant même de côté la considération que Ei piste de cet animal ne pourrait jamais produire un moule analogue aux Cruziana, parce qu'il aurait, au lieu du sillon médian de ces fossiles, une crête qui serait produite par l'extremité caudale, comme nous l'avons remarqué ailleurs ?.

Il serait aussi facile de prouver que l'animal même, que M. Nathorst à imaginé, ne produirait pas de semblables traces, à moins qu'il n'eût inférieurement la forme des Cruziana et en outre qu'il eût aussi imprimés sur sa face inférieure les détails de l'ornementation de ces fossiles. Dans ce cas ils représenteraient, ainsi que les Néréites, non plus des traces, mais les espaces remplis par le même animal qui les a produites, ce qui détruirait fatalement par sa base la théorie proposée.

J'avais dit dans mon mémoire* que dans ses expériences antérieures M. Nathorst n'avait pas obtenu une seule empreinte qui ressemblât, même de loin, à un Cruziana. Il ne nous est pas permis de faire maintenant la même remarque, Dans les expériences que M. Nathorst a faites dernièrement, il est parvenu à obtenir par un procédé très ingénieux, quoique tout à fait

IV fig 6 8, p. 69 du premier mémoire de M. Nathorst (Mémoire sur quelques traces, ete.) 2 Étude sur les Bilobites. p. 23.

3 Ibid. p. 24.

SO

arbficiel, des moules, qui par leurs caractères généraux ressemblent vraiment assez aux Cru- Zlana et aux Arthrophyeus; cependant la manière dont il les a obtenus ne me semble pas conforme aux causes auxquelles il attribue la formation de ces fossiles, ou, en d’autres termes, le procédé employé est peu conforme à celui que la nature emploierait pour produire ces traces.

Quoique pour prévenir cette objection, qui naturellement pourraît lui être adressée, M. Nathorst s'efforce de déclarer que ses expériences ne visent que les phénomènes pour ainsi dire mécaniques des traces, à vérité est qu'on ne peut séparer les effets des causes qui les ont produits. Si, pour obtenir des moules analogues aux Cruziana, il faut imprimer le mouvement de rotation à un rouleau, comme celui qui à servi aux expériences en question, dont la seetion lonvitudinale à la forme d'un æ et la surface est striée en spirale en sens inverse dans les deux ellipsoïdes qui le composent, il faut absolument s'imaginer un animal, dont la section transversale ressemble plus où moins à celle de l'instrument employé, et s'imaginer aussi que cet animal était doué de mouvements analogues à ceux qui étaient imprimées au rouleau, pour que des empreintes semblables à celles qu'on a obtenues artificiellement pussent se produire naturellement. M Kathorst lui-même l'a compris; aussi, en abandonnant sa première idée que les Cruziana soient les moules des traces qu'ont laissées des Trilobites, et oubliant peut-être les formes que les crustacés offrent pour la plupart, il a créé dans son imagination un animal qui a dans sa face inférieure la configuration des Cruziana.

Cependant, pour que le supposé erustacé puisse produire des traces semblables à celles que représentent les excellents moules obtenus, il faut croire qu'il roulait sur lui-même: car si l'on prétend que lammal <e train simplement sur la vase, la trace en serait tout à fait différente; aussi différente des moules obtenus que celle que produirait le rouleau se trainant sur Pargile dans les mêmes conditions.

ën effet, un rouleau à surface striée, se mouvant sur lui-même, donne des résultats très divers de ceux d'un corps dune forme quelconque se traînant sur la même surface. Dans le second cas le résultat inévitable est que chaque point saillant du corps tracera des sillons parallèles à la direction du mouvement: on ne saurait comprendre comment les paties de l'animal, armées où non d'ongles où de quelque autre appendice, plus ou moins éloignées de la ligne médiane du corps, et douées en outre des mouvements les plus rapides et variés, en touchant l'argile, n'aient pas tracé des lignes plus où moins rapprochées du parallélisme avec l’axe, et au contraire, elles aient ouvert des sillons divergeant de la ligne médiane, se bifurquant ou s’anastomosant et quelquelois même offrant des stries fines parallèles au milieu des rides formant les mailles plus larges!

Nous ne devons pas non plus oublier la différence qui existe entre ces empreintes artificielles et celles qu'on à obtenues directement des animaux marchant librement sur la surface de l'argile où sur le plâtre mou. Sous ce rapport, les premières expériences faites par M. Nathorst ont à mes veux beaucoup plus de valeur, parce que la volonté de l'opérateur n'y est pas intervenue, et ]

faits:

es Conclusions qui en dérivent se fondent sur l'observation directe des

: / JT Fe Na É 4 Bien que M. Nathorst prétende que dans la nature les conditions sont plus favorables

et propres à produire des moules analogues aux Cruziana, les observations faites par lui-même