PALÉOHISTOLOGIE

Si l’histologie est l’étude des tissus biologiques actuels, par extension la paléohistologie correspond à celle des tissus biologiques fossiles. Pour des raisons de préservation, cette discipline s’appuie le plus souvent sur l’étude des os, des dents et des coquilles d’œufs. En effet, ces structures sont celles qui se fossilisent le mieux et dont seule la phase inorganique (minérale) est préservée et reflète l’organisation initiale du tissu. La paléohistologie concerne donc le plus souvent les vertébrés fossiles. Cependant, elle peut parfois s’appliquer aux fossiles d’invertébrés lorsque ceux-ci sont remarquablement bien préservés (les tissus mous nécessitant des conditions exceptionnelles de fossilisation). Elle est aussi utilisée pour étudier des plantes fossiles et l’organisation du tissu végétal.

Existant depuis des décennies, la paléohistologie est en pleine évolution notamment grâce au développement des outils d’imagerie en trois dimensions (3D) qui permettent d’augmenter le nombre de spécimens étudiés et ainsi d’apporter de nouvelles informations sur la biologie et l’écologie des organismes disparus.

Définition et histoire

De façon générale, les études paléohistologiques sont fondées, comme toutes les autres branches de la paléontologie, sur des comparaisons entre les groupes fossiles et les groupes actuels dont ils sont les plus proches. Ainsi, les connaissances acquises grâce à la faune actuelle sont transposées chez les animaux fossiles, permettant l’interprétation des structures observées.

La paléohistologie, comme l’histologie, étudie les tissus biologiques à différentes échelles grâce essentiellement à l’utilisation de divers types d’outils d’optique. Elle peut être subdivisée en deux parties correspondant à deux niveaux de détails successifs : la microanatomie et l’histologie stricto sensu. La microanatomie s’intéresse à la structure globale du tissu, par exemple l’épaisseur de la paroi osseuse ou de la coquille d’œuf, la forme de la section de l’os ou de la dent, ou encore la densité du tissu. L’histologie stricto sensu correspond quant à elle à l’étude de l’organisation du tissu au niveau microscopique. Cela inclut, par exemple, l’étude de la forme, de la distribution, de l’orientation ou de la densité des cellules composant le tissu, l’étude de l’organisation des vaisseaux sanguins présents, ou encore l’organisation des minéraux dans le cas des coquilles d’œufs fossiles.

L’histologie est une discipline très ancienne, qui a vu le jour au xvii^e siècle, avec le développement des instruments d’optique nécessaires à ces observations, tels que les microscopes. En revanche, ce n’est qu’au xix^e siècle que cette méthodologie est appliquée aux fossiles, avec par exemple l’étude d’un os de ptérosaure réalisée par l’Anglais James Scott Bowerbank (1797-1877) en 1848. Il faudra attendre 1913 pour que cette discipline soit définie par Edwin Stephen Goodrich (1868-1946) et appelée « paléohistologie » (en grec, palaois, « ancien » ; histos, « tissu » ; logos, « science »). Depuis lors, la paléohistologie a été appliquée à un très grand nombre d’organismes différents, aussi bien datés du Permien (env. 260 millions d’années) qu’éteints il y a seulement quelques centaines d’années. Grâce à une incroyable préservation de la structure microscopique et de l’organisation des tissus fossiles, même pour des organismes très anciens, cette méthode a permis de répondre à de très nombreuses questions sur leur écologie ou leur biologie. Cela a été possible principalement grâce à l’utilisation de lames minces, l’un des outils les plus importants et les plus utilisés en paléohistologie. Depuis la fin des années 1990, le développement des outils d’imagerie 3D, qui ont le précieux avantage de ne pas détruire les fossiles, apporte de nouvelles perspectives à cette discipline.

Détail d’un os de l’épaule (scapula) d’un dinosaure vu au microscope optique

Cette image composite d'une lame mince observée au microscope optique montre l'organisation interne d'une scapula appartenant à Maiasaura, un genre de dinosaure découvert dans le Montana (États-Unis) et vieux de 80 millions d'années (Crétacé supérieur). On y observe de nombreux cercles,... 

Crédits : Damien Germain/ MNHN

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Coupe d’une défense fossile de mammouth

Cette lame mince, représentant une section de défense d'un mammouth de Colombie (environ 6 cm de diamètre ici), permet d'observer, soit à l'œil nu, soit grâce à l'utilisation d'un microscope, la structure interne de cette dent particulière (incisive supérieure). La science qui étudie... 

Crédits : © 2012 Museum of the Rockies, Ellen-Thérèse Lamm, University of California Museum of Paleontology Specimen -UCMP 150077, Columbian Mammoth Tusk

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Détail d’un os de l’épaule (scapula) d’un dinosaure vu au microscope optique
Crédits : Damien Germain/ MNHN

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Coupe d’une défense fossile de mammouth
Crédits : © 2012 Museum of the Rockies, Ellen-Thérèse Lamm, University of California Museum of Paleontology Specimen -UCMP 150077, Columbian Mammoth Tusk

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Élaboration d’une lame mince en histologie et paléohistologie
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Structures de coquilles d’œufs fossiles
Crédits : Encyclopædia Universalis France ; photos : Delphine Angst

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