Lower palaeozoic acritarchs as proxies for the reconstruction of palaeoenvironments

Abstract

The Lower Palaeozoic is characterised by a major phytoplankton diversification. Organic-walled organisms (acritarchs) played an essential role in primary production. This group is very useful for biostratigraphy, but has also a high potential for palaeobiogeographical and palaeoecological reconstructions. Late Cambrian, Ordovician and Late Silurian material was studied in order to analyse taxonomy, to review published data and to reconstruct palaeoenvironmental conditions and palaeoclimate . This research led to the publications of six articles attached to the present thesis. Multivariate statistics on Cambro-Ordovician galeate acritarchs from the Algerian Sahara allow an alternative classification . The revision of the genus Nellia from the same succession is based on the combination of traditional taxonomy and statistical approach to demonstrate the high intraspecific variation. For the evaluation of Ordovician acritarch biodiversity, a complete review of the literature has been carried out. The results reflect more regional trends and do not display global diversity patterns. The relation between the morphology of the Cambro-Ordovician galeate acritarchs and environmental parameters (such as salinity) is analysed in comparison with modern dinoflagellate cysts. The acritarch distribution across certain facies boundaries has been investigated on a Late Silurian carbonate platform (Gotland, Sweden). Some acritarch taxa characterise specific palaeoenvironments. The detailed record of climatic changes in the Late Silurian is reflected by changes in the composition of acritarch assemblages from the Gotland succession. The sensitivity of acritarchs to environmental changes may represent an important tool for the reconstruction of the Lower Palaeozoic climate.

Le Paléozoïque Inférieur est marqué par une biodiversification importante d’un grand nombre d’organismes des milieux marins, où les représentants du phytoplancton (dont les acritarches) occupaient une place centrale en tant que producteurs primaires. Ces organismes microscopiques, aux affinités incertaines, sont très utiles pour la biostratigraphie et auraient un grand potentiel pour les reconstitutions paléogéographiques et paléoécologiques. Une série d’études a été réalisée, dans les domaines de la taxonomie et de l’interprétation de la distribution spatio-temporelle des acritarches du Cambrien Supérieur, de l’Ordovicien et du Silurien Supérieur. Tout d’abord, avant toute application, une taxonomie cohérente est nécessaire. Dans ce but, les statistiques multivariées ont permis 1) de proposer une classification alternative des acritarches galéates du Cambro-Ordovicien du Sahara Algérien et 2) de compléter la taxonomie usuelle du genre Nellia de la même succession d’Algérie. Afin d’évaluer la biodiversité des acritarches ordoviciens, une analyse a été réalisée sur la base d’une révision complète de la littérature. Les résultats indiquent des schémas de diversité mieux exprimés au niveau régional qu’au niveau global. En marge des études classiques en biostratigraphie et en paléogéographie, la suite de ce travail tente d’approfondir les aspects paléoécologiques des acritarches du Paléozoïque Inférieur. La relation entre la morphologie des acritarches galéates cambro-ordoviciens et certains paramètres environnementaux (tels que la salinité) a été analysée en comparaison avec les kystes de dinoflagéllés modernes. L’étude de la distribution des acritarches le long d’un transect latéral dans le Silurien supérieur de l’île de Gotland (Suède) a permis de proposer l’utilisation des acritarches en tant que marqueurs de paléoenvironnements. Dans le contexte des variations paléoclimatiques du Silurien supérieur, l’analyse de la distribution verticale des acritarches de la même région a montré que ces organismes étaient très sensibles aux changements environnementaux et pourraient être utiles aux modélisations paléoclimatiques dans le Paléozoïque Inférieur.