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Vous êtes ici : Accueil / Thématiques / Géosciences / Paléobiodiversité / Enseigner / outil de traitements des fichiers BDD

outil de traitements des fichiers BDD

Travail en cours de réflexion à partir des données de Benton. Les traitements demandés seront aussi utilisés pour la série de données Sepkoski

 

Récupération des fichiers.

Les fichiers sont téléchargeables mais sous forme d'archives MAC  sur le site the fossil record. Ils ont fait l'objet d'une publication Sciences en 1995 (Benton, M. J. (1993) The Fossil Record 2. Chapman & Hall, London, 845 pp. Benton, M. J. (1995) Diversification and extinction in the history of life. Science, 268, 52-58.)

Après avoir déziper, ce sont des fichiers excel qu'il faut formater pour être utilisables. En effet, Ce sont des tableaux à environ 85 colonnes pour certains  sans légendes. Il faut donc ensuite en fonction des explications données sur le site retrouver la signification des colonnes.

 

Analyse de la paléobiodiversité globale

Fichier summary_entire.xls.

La structure du fichier est la suivante:

    • En ligne : les étages géologique de l'échelle stratigraphique de Harland et autres de 1990. Chaque point a été placé à l'âge médian de l'étage
    • En colonne, les différents paramètres calculés pour chaque étage :
          • Nombre de familles
          • Nombre de famille présentes au début de l'étage
          • Nombre de famille éteintes à cette étage
          • le pourcentage de famille éteintes
          • le taux d'extinction (nb de familles éteintes/durée de l'étage)
          • Taux d'extinction par famille [Nb de familles éteintes/( nb totale de familles présentes*durée)]

Pour chaque paramètre, existent six colonnes

    • Total minimum
    • Total maximum
    • Continentale minimum
    • Continentale maximum
    • Marine minimum
    • Marine maximum.

 

Que montre ce fichier?

      • Le nb de famille donne une idée de l'augmentation de la paléobidiversité qui semble exponentielle.
        On observe aussi la différence entre les organismes marins présents dès le Cambrien et les organismes terrestres présents à partir du Silurien.
        On pourrait également étudier les incertitudes avec  les courbes maximum et minimum
    • Le nombre de familles présentes au début de l'étage ne semble pas indispensable
    • Le nombre de familles éteintes donne une première vue des crises de biodiversité
    • Le pourcentage d'extinction relative les extinctions en fonction du nombre de familles présentes dans l'étage
    • Le taux d'extinction en divisant par la durée de l'étage, donne une idée de la vitesse d'extinction
    • Le taux d'extinction par famille donne une idée de la vitesse d'extinction et de l'intensité.

 

Traitement souhaitable en situation pédagogique.

 Il serait souhaitable de créer un outil de construction en ligne de graphes

    • En abscisses, l'âge  (en Millions d'années) et par défaut une échelle de 600 à 0 (échelle inverse)
    • Titre: afficher automatiquement lors du choix du paramètre choisi ( avec possibilité de deux courbes A et B)
    • Choix du paramètre  par un menu déroulant  (ctrl si plusieurs courbes)
        • Nombre de familles
        • Nombre de familles éteintes
        • pourcentage d'extinction
        • Taux d'extinction
          • Taux d'extinction par famille
    • Dans tous les cas, choix à cocher (plusieurs choix possibles)
        • Totales
        • Continentales
        • Marines
    • Pour l'échelle des abscisses comme des ordonnées, possibilité de zoomer sur une zone par sélection d'une zone
    • Possibilité de placer sur les courbes des lignes verticales  pour repérer les crises et que celles ci indiquent l'âge repéré.
    • La possibilité d'afficher en superposition de l'axe des abscisses l'échelle stratigraphique Harland 1990
    • La possibilité de sauvegarder le graphe en jpg et la possibilité d'imprimer (à l'image de phylogène)

 

 

 Etude de la paléobiodiversité par niveau taxonomique

 

Fichier Summary_phyla.xls présente la même structure que le fichier précédent mais en dénombrant non plus uniquement les familles mais les phyla, les classes , les ordres puis les familles.

Traitement souhaitable en situation pédagogique.

 Il est presque comparable à celui du fichier précédent

    • En abscisses, l'âge  (en Millions d'années) et par défaut une échelle de 600 à 0 (échelle inverse)
    • Titre: afficher automatiquement lors du choix du paramètre choisi ( avec possibilité de deux courbes exemple: nombre de taxa ET pourcentage d'extinction en superposition)
    • Choix du paramètre  par un menu déroulant  (ctrl si plusieurs courbes)
        • Nombre de taxa
        • Nombre de taxa éteints
        • pourcentage d'extinction
        • Taux d'extinction
          • Taux d'extinction par taxa
    • Pour l'échelle des abscisses comme des ordonnées, possibilité de zoomer sur une zone par sélection d'une zone
    • Possibilité de placer sur les courbes des lignes verticales  pour repérer les crises et que celles ci indiquent l'âge repéré.
    • La possibilité d'afficher en superposition de l'axe des abscisses l'échelle stratigraphique Harland 1990
    • La possibilité de sauvegarder le graphe en jpg et la possibilité d'imprimer (à l'image de phylogène)

 

Etude de la diversité de chaque phylum

Fichier Diversité_tout groupe.xls

 La structure du fichier est la suivante:

          • En ligne, les différents phyla
          • En colonne , le nombre de familles présentes pour chaque étage géologique. Une colonne donne également le milieu de vie.

 

Les fichiers par phyla  indique la présence de la famille à chaque étages géologique selon cette convention

 

  1. F1 1 1 1 1 L1
  2. ?F F1 1 1 1 L1
  3. ?F ? F2 1 1 L2 ?L
  4. FL
  5. ?F ? ? ? ? ?L
  1. 1 indique la présence certaine
    F1 indique l'étage d'apparition
    L1 indique l 'étage dernière présence
  2. ?F indique une incertitude d'apparition puis F2 l'apparition certaine
  3. L2 indique une certitude de dernière présence et ?L une incertitude
  4. FL indique une une famille présente dans un seul étage
  5. ??? indique une présence incertaine.

Pour simplifier le traitement graphique, il a été choisi de s'appuyer sur les certitudes.

F1, L1, FL, F2, L2 ont été remplacé par des 1
?F et ?L ont été supprimés
???  ne seront pas comptabilisés.

 

Que montre le fichier?

 Il montre l'abondance (nb de familles) de chaque phylum au cours des temps géologiques. A partir de l'affichage de l'ensemble des courbes , on peut utiliser certaines stratégies pour étudier ce que l'on a décidé:

        • Supprimer les phyla présents actuellement: Cela met en évidence les phyla disparus et en particulier les être vivants à l'ère primaire.
        • Zoom de 300 à 200 Ma: Cela montre une crise définie avec le fichier précédents (limite Permo-Trias) avec certains phyla qui passent la crise sans aucun changement (Végétaux, champignons, Miscellania, etc) et d'autres qui sont très affectés (Brachiopodes, coelenterés)
        • Zoom de 100 à 30 Ma  où l'on montre les même choses mais avec en plus certains phyla qui se développent énormément après la crise (Oiseaux et mammifères).
        • Afficher uniquement les phyla totalement terrestres: Cela montre la sortie des eaux et l'envolée des mammifères et des angiospermes à l'ère tertiaire.
        • Afficher que les végétaux: Cela montre le grand développement des ptéridophytes à l'ère primaire, des gymnospermes à l'ère secondaire et des angiospermes à l'ère tertiaire.
        • Afficher que les vertébrés : montre les périodes de maximum de diversité  pour chaque Phylum (Conodontes vers 450Ma, Agnathes vers 400 Ma, Amphibiens vers 300 Ma, reptiles pendant tout l'ère secondaire, oiseaux et mammifères au tertiaire.

 

Traitement souhaitable en situation pédagogique

Le traitement est le même que pour  le fichier précédent

  • En abscisses, l'âge  (en Millions d'années) et par défaut une échelle de 600 à 0 (échelle inverse)
  • Titre: Fixe dans tout les cas: Paléobiodiversité en fonction des temps géologiques
  • Choix des courbes à afficher. Par défaut au démarrage, elles sont toutes affichés et sur une liste à cocher , on peut effacer certaines. Sur cette liste doit figurer le nom du phylum et un symbole indiquant le milieux de vie  (M,F,B,T,L,V)
  • Pour l'échelle des abscisses comme des ordonnées, possibilité de zoomer sur une zone par sélection d'une zone
  • Possibilité de placer sur les courbes des lignes verticales  pour repérer les crises et que celles ci indiquent l'âge repéré.
  • La possibilité d'afficher en superposition de l'axe des abscisses l'échelle stratigraphique Harland 1990
  • La possibilité de sauvegarder le graphe en jpg et la possibilité d'imprimer (à l'image de phylogène)

 

 Etude  d'un phylum dans le détail.

 Après avoir fait une étude globale, il peut être intéressant de permettre l'étude d'un phylum dans le détail.

Nous pouvons mettre à disposition tous les fichiers disponibles sur le site en les formatant de manière adéquate

Voici le liste des groupes disponibles:

Basal Groups 

1.Monera (Bacteria, Cyanobacteria) or as xls file
2.Fungi or as xls file
3.Algae or as xls file

Invertebrate Animals

4.Protozoa
5.Porifera
6.Coelenterata
7.Mollusca: Amphineura and 'Monoplacophora'
8.Mollusca: Gastropoda
9.Mollusca: Cephalopoda
10.Mollusca:Cephalopoda (pre-Jurassic Ammonoidea)
11.Mollusca:Cephalopoda (Ammonoidea: Phylloceratina, Lytoceratina, Ammonitina and Ancyloceratina)
12.Mollusca:Cephalopoda (Coleoidea)Annelida
13.Mollusca:Rostroconchia, Scaphopoda, and Bivalvia
14.?Mollusca incertae sedis
15.Annelida
16.Arthropoda (Trilobita)
17.Arthropoda (Aglaspidida, Pycnogonida, and Chelicerata)
18.Arthropoda (Crustacea, excluding Ostracoda)
19.Arthropoda (Crustacea: Ostracoda)
20.Arthropoda (Euthycarcinoidea and Myriapoda)
21.Arthropoda (Hexapoda; Insecta)
22.Brachiopoda
23.Phoronida
24.Bryozoa
25.Echinodermata
26.Basal deuterostomes (Chaetognatha, Hemichordata, Calcichordata, Cephalochordata, Tunicata)
27.Graptolithina
28.Problematica
29.Miscellania

Vertebrate Animals

30.Conodonta
31.Agnatha
32.Placodermi
33.Acanthodii
34.Chondrichthyes
35.Osteichthyes: Basal Actinopterygians
36.Osteichthyes: Teleostei
37.Osteichthyes: Sarcopterygii
38.Amphibian-Grade Tetrapoda
39.Reptilia
40.Aves
41.Mammalia

Plants

42.Bryophyta
43.Pteridophyta
44.Gymnospermophyta
45.Magnoliophyta ("Angiospermae")

Voici un exemple de fichier formaté : Ammonoidea.xls

Traitement souhaitable en situation pédagogique

Le traitement est le même que pour  les fichiers précédents mais on peut ajouter deux nouvelles représentations

L'affichage "présences".

Il permet de montrer la durée de présence d'une famille en fonction de l'épaisseur (de l'âge). Il nécessité la fabrication de trois colonnes (F,G,H) qui donne l'âge d'apparition, l'âge de dernière présence et la troisième colonne est simplement nécessaire pour utiliser avec Excel l'option graphe boursier. Lorsque l'âge d'apparition et de dernière présence sont les mêmes, il faut alors remplir cette dernière colonne pour que le point apparaisse sur le graphique.
La transformation des données (111111) en données deux colonnes est en cours de réalisation par une moulinette. Pour l'instant la transformation a été faite sur 10 ligne pour la démonstration.

Il faut donc dans cette option

    • Toutes les familles en abscisses, l'âge en ordonnées avec (en échelle inverse) entre un minima est maxima qui correspond aux données (ou échelle par défaut de 600 à l'actuel et zoom )
    • La possibilité d'effectuer un simple et double tri sur les valeurs
        • age d'apparition  croissant puis âge de dernière présence croissant
        • age de dernière présence croissant puis âge d'apparition croissant
    • La possibilité de tracer une droite repère horizontale pour marquer une limite.

L'affichage "Abondance".

Très fréquent dans les publications scientifiques, il n'est pas réalisable simplement avec Excel. Il montre pour chaque âge le nombre de familles présentes pour montrer la période de maximum de développement du phylum. Ici, il a été construit de manière bricolé a partir d'un graphe boursier  en comptant dans un premier temps le nombre de familles présentes à chaque étage (ligne 110) puis 34 étant le nombre maximum de famille, en transformant ces valeurs en minimum maximum centrées sur la valeur 17 (un peu compliqué!!!).

Le graphe est ici construit dans le mauvais sens  (abscisse en ordonnées)

Il faut donc dans cette option

        • l'âge en ordonnées avec (en échelle inverse) entre un minima est maxima qui correspond aux données (ou échelle par défaut de 600 à l'actuel et zoom )
        • En "abscisse", une représentation du type de celle présentée mais avec une surface pleine et non des traits  les uns à côté des autres.
        • On pourrait aussi prévoir un affichage de plusieurs phyla et dans ce cas un affichage côte à côte avec possibilité de changer l'ordre de la gauche vers la droite (soit en accrochant et tirant soit à partir d'un onglet  de légende qui change l'ordre).

Etude dans le détail de la crise Permo-Trias en Chine

 Nous possédons les données (non disponibles sur Internet)  de l'étude d'une équipe chinoise ayant publié en 200 dans Science un article sur la région de Meishan, stratotype de la limite PT. Ce fichier montre la distribution de 333 espèces et de 12 phyla. 

Pour l'instant ces données ont été formatées en deux fichiers

Le fichier Mesihan_V1.xls

En ligne sont présentes les 333 espèces et en colonnes le niveau d'apparition et de dernière présence (colonnes C et D) mesuré en mètre par rapport à un niveau repère-bas et la même chose transformé en âge en Ma.

La feuille "données tous groupes " permet l'étude globale , la feuille données par groupes" permet l'étude d'un phylum.

Traitement souhaitable en situation pédagogique

      • En ordonnées l'échelle des épaisseur ou des âges (en échelle inverse)
      • en abscisse, le numéro des espèces. Cette numérotation est arbitraire et correspond à un classement alphabétique des noms d'espèces pour chaque phylum et les phyla les uns à la suite des autres.
      • La possibilité d'effectuer un simple et double tri sur les valeurs
          • âge d'apparition  croissant puis  âge de dernière présence croissant
          • âge de dernière présence croissant puis âge d'apparition croissant
      • La possibilité de tracer une droite repère horizontale pour marquer une limite.
      • Le choix de l'affichage en ordonnées de l'épaisseur ou de l'âge ou des deux. (choix à cocher)
      • La liste des phyla dans un encadré dont la case "total" est cochée par défaut mais qui permet le choix d'un phylum particulier (un choix excluant l'autre. )
      • La possibilité d'afficher à côté de l'échelle profondeur (et non âge) de la colonne stratigraphique sans les limites d'étage (uniquement les limites de bancs). en option de correction  la possibilité d'ajouter les limites d'étage.
      •  La construction du graphe age en fn de l'épaisseur  avec un sens inversé; Age en abscisses et l'épaisseur en ordonnées avec les mêmes possibilités d'affichage facultatif de la colonne stratigraphique. Ce calcul peut se faire soit sur les niveau d'apparition soit sur les niveaux de disparition.
      • La possibilité de sauvegarder le graphe en jpg et la possibilité d'imprimer (à l'image de phylogène)

Le fichier Meishan_V2.xls

 Il est formaté selon le format 11111111. Il permet d'étudier comme précédemment la biodiversité en fonction de l'âge.

Les traitements souhaitables sont identiques au format du même type mais il est préférable dans ce cas de placer les âge en ordonnées en échelle inverse

  • En ordonnées , l'âge  (en Millions d'années) et par défaut une échelle de 254 à 246 (échelle inverse)
  • Titre: Automatique en fonction du choix du paramètre
  • Choix des courbes à afficher. (nombre d'espèces, pourcentage de disparition,
  • Pour l'échelle des abscisses comme des ordonnées, possibilité de zoomer sur une zone par sélection d'une zone
  • Possibilité de placer sur les courbes des lignes horizontales pour repérer les crises et que celles ci indiquent l'âge repéré.
  • Lorsque le choix nombre d'espèces est effectué, la possibilité de cocher parmi la liste les phyla à afficher (avec un choix "afficher toutes les espèces ensembles")
  • La possibilité de sauvegarder le graphe en jpg et la possibilité d'imprimer (à l'image de phylogène)