Chez les minéraux aussi, il existe des espèces!

Lorsqu’on parle d’une espèce, on pense la plupart du temps à une espèce biologique, comme une plante, un mammifère, un reptile, un poisson, une algue ou un champignon.

On songe rarement à un minéral. Pourtant, les espèces minérales existent, elles aussi! Les minéralogistes utilisent d’ailleurs une classification taxonomique très proche de celle des biologistes.

Classification biologique Classification minéralogique
Domaine
Règne Classe
Embranchement Sous-classe
Classe Famille
Ordre Super-groupe
Famille Groupe
Genre Série
Espèce Espèce

Les humains ont une tendance naturelle à remarquer les différences et les similitudes. Les biologistes emploient une classification hiérarchisée fondée sur les ressemblances (les traits communs) pour regrouper les organismes. La plupart des gens sont familiers avec les notions de règne, d’embranchement, de classe, etc., jusqu’aux taxons les plus connus : le genre et l’espèce. Le « domaine » est un nouvel échelon qui se situe au-dessus du règne.

Plusieurs spécimens de touladis, Salvelinus namaycush.

Variations morphologiques de touladis du Grand lac de l’Ours, T. N.-O. Ces spécimens illustrent les variations naturelles à l’intérieur d’une même espèce. En biologie, le rôle du taxonomiste est de comprendre et de définir ce qui différencie chaque espèce. Image: Noel Alfonso © Musée canadien de la nature

La définition même d’espèce donne du fil à retordre aux biologistes. Environ vingt-six concepts différents sont utilisés en ce moment pour décrire le terme « espèce ». Celui qui prévaut définit une espèce comme étant constituée de populations qui se reproduisent ou pourraient se reproduire entre elles. C’est très difficile à prouver. L’isolement reproductif peut être prouvé en démontrant qu’une différence majeure existe entre les caractéristiques morphologiques ou moléculaires de deux populations.

La définition d’une espèce minérale est sans équivoque. Bien qu’il existe diverses façons de regrouper les minéraux, les scientifiques recourent à une classification fondée à la fois sur la composition chimique et sur la structure atomique. Pour classifier un minéral, il convient donc de connaître les éléments qui le constituent.

Tous les minéraux comprennent deux types d’atomes, qui servent à la classification : les cations (chargés positivement) et les anions (chargés négativement).

Pour ranger un spécimen dans une classe (la catégorie située en haut de l’échelle), nous devons savoir quel « groupe anionique » joue le rôle d’unité structurale. Par exemple :

  • les silicates sont formés de SiO44-
  • carbonates : CO32-
  • sulfates : S2-
  • oxydes : O2-
  • halogénures : Cl ou de F
  • phosphates : PO43-.

On poursuit la classification en examinant la façon dont cations et anions se combinent et les variations de composition chimique entre les minéraux.

Spécimens de diamant et de graphite accompagnés de graphiques illustrant leur structure anatomique.

Le diamant et le graphite sont tous les deux composés uniquement de carbone. La façon dont les atomes sont liés entre eux explique la différence physique des deux minéraux. Le diagramme sous chaque minéral représente sa structure anatomique. Image : Materialscientist © Materialscientist

Exemple 1 : Le diamant et le graphite comportent un seul et même élément : le carbone. Les liaisons entre les atomes diffèrent toutefois, ce qui donne deux espèces minérales très différentes.

Collage de spécimens de minéraux : muscovite (collection #MCNCM56667) phlogopite (MCNCM 30318), annite (MCNCM30318).

La muscovite, la phlogopite et l’annite sont des types de mica. Bien qu’elles possèdent la même structure anatomique, les différences dans leur chimie expliquent leur différent nom d’espèce. Images : Michael Bainbridge © Michael Bainbridge

Exemple 2 : Le groupe des micas contient 49 espèces. Toutes possèdent une structure atomique semblable : il s’agit de feuilles de silicates, formées de couches de tétraèdres de silicates alternant avec d’autres cations (Mg, Fe, Al, Li, etc.). On distingue les 49 espèces en fonction de leur composition chimique. Par exemple, la muscovite est un mica K-Al, la phlogopite, un mica K-Mg et l’annite (biotite), un mica K-Fe.

Les minéralogistes du Centre de découverte et d’étude des espèces s’intéressent aux espèces minérales au même titre que les biologistes étudient les espèces d’oiseaux, de plantes ou d’insectes. Les différences observées entre les espèces minérales d’un environnement géologique à un autre nous renseignent sur l’évolution de ces milieux et sur les changements de pression, de température, de fugacité de l’oxygène ou de composés chimiques de base survenus au cours de la cristallisation et de la croissance du minéral.

Lors de votre prochaine randonnée dans la nature, souvenez-vous que les roches que vous foulez contiennent elles aussi d’importantes espèces!

Texte traduit de l’anglais.

A propos Paula Piilonen

A mineralogist with the Research Division at the Canadian Museum of Nature.
Cet article, publié dans Recherche, Roches et minéraux, est tagué , , , . Ajoutez ce permalien à vos favoris.

Un commentaire pour Chez les minéraux aussi, il existe des espèces!

  1. Éric38fr dit :

    Pas sûr que ce soit la meilleure façon de présenter la minéralogie que par cette communauté de vocabulaire. Car l’analogie s’arrête là : « chez » les minéraux, pas d’évolution, pas de filiation génétique. La communauté de vocabulaire date de cette vision vers le XVIIIè siècle, d’une Nature ordonnée hiérarchiquement. Aujourd’hui, les principes qui justifient l’arbre phylogénétique du vivant n’ont plus rien à voir avec ceux qui organisent la classification cristallochimique des minéraux. Seul le vocabulaire est resté, pour des raisons de simplicité ou de facilité, j’imagine.
    Cordiales salutations

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s