By Louis-Philippe Bateman, PhD student at McGill University

A long time ago, in the Late Paleozoic era, before humans, mammals, and even dinosaurs roamed the Earth, eastern Quebec and the Atlantic Provinces were part of a huge arid basin near the Equator. Despite the unforgiving landscape, a variety of reptiles, amphibians, arthropods, and  plants used to thrive there. In Quebec, nothing remains of their bodies, which did not fossilize; however, the earth they trod still preserves fossils of their footprints.

For the past 20 years, the rapidly eroding cliffs of les Iles-de-la-Madeleine have been revealing the spectacular trackways of these ancient creatures. Amateurs and locals are aware of this, and have been collecting them for years. In fact, it is their social media posts showing track fossils (“ichnofossils” in the scientific parlance) on the islands that led us there!

These amazing finds––the first of their kind in Quebec––were first studied by Prof. Richard Cloutier, Jérôme Dubé and their team at Université du Québec à Rimouski (UQAR). Later, Hans Larsson and I (Louis-Philippe Bateman) of McGill University became interested. Prof. Cloutier and his team very kindly let us join the project. 

Fast forward to early October 2022 when I led a team of four people to look for more fossils.  This field trip was permitted by generous funding from the QCBS Biodiversity Science Discovery Award. Accompanying me were Dirley Cortés, PhD student  in paleontology in the Larsson Lab; André Mueller, an undergraduate student in the Larsson Lab;  and Daniela Mera, a PhD student in myrmecology at the University of Stuttgart, Germany. The trip from Montreal to the islands took two days, but it was beautiful! As they say, the journey comes before the destination. The beautiful fall colors of Quebec, the pastoral landscapes of New Brunswick, and red rock coastal  beauty of Prince Edward Island kept us entertained the whole way. 

The trip, however, wasn’t without its hurdles or mishaps: we got drenched during an intense rainstorm, nearly  broke down because of low oil life, and had to power through a solid 19 hours of nonstop driving on the way back. I guess the journey comes after the destination too! 

Since our  return, we have begun examining the fossils we collected, which are safely stored in the Redpath  Museum in Montreal. We have begun imaging the specimens we found. For the tracks, this simply  involves photographing them in well-lit conditions and surface scanning them using a visible light scanner at a high resolution. For the cephalopods, highly precise 3D models of their inner cavities and shells are being made using a rock-penetrating µCT scanner. 

We have already identified some of the fossils we collected and assigned them to known genera  of ichnofossils. Overall, they resemble typical early Permian ecosystems, characterized by ancient reptiles;  non-mammalian mammal ancestors; some amphibians; and some arthropods (the group of  animals that includes insects and spiders). The next steps are to confirm these identifications and integrate this information into our broader  understanding of Permian-aged ecosystems. This involves comparing its biodiversity to other known  Permian formations around the world, as well as its significance for temporal and biogeographic  trends. 

As for the cephalopods, we are still working on processing the scans we produced and  identifying what taxa they belong to. These scans could help narrow the age of the sediments they were found in, and perhaps even tell us about the internal anatomy  of these creatures. 

In conclusion, we had a lot of fun, and I learned a lot about fieldwork, leading a team, as well as  designing and running a research project. Many thanks must be given to our collaborators at  UQAR, Jérôme and Richard; our local collaborator Égide Leblanc; municipal representatives Pascal Chevarie, Ludovic Larochelle, Marie-Hélène Verdier, and Benoit Boudreau; to NSERC; and, of course, the QCBS, for generously funding this project.

About the author: Louis-Philippe Bateman is a PhD student at McGill University, studying under the supervision of Dr. Hans Larsson.

Version française

Sur la trace de traces fossiles aux Iles-de-la-Madeleine

Il y a très longtemps, durant l’ère Paléozoïque, avant même que les humains, mammifères et  même les dinosaures ne parcourent la terre, l’est du Québec et les provinces atlantiques faisaient  partie d’un énorme bassin aride situé non loin de l’Équateur. Malgré la chaleur accablante et  l’aridité mortelle, une variété de reptiles, d’amphibiens, d’arthropodes et de plantes s’y  épanouissaient. Au Québec, rien ne reste de leurs corps, qui se sont décomposés depuis très  longtemps. Par contre, la terre qu’ils foulaient préserve toujours leurs empreintes de pas. 

Ce sont ces pistes, appelées « ichnofossiles » dans le jargon scientifique, que nous cherchions.  Depuis vingt ans au moins, les falaises en pleine érosion des Iles-de-la-Madeleine révèlent des  traces spectaculaires d’animaux morts depuis longtemps. Les amateurs et locaux sont à l’affût de ces spécimens exposés par vents et marées. En fait, ce sont leurs publications sur les médias sociaux qui nous ont menés aux Iles!

Ces découvertes incroyables, qui sont les premières de la sorte au Québec, furent d’abord étudiées par  Richard Cloutier, Jérôme Dubé et leur équipe à l’Université du Québec à Rimouski (UQAR). Plus  tard, Hans Larsson et moi (Louis-Philippe Bateman), à l’Université McGill, nous sommes intéressés au projet. Le prof. Cloutier et son équipe nous ont très gentiment laissé se joindre au projet.

C’est ainsi qu’en début octobre 2022, j’ai mené une équipe de quatre personnes pour trouver  d’autres fossiles, grâce à une généreuse bourse offerte par le CQSB. Comme compagnons de  voyage, j’avais Dirley Cortés, doctorante en paléontologie du laboratoire Larsson, André Mueller,  étudiant au baccalauréat du laboratoire Larsson et Daniela Mera, doctorante en myrmécologie à  l’Université de Stuttgart. Le voyage de Montréal jusqu’aux Iles a pris deux jours, mais ce fut magnifique! Comme le dit le dicton, le trajet vient avant la destination. Les magnifiques couleurs automnales du Québec, les paysages pastoraux du Nouveau Brunswick et les roches rouges  côtières de l’Île du Prince Édouard nous ont tenu en haleine tout le long. 

Nous n’avions que quatre jours sur le terrain. C’était, après tout, une expédition menée à la dernière minute, contrainte par le peu de temps que nous avions durant la semaine de  lecture. Malgré cela, nous avons quand même très bien réussi. En fait, nous avons commencé à  trouver des fossiles dès le premier jour grâce aux coordonnées que Jérôme nous avait partagées.  Au cours des quatre prochains jours, nous avons collecté tant de fossiles que nous avons manqué  d’espace et de matériaux pour les paqueter! 

Nous avons profité de notre présence sur les Iles pour étudier des roches fossilifères plus  anciennes encore que celles qui préservent les ichnofossiles. Grâce à un de nos collaborateurs  locaux, M. Égide Leblanc, nous avons trouvé de très beaux céphalopodes enroulés du  Carbonifère. Égide avait trouvé ces fossiles en se baladant sur la plage. Il comprit leur importance  dès qu’il en scia une moitié pour révéler son intérieur extrêmement bien préservé. Une partie du succès de cette expédition est due à M. Leblanc, qui connaît la géologie des Iles comme le  derrière de sa main, et qui a amassé une collection significative de fossiles au cours des années. Comme tous les autres madelinots et madelinottes, sa gentillesse et son affabilité ont rendu notre  collaboration beaucoup plus amusante et intéressante. 

Le voyage n’a pas été sans pépins; nous avons été détrempés lors d’une tempête de pluie, notre moteur s’est presque calé par manque d’huile, et nous avons dû patienter à travers 19 heures de  conduite sans arrêt pour retourner à Montréal. Le trajet vient après la destination aussi, j’imagine!

À présent, nous commençons à examiner les fossiles que nous avons collectés. D’abord, nous avons imagé les spécimens que nous avons trouvés. Pour les traces, il ne suffit que de les photographier dans des conditions bien éclairées et ensuite de les scanner à haute résolution. Pour ce qui est des céphalopodes, nous sommes en train de produire des modèles 3D très précis de leurs coquilles grâce à un scanneur CT qui peut pénétrer la roche.

Nous avons déjà identifié une partie des fossiles que nous avons collectés et les avons assignés  à des genres d’ichnofossiles connus. Ces fossiles brossent le portrait d’un écosystème typique du permien inférieur, peuplé de reptiles anciens, d’ancêtres des mammifères, d’amphibiens et de quelques arthropodes (le groupe qui inclut les insectes et les araignées). La prochaine étape est de confirmer ces identifications et d’intégrer ces informations dans  notre compréhension plus large des écosystèmes permiens. Cela implique de comparer la biodiversité du site à celle d’autres sites permiens autour du monde, ainsi que de mettre en valeur son importance pour comprendre les tendances temporelles et biogéographiques de l’époque.

Pour ce qui est des céphalopodes, nous sommes toujours en train de traiter les scans que  nous avons produits et en train d’identifier à quels taxons ils appartiennent. Ces scans pourraient  aider à restreindre l’âge possible des sédiments dans lesquels les fossiles ont été trouvés, et même peut-être à nous en apprendre davantage sur l’anatomie interne de ces créatures. 

En conclusion, nous avons eu beaucoup de plaisir, et j’en ai appris beaucoup sur le travail  de terrain, le leadership, et à propos de la conception et la réalisation d’un projet de recherche.  Je dois une fière chandelle à nos collaborateurs à l’UQAR, Jérôme et Richard, ainsi qu’à notre  collaborateur local, Égide Leblanc, les représentants de la municipalité des Iles-de-la-Madeleine,  Pascal Chevarie, Ludovic Larochelle, Marie-Hélène Verdier, et Benoit Boudreau, au CRSNG, et,  bien sûr, au CSBQ, pour avoir généreusement financé ce projet.