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Le registre fossile révèle l’étendue de la diversité de la vie passée sur Terre

Un réexamen minutieux du registre fossile a permis de repenser l’évolution de la vie sur terre et de mieux comprendre le rôle qu’ont joué les extinctions massives en tant que catalyseurs du changement.

Recherche fondamentale

Les estimations du nombre total d’espèces sur Terre varient actuellement entre 5 millions et 100 millions, voire plus. «La majorité de ces espèces – peut-être 75 à 95 % – vivent sur la terre ferme», remarque Richard Butler, coordinateur du projet TERRA et professeur de paléobiologie à l’Université de Birmingham, au Royaume-Uni. «Il s’agit d’un paradoxe quand on sait que les terres ne couvrent qu’une fraction de la surface de la Terre, et que la vie a eu plus de temps pour évoluer dans la mer que sur la terre ferme.» La source fondamentale d’information sur la biodiversité provient du registre fossile. Il est utilisé depuis longtemps pour suivre l’évolution de la biodiversité sur de longues périodes géologiques. Ainsi, l’opinion dominante veut que la vie sur la terre ferme soit aujourd’hui beaucoup plus diversifiée et complexe qu’à tout autre moment de notre passé géologique. «De tels récits reposent sur notre capacité à reconstruire avec précision la biodiversité passée», explique Richard Butler. «Le principal problème est que les données du registre fossile sont très biaisées et tendent à être mieux échantillonnées et mieux comprises dans des fourchettes de temps plus récentes.»

La vie sur la terre ferme

Le projet TERRA, soutenu par le Conseil européen de la recherche, a cherché à déterminer si l’hypothèse d’une biodiversité terrestre en constante augmentation était correcte, ou s’il s’agissait d’un artifice découlant des biais liés au u registre fossile. Le projet s’est appuyé sur la base de données de paléobiologie, une ressource de recherche en ligne qui a pour but de synthétiser l’ensemble du registre fossile de la vie sur Terre. Cette base de données contient des dizaines de milliers d’enregistrements de tétrapodes terrestres, des vertébrés à quatre pattes, accompagnés d’informations sur l’endroit où ils ont été trouvés et leur âge géologique. Nous avons également effectué des analyses comparables pour les animaux marins, afin de comprendre les similitudes et les différences de modèles entre les deux domaines.» Richard Butler et son équipe ont trouvé des preuves solides que l’hypothèse d’une diversification exponentielle sur terre est un artifice du biais d’échantillonnage. Ils ont constaté que les niveaux de diversité sur terre étaient relativement stables sur de longues périodes de temps géologique. «Cela laisse supposer qu’il existait des contraintes à la diversification», ajoute-t-il. «Peut-être la compétition pour les ressources entre les espèces a-t-elle limité le nombre total d’espèces pouvant coexister dans des écosystèmes.» Le projet a mis en évidence des modèles similaires dans la mer et sur terre. Le registre fossile indique aussi clairement que, sur terre comme dans la mer, les extinctions massives ont joué un rôle essentiel en perturbant cette stabilité.

Les archives du passé

Ces résultats pourraient changer fondamentalement la grande histoire de l’évolution de la vie sur terre sur des centaines de millions d’années. «Ils remettent en question l’idée selon laquelle les écosystèmes sont aujourd’hui beaucoup plus diversifiés et complexes qu’ils ne l’étaient, par exemple, à la période du Crétacé», explique Richard Butler. Et ils démontrent le rôle qu’ont joué les extinctions massives non seulement dans la perturbation des écosystèmes mondiaux, mais aussi, potentiellement, dans la catalyse d’une augmentation de la diversité. Elles ont en effet créé des opportunités pour de nouveaux groupes d’animaux de se diversifier.» L’équipe approfondit actuellement la question de savoir comment le changement environnemental influence les modèles de biodiversité à travers le temps géologique. Elle mène ces travaux en collaboration avec des modeleurs du climat. «Nous appliquons ces résultats dans un premier temps aux dinosaures, mais ces travaux pourraient permettre d’obtenir des informations à partir de nombreux types de données fossiles», explique-t-il. Richard Butler estime que ces travaux pourront alimenter un examen plus détaillé des modèles et des facteurs de diversité sur terre. «J’espère également que nous pourrons mieux apprécier la richesse des écosystèmes des temps profonds, dont beaucoup ont pu être aussi complexes et divers que ceux que nous observons aujourd’hui», conclut-il.

Mots‑clés

TERRA, fossile, évolution, extinction, paléobiologie, géologie, tétrapodes, biodiversité

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