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L’apparition des arbres sur Terre, vecteur d’une extinction de masse

Crédits : Wkimedia Commons.

Une nouvelle étude appuie l’idée selon laquelle l’apparition des arbres et de leurs systèmes racinaires a été à l’origine d’une extinction de masse survenue il y a plus de 350 millions d’années, à la limite entre le Dévonien et le Carbonifère. Les résultats ont été publiés dans la revue scientifique GSA Bulletin ce 9 novembre.

Cinq grandes extinctions ont marqué le Phanérozoïque, cette ère qui démarre il y a environ 540 millions d’années et qui a vu une envolée des formes de vie animales et végétales, tout d’abord dans l’océan puis sur terre. La plus ancienne de ces extinctions correspond à la limite Ordovicien-Silurien il y a 440 millions d’années. Elle est suivie de la crise Dévonien-Carbonifère il y a environ 370 millions d’années avec la disparition de près de 70 % des espèces marines.

L’invention des arbres, une perturbation écologique majeure

De récents travaux menés par des chercheurs de l’Université d’Indiana (États-Unis) et de l’Université de Southampton (Royaume-Uni) appuient l’idée selon laquelle les épisodes d’extinctions survenus à la limite entre le Dévonien et le Carbonifère furent déclenchés en réponse à l’apparition des végétaux ligneux, c’est-à-dire des arbres et de leurs systèmes racinaires, lesquels ont mobilisé d’énormes quantités de carbone et de matières minérales sur des sols jusqu’alors vierges.

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Les cinq grandes crises du Phanérozoïque, ici vues à travers le nombre de genres. Crédits : Voyage à travers les climats de la Terre, Ramstein G.

Déportées vers l’océan par les rivières, ces énormes quantités de nutriments et de végétaux mal dégradés en raison de l’absence de ligninases efficaces auraient provoqué un développement massif d’algues en surface. Or, la décomposition de ces algues par des bactéries lors de leur mort consomme du dioxygène ce qui, en raison de leur abondance, a vraisemblablement conduit à une désoxygénation massive et généralisée des océans et donc à une crise de la biodiversité.

Une analogie avec la situation actuelle

Pour arriver à ces conclusions, les chercheurs ont étudié la signature chimique de roches prélevées dans le lit d’anciens lacs, en particulier les variations de la concentration en phosphore au cours du temps, un nutriment emblématique. En recoupant les données obtenues avec celles portant sur le développement et l’abondance des végétaux, les chercheurs ont pu corroborer l’hypothèse d’une série d’extinctions provoquée par l’apparition des Archaeopteris, premiers arbres à voir le jour.

Ils ont par ailleurs trouvé que les pics de déportation en phosphore correspondent aux phases humides, dont le rythme est dicté par les paramètres astronomiques de Milankovitch. « Il n’est pas facile de regarder plus de 370 millions d’années dans le passé », relate Matthew S. Smart, auteur principal de l’étude. « Mais les roches ont une longue mémoire, et il existe encore des endroits sur Terre où vous pouvez utiliser la chimie comme une sorte de microscope pour percer les mystères du monde antique ».

Cette eutrophisation massive au Dévonien n’est pas sans rappeler celle liée aux activités humaines. En effet, les engrais et autres eaux usées amenés vers l’océan par les rivières provoquent une eutrophisation quasi permanente des eaux côtières et le développement de zones mortes un peu partout sur les littoraux du monde. On voit ainsi l’urgence de réduire ces pollutions, notamment par une agriculture moins consommatrice en engrais et un meilleur traitement des eaux usées.