60 millions d’années de changement climatique ont entraîné l’évolution et la diversité des reptiles

Il y a un peu plus de 250 millions d’années, à la fin du Permien et au début du Trias, les reptiles ont fait une sacrée fête.

Leurs taux d’évolution et de diversité ont commencé à exploser, conduisant à une variété vertigineuse de capacités, de plans corporels et de traits, et aidant à établir fermement à la fois leurs lignées éteintes et celles qui existent encore aujourd’hui comme l’un des groupes d’animaux les plus prospères et les plus diversifiés au monde. a jamais vu. Pendant très longtemps, cette floraison s’est expliquée par le fait que leur concurrence a été anéantie par deux des plus grands événements d’extinction de masse (il y a environ 261 et 252 millions d’années) de l’histoire de la planète.

Une nouvelle étude dirigée par Harvard a réécrit cette explication en reconstruisant comment les corps des anciens reptiles ont changé et en la comparant à des millions d’années de changement climatique.

Le laboratoire de la paléontologue de Harvard, Stephanie Pierce, montre que l’évolution morphologique et la diversification observées chez les premiers reptiles ont non seulement commencé des années avant ces événements d’extinction de masse, mais ont plutôt été directement motivées par ce qui les a provoqués en premier lieu – l’augmentation des températures mondiales due au changement climatique.

« Nous suggérons que nous avons deux facteurs majeurs en jeu – pas seulement cette opportunité écologique ouverte qui a toujours été pensée par plusieurs scientifiques – mais aussi quelque chose que personne n’avait imaginé auparavant, à savoir que le changement climatique a en fait directement déclenché la réponse adaptative. de reptiles pour aider à construire cette vaste gamme de nouveaux plans corporels et l’explosion de groupes que nous voyons dans le Trias « , a déclaré Tiago R. Simões, boursier postdoctoral au laboratoire Pierce et auteur principal de l’étude.

« Fondamentalement, [rising global temperatures] déclenché toutes ces expériences morphologiques différentes – certaines qui ont assez bien fonctionné et ont survécu pendant des millions d’années jusqu’à ce jour, et d’autres qui ont pratiquement disparu quelques millions d’années plus tard », a ajouté Simões.

Dans le journal, publié vendredi en Avancées scientifiquesles chercheurs exposent les vastes changements anatomiques qui ont eu lieu dans de nombreux groupes de reptiles, y compris les précurseurs des crocodiles et des dinosaures, en réponse directe aux changements climatiques majeurs concentrés il y a entre 260 et 230 millions d’années.

L’étude examine de près comment un grand groupe d’organismes évolue en raison du changement climatique, ce qui est particulièrement pertinent aujourd’hui alors que les températures augmentent continuellement. En fait, le taux de dioxyde de carbone libéré dans l’atmosphère aujourd’hui est environ neuf fois supérieur à ce qu’il était au cours de la période qui a abouti à la plus grande extinction de masse due au changement climatique de tous les temps il y a 252 millions d’années : l’extinction de masse du Permien-Trias.

« Des changements majeurs de la température mondiale peuvent avoir des impacts dramatiques et variables sur la biodiversité », a déclaré Stephanie E. Pierce, professeure associée Thomas D. Cabot de biologie de l’organisme et de l’évolution et conservatrice de la paléontologie des vertébrés au Museum of Comparative Zoology. « Nous montrons ici que la hausse des températures au cours du Permien-Trias a conduit à l’extinction de nombreux animaux, y compris de nombreux ancêtres des mammifères, mais a également déclenché l’évolution explosive d’autres, en particulier les reptiles qui ont dominé la période du Trias. »

L’étude a impliqué près de huit ans de collecte de données et a nécessité une forte dose de travail de caméra, de tomodensitométrie et de tonnes de tampons de passeport alors que Simões voyageait dans plus de 20 pays et plus de 50 musées différents pour prendre des scans et des instantanés de plus de 1 000 reptiliens. fossiles.

Avec toutes les informations, les chercheurs ont créé un vaste ensemble de données qui a été analysé avec des méthodes statistiques de pointe pour produire un diagramme appelé arbre temporel évolutif. Les arbres du temps révèlent comment les premiers reptiles étaient liés les uns aux autres, quand leurs lignées sont apparues pour la première fois et à quelle vitesse ils évoluaient. Ils l’ont ensuite combinée avec des données de température mondiale d’il y a des millions d’années.

La diversification des plans corporels des reptiles a commencé environ 30 millions d’années avant l’extinction du Permien-Trias, ce qui montre clairement que ces changements n’ont pas été déclenchés par l’événement comme on le pensait auparavant. Les événements d’extinction ont cependant aidé à les mettre en marche.

L’ensemble de données a également montré que l’augmentation des températures mondiales, qui a commencé il y a environ 270 millions d’années et a duré jusqu’à il y a au moins 240 millions d’années, a été suivie de changements corporels rapides dans la plupart des lignées de reptiles. Par exemple, certains des plus gros animaux à sang froid ont évolué pour devenir plus petits afin de pouvoir se refroidir plus facilement. d’autres ont évolué vers la vie dans l’eau pour le même effet. Ce dernier groupe comprenait certaines des formes les plus bizarres de reptiles qui allaient disparaître, comme un reptile marin géant au long cou autrefois considéré comme le monstre du Loch Ness, une minuscule créature ressemblant à un caméléon avec un crâne en forme d’oiseau. et bec, et un reptile planeur ressemblant à un gecko avec des ailes. Il comprend également les ancêtres des reptiles qui existent encore aujourd’hui comme les tortues et les crocodiles.

Les petits reptiles, qui ont donné naissance aux premiers lézards et tuataras, ont suivi un chemin différent de celui de leurs grands frères reptiles. Leurs taux d’évolution se sont ralentis et stabilisés en réponse à la hausse des températures. Les chercheurs pensent que c’est parce que les reptiles de petite taille étaient déjà mieux adaptés à la chaleur croissante puisqu’ils peuvent plus facilement évacuer la chaleur de leur corps par rapport aux grands reptiles lorsque les températures se sont élevées très rapidement tout autour de la Terre.

Les chercheurs disent qu’ils prévoient d’étendre ces travaux en étudiant l’impact des catastrophes environnementales sur l’évolution d’organismes à la diversité moderne abondante, tels que les principaux groupes de lézards et de serpents.