Un mathématicien crée un modèle d’extinction massive concernant le changement climatique et l’adaptation

Un mathématicien de l’Université RUDN et un collègue ont développé un modèle théorique d’extinction massive. Le modèle a pris en compte pour la première fois deux facteurs importants : l’effet inverse de la végétation sur le changement climatique et l’adaptation évolutive des espèces. Les résultats ont été publiés dans Chaos, solitons et fractales.

Au cours du dernier demi-milliard d’années, il y a eu cinq extinctions massives majeures, au cours desquelles le nombre d’espèces a diminué de plus de moitié. Plusieurs dizaines d’extinctions plus petites se sont également produites. Il y a un débat sur les causes des extinctions massives d’espèces. Parmi eux figurent le réchauffement et le refroidissement de la planète. Cependant, on ne sait pas exactement quels facteurs du changement climatique conduisent à l’extinction et quels processus se produisent.

Un mathématicien de RUDN et un collègue ont construit un modèle théorique d’extinction massive due au changement climatique en tenant compte de paramètres importants jusqu’à présent négligés.

« Les extinctions massives constituent une partie importante de l’histoire de la vie sur Terre. Il est largement admis que la principale cause d’extinction massive est le changement climatique. Un changement significatif de la température moyenne de la Terre entraîne un réchauffement ou un refroidissement global et déclenche divers mécanismes qui peuvent conduire à l’extinction des espèces. »

« Au cours des deux dernières décennies, des progrès significatifs ont été réalisés dans la compréhension des causes sous-jacentes et des déclencheurs, mais de nombreuses questions restent ouvertes. Par exemple, il est bien connu que tous les changements climatiques de l’histoire de la Terre n’ont pas entraîné une extinction massive. il doit y avoir des facteurs ou des réactions qui affaiblissent l’impact du changement climatique », a déclaré Sergueï Petrovsky, professeur à l’Université RUDN.

Les mathématiciens ont pris en compte le fait que certains acteurs clés du changement climatique, comme la végétation, contribuent à une rétroaction active. Le rapport entre le rayonnement solaire réfléchi par la Terre et le total (albédo) dépend, entre autres, des propriétés de la surface, c’est-à-dire de sa couverture végétale. Un deuxième facteur important, souvent négligé, est la manière dont les espèces s’adaptent au changement climatique.

L’analyse du modèle mathématique a montré que l’extinction d’une espèce dépend de l’équilibre délicat entre l’ampleur du changement climatique et la vitesse de la réponse évolutive. Il s’est également avéré que l’adaptation des espèces peut conduire à ce qu’on appelle une fausse extinction lorsque la densité de population reste faible pendant une longue période, puis revient à une valeur sûre.

Les mathématiciens ont également vérifié l’adéquation du modèle en comparant ses prédictions avec les données paléontologiques. Les distributions de fréquence d’extinction sont cohérentes avec les données obtenues à partir de l’analyse des fossiles.

« Notre modèle montre comment les interactions climat-végétation et la réponse évolutive des espèces individuelles affectent l’extinction. Ces deux facteurs sont importants mais ne sont pratiquement pas étudiés. Les prédictions du modèle sur l’étendue de l’extinction sont généralement cohérentes avec les données paléontologiques. »

« Bien que les preuves fossiles ne fournissent, au mieux, qu’une image partielle de l’ampleur réelle de l’extinction, les espèces au corps plus mou disparaissant généralement sans laisser de trace. La question de savoir comment cela changera si les données sur les espèces au corps mou sont incluses dans « L’analyse reste ouverte. Cela peut expliquer en partie l’écart entre notre modèle et les données fossiles », a déclaré Sergei Petrovsky, professeur à l’Université RUDN.