Les forêts sous-marines uniques de varech qui bordent la côte du Pacifique abritent un écosystème varié qui aurait évolué avec le varech au cours des 14 derniers millions d’années.
Mais une nouvelle étude montre que le varech a prospéré au large de la côte nord-ouest il y a plus de 32 millions d’années, bien avant l’apparition des groupes modernes de mammifères marins, d’oursins, d’oiseaux et de bivalves qui habitent aujourd’hui dans les forêts.
L’âge beaucoup plus avancé de ces forêts côtières de varech, qui constituent aujourd’hui un riche écosystème abritant des loutres, des lions de mer, des phoques et de nombreux oiseaux, poissons et crustacés, signifie qu’elles constituaient probablement la principale source de nourriture pour un ancien mammifère aujourd’hui disparu. appelé desmostylien. On pense que le brouteur de la taille d’un hippopotame est apparenté aux vaches marines d’aujourd’hui, aux lamantins et à leurs parents terrestres, les éléphants.
« Les gens ont d’abord dit : ‘Nous ne pensons pas que les varechs étaient là avant il y a 14 millions d’années parce que les organismes associés à la forêt de varech moderne n’étaient pas encore là' », a déclaré la paléobotaniste Cindy Looy, professeur de biologie intégrative à l’Université de Californie. , Berkeley.
« Maintenant, nous montrons que les varechs étaient là, c’est juste que tous les organismes que vous attendez d’être associés à eux ne l’étaient pas. Ce qui n’est pas si étrange, car vous avez d’abord besoin des fondations de l’ensemble du système avant que tout le reste puisse apparaître. «
Preuve de la plus grande ancienneté des forêts de varech, rapportée dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences, provient de fossiles récemment découverts de l’attache du varech, la partie du varech ressemblant à une racine qui l’ancre aux roches ou aux organismes liés aux roches sur le fond marin. Le stipe, ou tige, s’attache à la cale et soutient les pales, qui flottent généralement dans l’eau, grâce à des poches d’air.
Le collègue de Looy, Steffen Kiel, a daté ces attaches fossilisées, qui saisissent encore les palourdes et enveloppent les balanes et les escargots, il y a 32,1 millions d’années, au milieu de l’ère Cénozoïque, qui s’étend d’il y a 66 millions d’années à nos jours. Le plus ancien fossile de varech connu, composé d’une vessie d’air et d’une lame semblable à celle du varech actuel, date d’il y a 14 millions d’années et fait partie de la collection du Musée de paléontologie de l’Université de Californie (UCMP).
« Nos supports fournissent de bonnes preuves que le varech est la source de nourriture d’un groupe énigmatique de mammifères marins, les desmostylia », a déclaré Kiel, auteur principal de l’article et conservateur principal au Musée suédois d’histoire naturelle de Stockholm.
« Il s’agit du seul ordre de mammifères cénozoïques qui a réellement disparu au cours du Cénozoïque. Le varech a longtemps été suggéré comme source de nourriture pour ces mammifères marins de la taille d’un hippopotame, mais les preuves réelles manquaient. Nos données indiquent que le varech est un candidat probable. «
Selon Kiel et Looy, auteur principal de l’article et conservateur de la paléobotanique à l’UCMP, ces premières forêts de varech n’étaient probablement pas aussi complexes que les forêts qui ont évolué il y a environ 14 millions d’années. Les fossiles de la fin du Cénozoïque le long de la côte du Pacifique indiquent une abondance de bivalves (palourdes, huîtres et moules), d’oiseaux et de mammifères marins, y compris des siréniens apparentés aux lamantins et aux prédécesseurs éteints ressemblant à des ours de la loutre de mer, appelés Kolponomos. Une telle diversité ne se retrouve pas dans les archives fossiles d’il y a 32 millions d’années.
« Une autre implication est que les archives fossiles ont, une fois de plus, montré que l’évolution de la vie – dans ce cas, des forêts de varech – était plus complexe que ce qui était estimé à partir des seules données biologiques », a déclaré Kiel. « Les archives fossiles montrent que de nombreux animaux sont apparus et ont disparu des forêts de varech au cours des 32 derniers millions d’années, et que les écosystèmes forestiers de varech que nous connaissons aujourd’hui n’ont évolué qu’au cours des derniers millions d’années. »
La valeur des amateurs de chasse aux fossiles
Les fossiles ont été découverts par James Goedert, un collectionneur amateur de fossiles qui a déjà travaillé avec Kiel. Lorsque Goedert a ouvert quatre nodules de pierre qu’il a trouvés le long de la plage près de Jansen Creek, dans la péninsule olympique de Washington, il a vu ce qui ressemblait à des réserves de varech et d’autres macroalgues communes aujourd’hui le long de la côte.
Kiel, spécialisé dans l’évolution des invertébrés, a accepté et a ensuite daté les roches sur la base du rapport entre les isotopes du strontium. Il a également analysé les niveaux d’isotopes de l’oxygène dans les coquilles des bivalves pour déterminer que les holdfasts vivaient dans une eau légèrement plus chaude qu’aujourd’hui, dans la plage de températures supérieure trouvée dans les forêts de varech modernes.
Looy a contacté le co-auteur Dula Parkinson, scientifique au sein de l’Advanced Light Source du Lawrence Berkeley National Laboratory, pour obtenir de l’aide pour obtenir une numérisation aux rayons X 3D de l’un des fossiles de Holdfast à l’aide de la microscopie tomographique à rayons X par rayonnement synchrotron (SRXTM). . Lorsqu’elle a examiné les tranches radiographiques détaillées du fossile, elle a été étonnée de voir une balane, un escargot, une moule et de minuscules foraminifères unicellulaires cachés dans la cale, en plus du bivalve sur lequel il reposait.
Looy a cependant noté que la diversité des invertébrés trouvés dans la cale fossilisée vieille de 32 millions d’années n’était pas aussi élevée que celle que l’on trouverait aujourd’hui dans une cale de varech.
« Les cales ne sont certainement pas aussi riches qu’elles le seraient si vous vous tourniez actuellement vers un écosystème de varech », a déclaré Looy. « La diversification des organismes vivant dans ces écosystèmes n’avait pas encore commencé. »
Kiel et Looy prévoient d’autres études sur les fossiles pour voir ce qu’ils révèlent sur l’évolution de l’écosystème du varech dans le Pacifique Nord et comment cela est lié aux changements dans le système océan-climat.
Les autres co-auteurs de l’article sont Rosemary Romero, spécialiste des algues qui a obtenu son doctorat. Elle a obtenu son diplôme de l’UC Berkeley en 2018 et est maintenant scientifique en environnement au Département de la pêche et de la faune de Californie ; le paléobotaniste Michael Krings de la Ludwig-Maximilians-Universität de Munich, en Allemagne ; et Tony Huynh, ancien étudiant de premier cycle de l’UC Berkeley. Goedert est chercheur associé au Burke Museum of Natural History and Culture de l’Université de Washington à Seattle.
Plus d’information:
Kiel, Steffen et al, Prises de varech au début de l’Oligocène et évolution progressive de l’écosystème de varech dans le Pacifique Nord, Actes de l’Académie nationale des sciences (2024). DOI : 10.1073/pnas.2317054121. est ce que je.org/10.1073/pnas.2317054121