Une nouvelle étude menée par des géobiologistes de Virginia Tech retrace la cause de la première extinction massive connue d’animaux à une diminution de la disponibilité mondiale d’oxygène, entraînant la perte d’une majorité d’animaux présents vers la fin de la période édiacarienne il y a environ 550 millions d’années.
La recherche dirigée par Scott Evans, chercheur postdoctoral au Département des géosciences, qui fait partie du Virginia Tech College of Science, montre cette première extinction massive d’environ 80% des animaux au cours de cet intervalle. « Cela comprenait la perte de nombreux types d’animaux différents, mais ceux dont les plans corporels et les comportements indiquent qu’ils comptaient sur des quantités importantes d’oxygène semblent avoir été particulièrement touchés », a déclaré Evans. « Cela suggère que l’événement d’extinction était contrôlé par l’environnement, comme le sont toutes les autres extinctions de masse dans les archives géologiques. »
Le travail d’Evans a été publié le 7 novembre dans le Actes de l’Académie nationale des sciences, une revue à comité de lecture de l’Académie nationale des sciences. L’étude a été co-écrite par Shuhai Xiao, également professeur au Département des géosciences, et plusieurs chercheurs dirigés par Mary Droser du Département des sciences de la Terre et des planètes de l’Université de Californie à Riverside, où Evans a obtenu sa maîtrise et son doctorat.
« Les changements environnementaux, tels que le réchauffement climatique et les événements de désoxygénation, peuvent entraîner une extinction massive d’animaux et une profonde perturbation et réorganisation de l’écosystème », a déclaré Xiao, membre affilié du Global Change Center, qui fait partie du Virginia Tech Fralin Life. Institut des sciences. « Cela a été démontré à plusieurs reprises dans l’étude de l’histoire de la Terre, y compris ce travail sur la première extinction documentée dans les archives fossiles. Cette étude nous renseigne ainsi sur l’impact à long terme des changements environnementaux actuels sur la biosphère. »
Qu’est-ce qui a exactement causé la baisse de l’oxygène global ? C’est encore à débattre. « La réponse courte à la façon dont cela s’est produit est que nous ne savons pas vraiment », a déclaré Evans. « Il pourrait s’agir de n’importe quel nombre et combinaison d’éruptions volcaniques, de mouvements de plaques tectoniques, d’un impact d’astéroïde, etc., mais ce que nous voyons, c’est que les animaux qui disparaissent semblent réagir à une diminution de la disponibilité mondiale d’oxygène. »
L’étude d’Evans et Xiao est plus opportune qu’on ne le pense. Dans une étude indépendante, les scientifiques de Virginia Tech ont récemment découvert que l’anoxie, la perte de disponibilité de l’oxygène, affecte les eaux douces du monde. La cause? Le réchauffement des eaux provoqué par le changement climatique et le ruissellement excessif de polluants provenant de l’utilisation des terres. Le réchauffement des eaux diminue la capacité de l’eau douce à retenir l’oxygène, tandis que la dégradation des nutriments dans le ruissellement par les microbes d’eau douce engloutit l’oxygène.
« Notre étude montre que, comme pour toutes les autres extinctions massives du passé de la Terre, cette nouvelle et première extinction massive d’animaux a été causée par un changement climatique majeur – un autre dans une longue liste de récits édifiants démontrant les dangers de notre crise climatique actuelle pour la vie animale. « , a déclaré Evans, qui est boursier en géobiologie de l’Institut Agouron.
Quelques perspectives : la période édiacarienne s’est étendue sur environ 96 millions d’années, se terminant de part et d’autre par la fin de la période cryogénienne, il y a 635 millions d’années, et le début de la période cambrienne, il y a 539 millions d’années. L’événement d’extinction survient juste avant une rupture significative dans les archives géologiques, de l’éon protérozoïque à l’éon phanérozoïque.
Il y a cinq extinctions de masse connues qui se démarquent dans l’histoire des animaux, les « Big Five », selon Xiao, y compris l’extinction de l’Ordovicien-Silurien (il y a 440 millions d’années), l’extinction du Dévonien tardif (il y a 370 millions d’années), la Extinction du Permien-Trias (il y a 250 millions d’années), l’extinction du Trias-Jurassique (il y a 200 millions d’années) et l’extinction du Crétacé-Paléogène (il y a 65 millions d’années).
« Les extinctions massives sont bien reconnues comme des étapes importantes dans la trajectoire évolutive de la vie sur cette planète », ont écrit Evans et son équipe dans l’étude. Quelle que soit la cause à l’origine de l’extinction massive, le résultat a été de multiples changements majeurs dans les conditions environnementales. « En particulier, nous trouvons un soutien à la diminution de la disponibilité mondiale d’oxygène en tant que mécanisme responsable de cette extinction. Cela suggère que les contrôles abiotiques ont eu des impacts significatifs sur les modèles de diversité tout au long de l’histoire de plus de 570 millions d’années des animaux sur cette planète », ont écrit les auteurs. .
Les empreintes fossiles dans la roche indiquent aux chercheurs à quoi auraient ressemblé les créatures qui ont péri lors de cet événement d’extinction. Et ils avaient l’air, selon les mots d’Evans, « étranges ».
« Ces organismes se produisent si tôt dans l’histoire évolutive des animaux que dans de nombreux cas, ils semblent expérimenter différentes façons de construire de grands corps multicellulaires, parfois mobiles », a déclaré Evans. « Il existe de nombreuses façons de recréer leur apparence, mais la conclusion est qu’avant cette extinction, les fossiles que nous trouvons ne correspondent pas toujours parfaitement à la façon dont nous classons les animaux aujourd’hui. Essentiellement, cette extinction a peut-être contribué à ouvrir la voie. pour l’évolution des animaux tels que nous les connaissons. »
L’étude, comme des dizaines d’autres publications récentes, est sortie de la pandémie de COVID-19. Parce qu’Evans, Xiao et leur équipe ne pouvaient pas accéder au terrain, ils ont décidé de constituer une base de données mondiale basée principalement sur des enregistrements publiés pour tester des idées sur l’évolution de la diversité. « D’autres avaient suggéré qu’il pourrait y avoir une extinction à ce moment-là, mais il y avait beaucoup de spéculations. Nous avons donc décidé de rassembler tout ce que nous pouvions pour essayer de tester ces idées. » dit Evans. Une grande partie des données utilisées dans l’étude ont été recueillies par Droser et plusieurs étudiants diplômés de l’Université de Californie Riverside.
Plus d’information:
Evans, Scott D., Facteurs environnementaux de la première grande extinction animale à travers la transition Ediacaran White Sea-Nama, Actes de l’Académie nationale des sciences (2022). DOI : 10.1073/pnas.2207475119. doi.org/10.1073/pnas.2207475119