Les impulsions de ressources, c’est-à-dire des épisodes occasionnels de surabondance éphémère de ressources, représentent un mécanisme fondamental par lequel l’énergie, les nutriments et la biomasse sont transportés à travers les écotones. Ils sont répandus dans les écosystèmes existants; cependant, on sait peu de choses sur leur record en temps profond.
Récemment, Zhang Qianqi, un Ph.D. étudiant de l’Institut de géologie et de paléontologie de Nanjing de l’Académie chinoise des sciences (NIGPAS), sous la direction des Profs. Wang Bo et Zhang Haichun, et ses collaborateurs ont signalé une telle impulsion de ressources – le premier essaim d’éphémères connu – dans une localité fossile récemment découverte dans le bassin de Xiwan de la ville de Hezhou, dans la région autonome Zhuang du Guangxi, dans le sud de la Chine.
Les résultats ont été publiés dans Géologie et Biologie historique.
La recherche mésozoïque dans le bassin de Xiwan a une longue histoire, avec des rapports sur de nombreux fossiles d’insectes de la formation Shiti du Jurassique inférieur. Cependant, la localité fossile nouvellement découverte dans le bassin présente une abondance de nouveaux insectes ainsi que des plantes et des capsules d’œufs de requin.
« Compte tenu de l’abondance des divers insectes et plantes, nous proposons que l’assemblage fossile de l’unité inférieure de la formation de Shiti soit nommé Xiwan Biota, qui compte parmi les biotes jurassiques les plus riches de Chine », a déclaré Zhang Qianqi.
Dans une couche fossile du Xiwan Biota, les chercheurs ont trouvé des centaines d’éphémères. Ces éphémères ont été classés comme un nouveau taxon, Jurassephemera zhangi, et attribués à la famille éteinte des Sharephemeridae, un groupe souche d’éphémères en termes de position taxonomique. Il s’agit de la première découverte de cette famille d’éphémères en Chine, et c’est le fossile le mieux conservé de la famille.
« Nous avons mesuré les orientations de 381 éphémères et constaté que ces éphémères ne montrent aucune directionnalité évidente, bien que le diagramme en rose suggère une tendance sud-ouest qui reflète peut-être l’effet d’un léger mouvement de l’eau du fond après l’accumulation des carcasses », dit Zhang Qianqi.
De plus, tous les éphémères sont complets avec le corps, les appendices et les ailes attachés, ce qui, lorsqu’il est pris avec ce qui précède, indique que les éphémères n’ont pas été transportés sur une distance significative dans l’eau après la mort et ont été enterrés dans un environnement de préservation à faible énergie. .
Les éphémères existants passent la majeure partie de leur vie dans l’environnement aquatique sous forme de nymphes, et les adultes vivent généralement de 1 à 2 heures à quelques jours. Au cours de leur courte phase adulte, les mâles forment des agrégations denses et les femelles doivent trouver des partenaires d’accouplement tout en volant dans et à travers de grands essaims, où ils copulent et trouvent finalement un endroit approprié pour déposer leurs œufs.
Le comportement de l’essaim d’accouplement n’était auparavant connu que chez les éphémères de la couronne; cependant, la découverte de cette étude révèle que de tels comportements complexes étaient déjà bien établis chez les éphémères du groupe souche au début du Jurassique, ce qui représente la première preuve du comportement d’essaim d’accouplement chez les insectes.
La spectroscopie d’énergie élémentaire et l’analyse des composants Raman ont montré que les fossiles de Xiwan Biota sont principalement recouverts d’oxydes de fer et de résidus de minéraux argileux, mais la composition de la couche de surface des fossiles était encore dominée par des composés de carbone.
Les insectes aquatiques jouent un rôle important dans les réseaux trophiques aquatiques, agissant en tant que consommateurs de plantes et d’animaux aquatiques. En retour, ils sont consommés par les poissons et autres prédateurs. Mais les insectes aquatiques peuvent également être des éléments importants des réseaux trophiques terrestres lorsqu’ils émergent de l’eau à l’âge adulte et volent pour se disperser et trouver des partenaires. En plus de fournir des richesses alimentaires aux prédateurs, les insectes émergents peuvent également avoir un effet fertilisant sur les communautés végétales à proximité des lacs et des cours d’eau lorsqu’ils meurent et se décomposent.
Cette étude montre que certains éphémères du Jurassique ont émergé d’un seul coup en grands essaims, représentant une « impulsion » d’insectes se déplaçant de l’eau vers la terre. Cette impulsion a probablement entraîné des flux massifs d’écosystèmes dans les habitats riverains avec des impacts sur l’écologie de base et le cycle biogéochimique. Un tel mécanisme peut jouer un rôle important dans le transport des nutriments des écosystèmes aquatiques vers les écosystèmes terrestres environnants, tandis que ce lien entre les écosystèmes aquatiques et terrestres peut être une nouveauté clé dans les écosystèmes lacustres mésozoïques.
« Notre découverte met en évidence l’importance écologique sous-estimée des insectes dans les bonanzas alimentaires de courte durée et les mortalités massives dans les écosystèmes lacustres des temps profonds », a déclaré Zhang Qianqi.
Qianqi Zhang et al, Les éphémères comme impulsions de ressources dans les écosystèmes lacustres du Jurassique, Géologie (2022). DOI : 10.1130/G50055.1
Qian-Qi Zhang et al, Les premiers Sharephemeridae (Insecta : Ephemeroptera) de la formation Jurassic Shiti du sud de la Chine, Biologie historique (2022). DOI : 10.1080/08912963.2022.2077649