La découverte d’une plante fossile vieille de 80 millions d’années repousse les origines connues des lamiides au Crétacé, étendant le record de près de 40 000 espèces de plantes à fleurs, y compris les cultures de base modernes comme le café, les tomates, les pommes de terre et la menthe.
Brian Atkinson, professeur adjoint d’écologie et de biologie évolutive à l’Université du Kansas et conservateur de la paléobotanique au KU Biodiversity Institute, a récemment publié une étude de la plante fossile, nommée Palaeophytocrene chicoensis, dans la revue Plantes naturelles.
« Ce fossile nous indique qu’un groupe très diversifié de plantes à fleurs a évolué avant notre compréhension initiale », a déclaré Atkinson.
« Le fossile appartient à un groupe de lianes, qui sont des vignes ligneuses qui ajoutent de la complexité structurelle aux forêts tropicales. Cela nous montre que ce groupe de plantes à fleurs est apparu très tôt dans les archives fossiles. Il y avait eu des hypothèses selon lesquelles elles existaient au Crétacé. période – mais aucune preuve claire. C’est un excellent indicateur que les forêts tropicales de type moderne, structurellement complexes, ont peut-être existé il y a déjà 80 millions d’années.
Selon le chercheur de la KU, le fruit fossile apporte un nouvel éclairage sur un « intervalle critique » de l’histoire de la vie sur Terre.
« C’est une époque où les forêts sont en train de passer d’une domination par des gymnospermes tels que les conifères à une domination par des plantes à fleurs », a déclaré Atkinson.
« Nous savons que ces transitions écologiques se sont produites au cours du Crétacé supérieur, mais nous avons encore besoin d’éléments de preuve essentiels, comme la façon dont certains écosystèmes se sont formés, comme les forêts tropicales, qui comprennent aujourd’hui plus de la moitié des espèces végétales vivantes aujourd’hui. Ce fossile montre ce groupe diversifié. des plantes, les lamiides, étaient plus anciennes qu’on ne le pensait auparavant, et les écosystèmes du Crétacé sur la côte ouest de l’Amérique du Nord ressemblaient peut-être à des forêts tropicales structurellement complexes. »
Le fossile bien conservé a été découvert dans les années 1990 par des équipes de construction construisant des logements près de Granite Bay à Sacramento, en Californie. Situé dans des gisements de la Formation de Chico liés au Campanien (cinquième des six âges de l’époque du Crétacé supérieur), le fossile a été collecté par Richard Hilton et Patrick Antuzzi du Sierra College et conservé dans leur musée d’histoire naturelle.
« J’ai passé sept ans à chercher ces choses [Cretaceous lamiids], et je ne pouvais pas les trouver », a déclaré Atkinson. « J’avais collecté et étudié des plantes du Crétacé sur la côte ouest pour mieux comprendre l’évolution des plantes à fleurs. Quelqu’un a dit: « Oh, vous devriez jeter un coup d’œil au musée d’histoire naturelle du Sierra College », car je n’étais pas sur mon radar pour les contacter. Ils m’ont volontiers invité à regarder leur collection de plantes fossiles, et j’ai été époustouflé par la diversité des plantes que ces gars ont pu déterrer dans ce lotissement. »
Ce n’est que lorsque Atkinson a vu la plante fossile récupérée des décennies plus tôt sur le site de construction que l’importance potentielle du spécimen a été comprise.
« Alors que j’ouvrais ce tiroir, j’ai remarqué ce fruit avec des motifs vraiment frappants sur sa surface », a déclaré le chercheur de KU. « Je l’ai immédiatement reconnu comme appartenant à cette famille de lamiides appelée Icacinaceae, qui est bien connue dans les dépôts post-crétacés plus jeunes après l’événement d’extinction de masse. C’est partout. Mais avant, il n’y avait pas de fossiles clairement connus qui appartiennent à cette famille. Et j’ai pensé : ‘Oh mon Dieu, c’est ça !’ Vous savez, cette famille de plantes a juste ces fruits vraiment frappants. »
Pour confirmer sa pensée sur le fossile, Atkinson devait y regarder de plus près. Il a étudié les structures des fruits fossiles à l’aide de la microscopie optique, ce qui lui a permis de générer de belles photographies du spécimen. En examinant sa disposition des crêtes, des fosses, des rangées et des tubercules, l’enquêteur KU pourrait faire des comparaisons avec des fossiles précédemment décrits pour le placer correctement dans son arbre généalogique. Le travail a défié Atkinson parce qu’il n’avait jamais décrit un « fossile de compression » de ce genre.
« J’ai l’habitude de travailler sur des fossiles qui se conservent selon un mode différent appelé » perminéralisation « », a déclaré Atkinson. « C’est mon premier article sur un fossile de compression, et c’était un peu éprouvant pour les nerfs, travailler dans un type de préservation différent de celui auquel vous êtes habitué. L’imagerie est un processus complètement différent – je suis content que cela se soit avéré si Bien. »
Après avoir placé la plante fossile dans le genre Palaeophytocrene, Atkinson a nommé l’espèce chicoensis d’après la formation de Chico où elle a été trouvée.
« Je viens de le nommer d’après la formation dont il a été récupéré », a-t-il déclaré. « Une partie de mon travail consiste à trouver des noms scientifiques pour les nouvelles espèces que je décris, mais je ne suis pas très créatif à ce sujet – généralement, je recherche l’endroit où il a été découvert. Ce nom a-t-il déjà été pris ? »
Si le nom du fruit fossile est monotone, sa signification ne l’est pas. Le chercheur de la KU a déclaré que les résultats aident à établir que l’un des groupes de plantes à fleurs les plus divers a survécu au cataclysme qui a tué les dinosaures pour évoluer en milliers d’espèces modernes familières, y compris des cultures vivrières vitales pour l’humanité.
« Ma recherche consiste à comprendre le temps profond pour mieux concilier la façon dont la biodiversité moderne est née et potentiellement comment elle se comportera à l’avenir avec le changement climatique », a déclaré Atkinson.
« J’ai essayé de caractériser ces événements évolutifs des plantes à fleurs au Crétacé, lorsque la diversité de ces plantes a explosé. L’enregistrement des lamiides au Crétacé a été difficile à établir, mais je savais que ces fossiles devaient être là. Le La côte ouest de l’Amérique du Nord est sous-échantillonnée pour les plantes du Crétacé par rapport à l’intérieur occidental et à la côte est de l’Amérique du Nord. En élargissant géographiquement notre échantillonnage, nous rencontrerons de plus en plus de plantes pour nous aider à comprendre la diversification du Crétacé qui a conduit à la biodiversité moderne . »
Plus d’information:
Brian A. Atkinson , le fossile d’Icacinaceae fournit des preuves d’une origine crétacée des lamiids, Plantes naturelles (2022). DOI : 10.1038/s41477-022-01275-y