Lorsque les espèces terrestres se diversifiaient rapidement il y a près de 500 millions d'années, que l'évolution a été motivée par des facteurs complexes, notamment le refroidissement global, plus d'oxygène dans l'atmosphère, et plus de nutriments dans les océans. Mais il a fallu une combinaison de nombreux changements environnementaux et tectoniques mondiaux se produisant simultanément et se combinant comme des blocs de construction pour produire une diversification rapide en de nouvelles espèces, selon une nouvelle étude du Dr Alycia Stigall, Professeur de sciences géologiques à l'Université de l'Ohio.

Elle et ses collègues chercheurs se sont rétrécis au cours d'une période spécifique au cours d'une ère connue sous le nom de rayonnement ordovicien, montrant que de nouvelles espèces se sont en fait développées rapidement pendant un laps de temps beaucoup plus court qu'on ne le pensait auparavant. Le Grand Événement de la Biodiversification où de nombreuses nouvelles espèces se sont développées, ils se disputent, s'est produit au cours de l'étape darriwilienne il y a environ 465 millions d'années. Leurs recherches, « Changement biotique et abiotique coordonné au cours du Grand événement de biodiversité de l'Ordovicien :assemblage darriwilien de blocs de construction du Paléozoïque précoce, " a été publié dans Paléogéographie, Paléoclimatologie, Paléoécologie dans le cadre d'un numéro spécial qu'ils éditent sur le Grand Événement de Biodiversification Ordovicien.

De nouveaux ensembles de données leur ont permis de montrer que ce qui ressemblait auparavant à un développement d'espèces répandu dans le temps et la géographie était en fait une impulsion de diversification. Imaginez un monde avant les continents tels que nous les connaissons, quand la majeure partie de la masse terrestre était au sud de l'équateur, avec seulement de petits continents et des îles dans les vastes océans au-dessus des tropiques. Imaginez ensuite des calottes glaciaires se formant au-dessus du pôle sud. Au fur et à mesure que les calottes glaciaires se forment, l'océan recule et local, des environnements isolés se forment autour des îles et dans les mers perchées au sommet des continents. Dans ces environnements marins peu profonds, de nouvelles espèces se développent.

Imaginez ensuite la fonte des calottes glaciaires et la remontée des océans, avec ces nouvelles espèces surfant sur les vagues de la diversification mondiale pour peupler de nouvelles régions. Le cycle se répète alors produisant des vagues de nouvelles espèces et de nouvelles dispersions.

Allumer l'étincelle de la diversification

L'évolution précoce de la vie animale sur Terre est un sujet complexe et fascinant. L'explosion cambrienne (il y a environ 540 à 510 millions d'années) a produit une gamme étonnante de plans corporels, mais très peu d'espèces distinctes de chacun, note Stigall. Mais près de 40 millions d'années plus tard, à l'époque ordovicienne, cette situation a changé, avec un rayonnement rapide des espèces et des genres lors du Grand Événement de Biodiversification Ordovicien.

Les déclencheurs du GOBE et les processus qui ont favorisé la diversification ont fait l'objet de nombreux débats, mais la plupart des géoscientifiques n'ont pas pleinement réfléchi à la manière dont des changements tels que le refroidissement global ou l'augmentation de l'oxygénation favoriseraient une diversification accrue.

Un article de synthèse récent de Stigall et d'une équipe internationale de collaborateurs tente de clarifier ces questions. Pour cette étude, Stigall s'est associé à Cole Edwards (Appalachian State University), un géochimiste sédimentaire, et ses collègues paléontologues Christian Mac Ørum Rasmussen (Université de Copenhague) et Rebecca Freeman (Université du Kentucky) pour analyser comment les changements du système terrestre physique au cours de l'Ordovicien auraient pu favoriser cette augmentation rapide de la diversité.

Dans leur papier, Stigall et ses collègues démontrent que la principale impulsion de diversification au cours du GOBE est limitée dans le temps et s'est produite au stade Darriwilien de l'Ordovicien moyen (il y a environ 465 millions d'années). De nombreux changements dans le système terrestre physique, y compris le refroidissement océanique, augmentation de la disponibilité des nutriments, et l'augmentation de l'oxygène atmosphérique s'accumule dans l'intervalle menant au Darriwilien.

Ces changements physiques étaient des blocs de construction nécessaires, mais à eux seuls ne suffisaient pas à allumer l'étincelle de la diversification.

L'ingrédient manquant était une méthode pour connecter et isoler alternativement les populations d'espèces à travers des cycles de vicariance et de dispersion. Cette étincelle se produit finalement au stade darriwilien lorsque des calottes glaciaires se forment au-dessus du pôle sud de la Terre ordovicienne. La croissance et la décroissance de ces calottes glaciaires ont fait monter et descendre le niveau de la mer (semblable au Pléistocène), qui a fourni la connexion et la déconnexion alternatives nécessaires pour faciliter l'accumulation rapide de la diversité.

Stigall et ses collaborateurs ont comparé cela à l'assemblage de blocs de construction requis pour franchir un seuil.