Une illustration montrant Lystrosaurus pendant l'extinction de masse de la fin du Permien. Crédit :Gina Viglietti
Le pire événement d'extinction de masse de notre planète s'est produit il y a 252 millions d'années lorsque des éruptions volcaniques massives ont provoqué un changement climatique catastrophique. La grande majorité des espèces animales ont disparu, et quand la poussière est tombée, la planète est entrée dans les premiers jours de l'ère des dinosaures. Les scientifiques sont toujours en train d'apprendre les modèles dont les animaux se sont éteints et ceux qui ont survécu, et pourquoi. Dans une nouvelle étude en PNAS , les chercheurs ont découvert que si les extinctions se produisaient rapidement dans les océans, la vie sur terre s'est allongée, période d'extinctions plus longue.
"Les gens pensaient que parce que l'extinction marine s'était produite sur une courte période, la vie sur terre aurait dû suivre le même schéma, mais nous avons constaté que l'extinction marine peut en fait être une ponctuation à une plus longue, événement plus prolongé sur terre, " dit Pia Viglietti, chercheur postdoctoral au Field Museum de Chicago et auteur principal du PNAS étudier.
"L'objectif de l'étude de l'extinction terrestre a été essentiellement, « Pouvons-nous faire correspondre le modèle dans le domaine terrestre avec ce qui est observé dans les océans ? » Et la réponse est, 'Pas vraiment, '", déclare Ken Angielczyk, l'auteur principal de l'article et conservateur de la paléontologie des vertébrés au Field Museum. « Cet article est le premier à se concentrer vraiment sur les vertébrés et à dire :'Non, quelque chose se passait qui était unique au royaume terrestre.'"
Une des raisons pour lesquelles les scientifiques se sont tournés vers les extinctions marines pour trouver des indices sur ce qui s'est passé sur terre est qu'il existe un enregistrement fossile plus complet de la vie sous-marine. Si vous voulez devenir un fossile, mourir par l'eau, où votre corps se couvrira rapidement de sédiments, est un bon moyen d'y parvenir. Par conséquent, les paléontologues savent depuis un certain temps qu'il y a 252 millions d'années une extinction massive a frappé à la fin du Permien, et à moins de 100, 000 ans, plus de 85 % des espèces vivant dans l'océan ont disparu. Et même si cela nous semble long, c'est très rapide en temps géologique. La version marine de l'extinction de la fin du Permien a pris 100, 000 ans sur l'ensemble des 3, 800, 000, 000 ans que la vie a existé, soit l'équivalent de 14 minutes sur une année entière.
Pour apprendre ce qui est arrivé à la vie sur terre, Viglietti, Angielczyk, et leurs collègues ont examiné les fossiles de 588 animaux fossiles à quatre pattes qui vivaient dans ce qui est maintenant le bassin du Karoo en Afrique du Sud au moment de l'extinction massive du Permien.
"La région où nous avons trouvé les fossiles pour cette étude est absolument magnifique. Les pentes montagneuses verdoyantes sont si invitantes par une fraîche matinée d'été, il rend la chaleur à venir supportable, " dit Zaituna Skosan, le gestionnaire des collections de paléontologie au Iziko South African Museum et l'un des co-auteurs de l'article. "Trouver de bons fossiles est le meilleur sentiment, mais aussi de courte durée car vous devez vous concentrer et continuer à chercher votre prochaine trouvaille. Même le meilleur chercheur de fossiles néglige parfois une grande découverte."
Zaituna Skosan, Responsable des collections au Musée Iziko de Cape Town, Afrique du Sud, colle ensemble un fossile brisé lors de travaux sur le terrain dans le bassin du Karoo. Crédit :Roger Smith
Les chercheurs ont créé une base de données et séparé les fossiles par âge, regrouper les spécimens par 300, intervalles de temps de 000 ans. Cette approche a permis aux chercheurs de quantifier l'apparition et la disparition de différentes espèces et d'avoir une vue d'ensemble de la vie au fil du temps, plutôt que de se fier uniquement à des spécimens individuels pour raconter toute l'histoire.
"Notre approche unifie les données et dit, d'accord, dans ce bac de temps nous avons ces espèces, mais en montant, nous avons ces autres espèces. En appliquant des méthodes d'échantillonnage à ces bacs, nous pouvons aider à corriger des problèmes tels que le fait d'avoir plus ou moins de spécimens collectés à différents intervalles de temps ou à différents endroits. Finalement, cela nous permet de quantifier l'ampleur de l'extinction et la rapidité avec laquelle de nouvelles espèces apparaissent, " dit Viglietti. " Au lieu de mettre trop l'accent sur un seul fossile, vous compilez des centaines d'observations à peu près dans le même intervalle de temps."
"Pour comprendre les schémas d'extinction sur la base de centaines de fossiles, nous avons utilisé un type de calcul appelé statistique. Lorsqu'une espèce disparaît, elle pourrait s'être éteinte, ou il pourrait encore être là-bas, à découvrir, mais jusqu'ici non détecté, " dit Roger Benson, professeur de paléobiologie à l'Université d'Oxford et l'un des co-auteurs de l'étude. "Nous avons dû gérer cela avant de pouvoir avoir une quelconque confiance sur le moment des extinctions. Les mathématiques sont déjà comprises, donc le travail statistique a impliqué l'écriture d'algorithmes informatiques pour extraire ce signal d'extinction très important des données."
L'une des espèces qui ont aidé à révéler des schémas d'extinction et de rétablissement a été Lystrosaurus , un proche mammifère herbivore qui allait de la taille d'un petit chien à une vache, selon les espèces. « Il avait un bec et des défenses, ce n'était pas l'animal le plus attirant, mais j'ai un faible pour Lystrosaurus parce que c'était comme le premier animal que j'ai étudié en tant qu'étudiant diplômé, donc boucler la boucle avec Lystrosaurus dans cette étude m'a fait très plaisir, " dit Viglietti.
Lystrosaurus est ce que les paléontologues appellent un "taxon de catastrophe" - un groupe qui a prospéré à une époque où la plupart des autres formes de vie étaient en difficulté. " Lystrosaurus est comme une affiche pour l'extinction de la fin du Permien qui a toujours été dépeint comme cet animal qui s'épanouit à la suite de toute cette extinction et prend le dessus, " dit Viglietti. " Mais nous voyons Lystrosaurus apparaissant avant même que l'extinction ne commence, c'était déjà abondant. Cela nous a fait réfléchir à ce qui motivait cette abondance - si Lystrosaurus vient de s'emparer du paysage aride après l'extinction d'autres animaux, ou si l'environnement changeait et Lystrosaurus adapté à ces changements qui provoquaient l'extinction de toutes ces autres espèces. Notre meilleure supposition est la dernière."
Examiner des fossiles comme Lystrosaurus a montré aux chercheurs que l'extinction du Permien était très différente sur terre que dans les océans - c'était beaucoup plus long, affaire plus longue. En utilisant la comparaison précédente, si l'histoire de la vie sur Terre était compressée en une seule année et que l'extinction de la fin du Permien tuait 95% des animaux de l'océan en 14 minutes, l'extinction des terres aurait pris dix fois plus de temps, environ deux heures et vingt minutes.
Un fossile du dicynodonte Lystrosaurus, un mammifère apparenté qui survit à l'extinction massive de la fin du Permien, est collecté lors de travaux de terrain dans le bassin du Karoo en Afrique du Sud. Crédit :Roger Smith
On ne sait pas exactement pourquoi l'événement d'extinction de masse s'est produit beaucoup plus lentement sur terre. "Les changements du climat de la Terre étaient cumulatifs et s'additionnaient au fil du temps. Les écosystèmes ont été lentement perturbés, et puis c'est arrivé à un point où tout s'est effondré, comme la paille qui fait déborder le vase, " dit Viglietti. " Tout va bien, jusqu'à ce que ce ne soit pas le cas."
L'une des raisons de cet écart pourrait être que les océans peuvent absorber les changements chimiques et se stabiliser, jusqu'à un certain point. « Dans la crise climatique actuelle, les océans peuvent absorber beaucoup de dioxyde de carbone ou augmenter la température sans que les gens s'en rendent compte, et puis tout d'un coup, vous obtenez des pannes soudaines de l'écosystème comme l'acidification des océans et le blanchissement des coraux, " dit Viglietti. La même chose pourrait être vraie pour les océans du Permien tardif.
Comprendre ce qui s'est passé lors de l'extinction de masse de la fin du Permien nous donne des indices sur l'essor des dinosaures - de nombreux anciens mammifères apparentés se sont éteints, laissant des vides écologiques que les ancêtres des dinosaures ont évolué pour combler. Mais l'extinction de la fin du Permien donne également un aperçu de l'événement d'extinction de masse que la Terre subit actuellement en raison du changement climatique et de la destruction de l'habitat.
"Les changements environnementaux que nous causons et les impacts que nous avons sur les espèces animales et végétales arrivent à un point où l'échelle est telle qu'il n'y a vraiment rien dans l'histoire humaine qui soit comparable, " dit Angielczyk. " Les archives fossiles peuvent nous donner une idée de ce que sont les crises massives de la biodiversité et comment elles se déroulent. "
"Il faut beaucoup de temps pour se remettre de l'extinction. Lorsque nous perdons de la diversité, ça ne va pas s'en remettre de notre vivant, ça va prendre des centaines de milliers d'années, voire des millions, " dit Viglietti. " Des études comme celle-ci montrent sur quoi notre société devrait se concentrer. "
