article d'Arnaud Brayard publié dans Science

Après la plus grande crise d'extinction de tous les temps, les ammonites donnent le rythme

Il y a 252,6 millions d’années, une crise d’extinction d’une violence encore aujourd’hui inégalée, la crise permo-triassique, décimait plus de 90% des espèces alors existantes sur notre planète. Après cette crise, la diversification des ammonites, mollusques céphalopodes apparentés aux nautiles, seiches et calmars actuels, fut 10 à 30 fois plus rapide que ce que l’on pensait jusqu’à présent. Ce résultat, publié dans le n° 5944 de la revue Science (28 août 2009), est le fruit d’une collaboration franco-suisse à laquelle a participé Arnaud Brayard, chargé de recherche CNRS au laboratoire Biogéosciences. Il remet profondément en question la conception que les paléontologues ont de la dynamique évolutive et du fonctionnement de la biosphère après une crise d’extinction de masse.

Brayard A., Escarguel G., Bucher H., Monnet C., Brühwiler T., Goudemand N., Galfetti T. and Guex J. 2009. Good genes and good luck: ammonoid diversity and the End-Permian mass extinction. Science, 325 (5944) : 1118-1121.

Dans les océans, la diversification des ammonites (1) et leur reconquête des écosystèmes après la crise d’extinction permo-triassique (2) furent 10 à 30 fois plus rapides que ce que l’on pensait jusqu’à présent. Ce résultat, publié dans le n° 5944 de la revue Science (28 Août 2009), est le fruit d’une collaboration franco-suisse impliquant les laboratoires Biogéosciences (CNRS, université de Bourgogne, Dijon), Paléoenvironnements & Paléobiosphère (CNRS, université Claude Bernard Lyon 1) et les universités de Zurich et Lausanne (Suisse). Il remet profondément en question la conception que les paléontologues ont de la dynamique évolutive et du fonctionnement de la biosphère après une crise d’extinction de masse.

L’histoire de la vie sur Terre est ponctuée de nombreuses crises d’extinctions, brèves périodes de forte diminution de la biodiversité, suivies de phases de reconquêtes de la biosphère, correspondant à la diversification des espèces qui ont survécu. Au long des 500 derniers millions d’années, une vingtaine de crises plus ou moins intenses se sont ainsi succédées, dont cinq tout particulièrement dévastatrices, tant dans les océans que sur les continents. Au sommet du classement, il y a 252,6 millions d’années, une crise d’une violence encore aujourd’hui inégalée, la crise permo-triassique, décimait plus de 90% des espèces alors existantes. Le traumatisme fut si fort, les écosystèmes si profondément affectés, notamment dans les océans, que la biosphère mit entre 10 et 30 millions d’années pour recouvrer des niveaux de biodiversité comparables à ceux d’avant la crise. C’est du moins ce que l’on pensait jusqu’à aujourd’hui, suite à de nombreuses études globalement concordantes réalisées ces 50 dernières années.


Une équipe de paléontologues français et suisses s’intéresse depuis plusieurs années déjà à ce sujet ; l’article qu’ils viennent de publier dans la célèbre revue américaine Science donne une nouvelle orientation à un débat aussi complexe que sensible. Les chercheurs ont concentré leurs efforts sur l’étude d’un groupe d’organismes marins ayant laissé de très nombreux fossiles dans tous les océans du globe : les ammonites (1). Abondantes et diversifiées durant le Permien, les ammonites échappent de justesse à l’extinction totale lors de la crise permo-triassique : seules deux ou trois espèces survivent, bien qu’une seule d’entre elles semble être à l’origine de l’extraordinaire diversification du groupe après la crise.


Sept années d’acquisition et d’analyse de données auront été nécessaires afin de répondre à cette unique question : après la crise permo-triassique, quand, et à quel rythme la diversification des ammonites a eu lieu ? Le jeu de données élaboré, ajusté dans le temps grâce à de nombreuses datations radiométriques, dont plusieurs récemment obtenues par la même équipe de chercheurs, est considérable : 860 genres d’ammonites (3) dont la présence ou l’absence dans 77 régions différentes du Globe sont enregistrées pour 25 intervalles de temps successifs allant de la fin du Carbonifère à la fin du Trias, soit un peu plus de 100 millions d’années. Le tout passé au crible d’analyses statistiques visant à apprécier le rôle respectif des apparitions et des extinctions dans les fluctuations temporelles de biodiversité, et la réponse est là, aussi étonnante qu’inattendue : environ un million d’années après la crise, voire même un peu moins, les ammonites sont à nouveau aussi diversifiées qu’avant la crise !


Une reconquête littéralement explosive, achevée en un million d’années : résultat aussi enthousiasmant qu’inquiétant ! Un million d’années, c’est remarquablement court : 10 à 30 fois plus rapide que toutes les estimations proposées jusqu’alors pour la crise permo-triassique, estimations manifestement basées sur des données tronquées ainsi qu’une calibration temporelle déficiente (4). Mais un million d’années, c’est tout aussi désespérément long : si, comme tout porte à le penser, la biosphère s’engage aujourd’hui dans sa sixième grande crise d’extinction, et que rien n’est fait urgemment pour enrayer le processus d’extinction de milliers, sinon de millions d’espèces, alors l’issue du désastre n’est pas à attendre pour demain, ni même pour après demain...

Notes :

(1) Les ammonites sont des mollusques céphalopodes nageurs apparentés aux nautiles, seiches et calmars actuels. Munies d’une coquille externe, elles disparaissent des océans du globe en même temps que les dinosaures, il y a 65 millions d’années.


(2) La crise permo-triassique, du nom des deux périodes géologiques qui l’encadrent, le Permien (299 – 252,6 M.a.) et le Trias (252,6 – 201,6 M.a.), est la plus grande extinction de masse jamais documentée. Elle est liée à une intense activité volcanique (trapps) en Chine et en Sibérie. Elle marque la fin de l’ère Primaire, ou Paléozoïque, et le début de l’ère Secondaire, ou Mésozoïque.


(3) Un genre est un ensemble d’espèces distinctes, mais morphologiquement et écologiquement peu différentes, partageant des liens étroits de parenté entre elles.


(4) Les durées de reconquêtes estimées pour d’autres crises d’extinction, pourtant moins fortes que celle-là, varient toutes entre 5 et 15 millions d’années. Le résultat obtenu ici suggère que ces estimations pourraient également être erronées.