Selon de nouvelles recherches, l’évolution des racines des arbres pourrait avoir déclenché une série d’extinctions massives.
Les géologues trouvent des parallèles entre les anciens événements d’extinction à l’échelle mondiale et les menaces modernes pour les océans de la Terre.
Une série d’extinctions massives qui ont secoué les océans de la Terre au cours de la période dévonienne il y a plus de 300 millions d’années pourraient avoir été déclenchées par l’évolution des racines des arbres. C’est selon une étude de recherche menée par des scientifiques de l’Université de l’Indiana à l’Université Purdue d’Indianapolis (IUPUI), ainsi que des collègues du Royaume-Uni.
Les preuves de cette nouvelle vision d’une période remarquablement volatile de la préhistoire de la Terre ont été rapportées le 9 novembre dans la revue scientifique Bulletin de la Société géologique d’Amérique. C’est l’une des publications les plus anciennes et les plus respectées dans le domaine de la géologie. L’étude a été dirigée par Gabriel Filippelli, professeur chancelier des sciences de la Terre à l’École des sciences de l’IUPUI, et Matthew Smart, titulaire d’un doctorat. étudiant dans son laboratoire au moment de l’étude.
“Notre analyse montre que l’évolution des racines des arbres a probablement inondé les océans passés avec un excès de nutriments, provoquant une croissance massive d’algues”, a déclaré Filippelli. “Ces proliférations d’algues rapides et destructrices auraient épuisé la majeure partie de l’oxygène des océans, déclenchant des événements d’extinction de masse catastrophiques.”
Les scientifiques recueillent des échantillons de roche sur l’île d’Ymer dans l’est du Groenland, l’un des nombreux sites dont l’analyse a permis de mieux comprendre la composition chimique des lits des lacs au Dévonien. Crédit : John Marshall, Université de Southampton
La période dévonienne, qui s’est produite il y a 419 à 358 millions d’années, avant l’évolution de la vie sur terre, est connue pour ses événements d’extinction de masse, au cours desquels on estime que près de 70 % de toute la vie sur Terre a péri.
Le processus décrit dans l’étude – connu scientifiquement sous le nom d’eutrophisation – est remarquablement similaire au phénomène moderne, bien qu’à plus petite échelle, qui alimente actuellement de vastes «zones mortes» dans les grands Lacs et le golfe du Mexiquecar l’excès de nutriments provenant des engrais et d’autres ruissellements agricoles déclenche une prolifération massive d’algues qui consomment tout l’oxygène de l’eau.
La différence est que ces événements passés ont probablement été alimentés par les racines des arbres, qui ont extrait les nutriments de la terre pendant les périodes de croissance, puis les ont brusquement déversés dans l’eau de la Terre pendant les périodes de décomposition.
La théorie est basée sur une combinaison de preuves nouvelles et existantes, a déclaré Filippelli.
Gabrielle Philippelli. Crédit : Liz Kaye, Université de l’Indiana
Sur la base d’une analyse chimique des dépôts de pierre d’anciens lits de lacs – dont les vestiges persistent à travers le monde, y compris les échantillons utilisés dans l’étude provenant de sites au Groenland et au large de la côte nord-est de l’Écosse – les chercheurs ont pu confirmer des cycles précédemment identifiés de et des niveaux inférieurs de phosphore, un élément chimique présent dans toute vie sur Terre.
Ils ont également été en mesure d’identifier les cycles humides et secs en fonction des signes d'”altération” – ou de formation du sol – causés par la croissance des racines, une plus grande altération indiquant des cycles humides avec plus de racines et moins d’altération indiquant des cycles secs avec moins de racines.
Matthieu Smart. Crédit : Photo avec l’aimable autorisation de Matthew Smart
Plus important encore, l’équipe a découvert que les cycles secs coïncidaient avec des niveaux plus élevés de phosphore, suggérant que les racines mourantes libéraient leurs nutriments dans l’eau de la planète pendant ces périodes.
“Il n’est pas facile de regarder plus de 370 millions d’années dans le passé”, a déclaré Smart. “Mais les roches ont une longue mémoire, et il existe encore des endroits sur Terre où vous pouvez utiliser la chimie comme microscope pour percer les mystères du monde antique.”
Compte tenu des cycles du phosphore qui se produisent en même temps que l’évolution des premières racines des arbres — une caractéristique de Archaeopteriségalement la première plante à faire pousser des feuilles et à atteindre une hauteur de 30 pieds – les chercheurs ont pu identifier la décomposition des racines des arbres comme le principal suspect derrière les événements d’extinction du Dévonien.
Heureusement, a déclaré Filippelli, les arbres modernes ne causent pas une destruction similaire puisque la nature a depuis développé des systèmes pour compenser l’impact du bois en décomposition. La profondeur du sol moderne retient également plus de nutriments par rapport à la fine couche de terre qui recouvrait la Terre antique.
Mais la dynamique révélée dans l’étude a mis en lumière d’autres menaces plus récentes pour la vie dans les océans de la Terre. Les auteurs de l’étude notent que d’autres ont fait valoir que la pollution par les engrais, le fumier et d’autres déchets organiques, tels que les eaux usées, a a placé les océans de la Terre au “bord de l’anoxie”, ou un manque total d’oxygène.
“Ces nouvelles informations sur les résultats catastrophiques des événements naturels dans le monde antique peuvent servir d’avertissement sur les conséquences de conditions similaires résultant de l’activité humaine aujourd’hui”, a déclaré Fillipelli.
Référence : « Relargage amélioré de nutriments terrestres pendant l’émergence et l’expansion des forêts du Dévonien : Preuve du phosphore lacustre et des enregistrements géochimiques » par Matthew S. Smart, Gabriel Filippelli, William P. Gilhooly III, John EA Marshall et Jessica H. Whiteside, 9 novembre 2022, Bulletin GSA.
DOI : 10.1130/B36384.1
Les autres auteurs de l’article sont William P. Gilhooly III de l’IUPUI et John Marshall et Jessica Whiteside de l’Université de Southampton, Royaume-Uni. Smart est actuellement professeur adjoint d’océanographie à l’US Naval Academy. Cette étude a été financée en partie par la National Science Foundation.
