Un nouveau chercheur de Nicholas découvre que des plantes qui ont survécu à l’extinction des dinosaures ont extrait l’azote de l’air

Une nouvelle étude parue le 16 novembre dans la revue Nature Ecology & Evolution a conclu que les espèces de cycadales qui ont survécu dépendaient de bactéries symbiotiques dans leurs racines, qui leur fournissent de l’azote pour se développer. Tout comme les légumineuses modernes et d’autres plantes qui utilisent la fixation de l’azote, ces cycas échangent leurs sucres avec les bactéries présentes dans leurs racines en échange de l’azote extrait de l’atmosphère.

Ce qui a initialement intéressé l’auteur principal Michael Kipp, c’est que les tissus des plantes fixatrices d’azote peuvent fournir un enregistrement de la composition de l’atmosphère dans laquelle elles ont grandi. Il combine la géochimie avec les archives fossiles pour tenter de comprendre l’histoire climatique de la Terre.

Sachant déjà que les cycadales modernes sont des fixateurs d’azote, Kipp a commencé à analyser de très vieux fossiles de plantes au cours de son doctorat. travaille à l’Université de Washington pour voir s’il pouvait avoir un regard différent sur les atmosphères anciennes. La plupart des cycadales anciennes ont révélé qu’elles n’étaient pas des fixateurs d’azote, mais il s’agissait également de lignées éteintes.

“Au lieu d’être une histoire sur l’atmosphère, nous avons réalisé qu’il s’agissait d’une histoire sur l’écologie de ces plantes qui a changé au fil du temps”, a déclaré Kipp, qui a consacré près d’une décennie à cette découverte, d’abord à l’UW, puis en tant que chercheur postdoctoral à l’Université de Washington. CalTech.

Kipp est rejoindre la faculté Duke cette année en tant que professeur adjoint de sciences de la Terre et du climat à la Nicholas School of the Environment pour continuer à utiliser les archives fossiles pour comprendre l’histoire climatique de la Terre afin que nous puissions comprendre son avenir possible.

Une grande partie de ce que nous savons sur les atmosphères anciennes provient d’études chimiques sur la vie marine et les sédiments anciens, a déclaré Kipp. L’application de certaines de ces méthodes aux plantes terrestres est une nouveauté.

“Au début du projet, aucune donnée isotopique de l’azote provenant du feuillage des plantes fossilisées n’avait été publiée”, a déclaré Kipp. Il lui a fallu un certain temps pour peaufiner la méthode et obtenir des échantillons de précieux fossiles de plantes que les conservateurs de musée hésitaient à voir vaporiser pour obtenir les données.

“Dans les quelques échantillons de fossiles appartenant à des lignées (cycadales) survivantes et qui ne sont pas si vieux – 20, 30 millions d’années – nous voyons la même signature azotée qu’aujourd’hui”, a déclaré Kipp. Cela signifie que leur azote provenait de bactéries symbiotiques. Mais dans les fossiles de cycadales plus anciens et éteints, cette signature azotée était absente.

Ce qui est moins clair, c’est comment la fixation de l’azote a aidé les cycadales survivantes. Cela les a peut-être aidés à résister au changement radical du climat ou cela leur a peut-être permis de mieux rivaliser avec les plantes angiospermes à croissance plus rapide qui ont prospéré après l’extinction, « ou cela pourrait être les deux ».

“Il s’agit d’une nouvelle technique avec laquelle nous pouvons faire beaucoup plus”, a déclaré Kipp.

Le financement de cette étude provient de : la Paleontological Society, le Fonds de recherche sur les redevances de l’Université de Washington et la subvention NNX16AI37G de la NASA pour l’exobiologie.

CITATION : « Les isotopes de l’azote révèlent les origines indépendantes de la symbiose fixatrice d’azote dans les lignées de cycadales existantes », Michael A. Kipp, Eva E. Stüeken, Caroline AE Strömberg, William H. Brightly, Victoria M. Arbour, Boglárka Erdei, Robert S. Hill , Kirk R. Johnson, Jiří Kvaček, Jennifer C. McElwain, Ian M. Miller, Miriam Slodownik, Vivi Vajda et Roger Buick. Nature Ecology & Evolution, 16 novembre 2023. DOI : 10.1038/s41559-023-02251-1 En ligne :