Le monde trouble au bas des océans est maintenant un peu plus clair, grâce à une nouvelle étude qui suit l'évolution des couches de sédiments marins sur des centaines de millions d'années.
C'est une histoire de construction du monde sur une grande échelle, mais granulaire, accomplie par une succession d'animaux marins qui ont enfoncé et tué leur chemin à travers la chaleur et le froid, les extensions des espèces et les matrices de masse. Les scientifiques appellent la bioturbation du processus – l'excavation et le mélange de sédiments et de sols par des animaux fouillés, en particulier pour l'abri et la subsistance.
« La bioturbation est l'une des formes les plus importantes d'ingénierie écosystémique aujourd'hui, à la fois dans les océans et sur terre », a déclaré Lidya Tarhan, professeur adjoint de terre et de sciences planétaires à la Faculté des arts et des sciences de Yale, et auteur principal de l'étude publiée dans la revue Avancées scientifiques.
« Dans les océans, la bioturbation joue un rôle essentiel dans la formation de l'habitabilité et de l'écologie du fond marin, ainsi que dans la régulation du cyclisme des nutriments dans les eaux océaniques sus-jacentes », a déclaré Tarhan. « Cependant, la façon dont la bioturbation a varié par le passé de la Terre, et le moment évolutif du moment où les bioturbateurs sont devenus les` `ingénieurs '' extrêmement percutants, ils sont aujourd'hui, a longtemps été mal compris. »
En plus de leurs propres données – qui comprend des observations de l'œuvre géologique aux États-Unis, au Canada, en Espagne et en Australie et en noyaux de forage sédimentaires collectés dans les océans modernes – Tarhan et ses collaborateurs ont interrogé plus de 1 000 études scientifiques précédentes. Ils ont cherché spécifiquement à des informations sur la façon dont les sédiments intensivement du fond marin ont été bordés, ainsi que six types de terriers fossilisés qui ont généralement été parmi les terriers les plus profonds du fond marin. En fin de compte, ils ont amassé une base de données couvrant 540 millions d'années d'histoire de la Terre – en fait la pleine histoire évolutive de la vie animale.
L'équipe a glané plusieurs nouvelles idées de leurs recherches.
Premièrement, ils ont constaté que les deux principaux types de bioturbation – le mélange de sédiments et de sédiments par les animaux – ont développé séparément. Un fouilla profond a commencé au début de l'évolution des animaux; Le mélange de sédiments a mis des centaines de millions d'années à se développer.
« Des animaux enflammés tels que des vers, et plus tard, les palourdes et les crustacés étaient abondants et répandus, du moins dans les océans peu profonds », a déclaré Tarhan, qui est également conservateur adjoint au Yale Peabody Museum. « Il leur a fallu plus de temps pour s'aventurer dans les océans profonds. Mais le mélange de sédiments est en retard. Nous émettons l'hypothèse que le stress de l'oxygène océanique, en particulier dans les intervalles de climats chauds et de serre », a peut-être été un conducteur majeur. «
Les niveaux d'oxygène océanique étaient probablement très faibles lorsque les communautés animales du fond marin se sont d'abord établies, a-t-elle déclaré. Sous les températures de l'eau plus chaudes, les taux métaboliques des animaux augmentent, tout comme leur besoin d'oxygène. Cela signifiait probablement que le mélange de sédiments, qui nécessite une grande dépense d'énergie, a pris le siège arrière pour un fouilla moins intensif.
Les chercheurs ont également pu commencer à documenter comment la bioturbation a été affectée par les changements environnementaux majeurs et les événements d'extinction de masse à travers l'histoire. Par exemple, pendant l'extinction de masse finale finale il y a 252 millions d'années, alors que potentiellement plus de 90% des espèces animales ont été anéanties, la bioturbation a cessé pendant un certain temps. Ensuite, de petits terriers horizontaux ont lentement commencé à réapparaître.
Des recherches supplémentaires exploreront quel rôle cette bioturbation considérablement réduite a réduit dans le rétablissement des nutriments dans l'océan et la repousse éventuelle des écosystèmes.
« Sans une image claire de la façon dont les bioturbateurs ont réagi aux facteurs de stress environnementaux et à la rapidité avec laquelle ils ont pu rebondir après les extinctions, notre compréhension de la mécanique des cascades écologiques qui stimulent l'extinction et dictent la récupération est décidément trouble », a déclaré Tarhan. « Cela aggrave certainement les défis auxquels nous sommes confrontés en tentant de prédire les impacts écologiques de notre crise actuelle d'extinction. »
Kate Pippenger, étudiante diplômée du laboratoire de Tarhan à Yale, est co-auteur de l'étude. Les co-auteurs supplémentaires sont Alison Cribb de l'Université de Southampton, Michelle Zill et David Bottjer de l'Université de Californie du Sud, William Phelps du Riverside Community College, Mary Droser de l'Université de Californie-Riverside et Matthew Clapham de l'Université de California-Santa Cruz.
