Reconstructions de quelques brachiopodes du Méso-Cénozoïque, montrant des adaptations à certains environnements. Crédit : Shunyi Shi
Une nouvelle étude indique que malgré des innovations évolutives importantes après l'extinction, les brachiopodes n'ont pas réussi à égaler espèces diversité des mollusques, remettant en question les hypothèses sur leur succès adaptatif et mettant en lumière les complexités de l’évolution de la biodiversité.
Des chercheurs de l’Université de Bristol, de l’Open University et de l’Université chinoise des géosciences ont découvert que même si les brachiopodes évoluaient dans de nouvelles directions, cela n’entraînait pas d’augmentation du nombre d’espèces.
Les résultats, publiés dans Nature Écologie et Évolutionmettent en lumière certains principes fondamentaux de l’évolution de la biodiversité moderne.
Dans les océans actuels, les mollusques tels que les palourdes, les huîtres et les escargots sont extrêmement diversifiés, avec plus de 50 000 espèces, alors que les brachiopodes sont rares, avec seulement 394 espèces connues. Mais cela n'a pas toujours été le cas. L'équipe a découvert que les brachiopodes ont développé de nouvelles formes de coquille et de nouveaux comportements écologiques après l'extinction massive de la fin du Permien, ce qui a compromis leur nombre.
« Au Paléozoïque, il y a 540 à 250 millions d’années, les brachiopodes dominaient les fonds marins », explique le Dr Zhen Guo de l’Université chinoise des géosciences, qui a dirigé l’étude. « Les brachiopodes sont parfois appelés coquilles-lampes et reposent généralement sur le fond marin, filtrant les minuscules particules de nourriture de l’eau de mer. La plupart d’entre eux sont assez petits – on pourrait en tenir vingt dans les mains ; mais d’autres étaient gros et avaient une coquille épaisse et vivaient très longtemps. Leur coquille était soit circulaire, soit largement étirée, et ils avaient soit une coquille lisse, soit des crêtes et des creux profonds. »
Impact de l'extinction du Permien
« Les brachiopodes ont été très durement touchés par l'extinction massive de la fin du Permien il y a 252 millions d'années », a déclaré le professeur Michael Benton de l'Université de Californie à Berkeley. Université de Bristol« Le groupe aurait pu disparaître complètement, et à partir de ce moment, les mollusques ont simplement connu un succès croissant. Pendant longtemps, on a pensé que les brachiopodes restaient rares parce que les survivants étaient coincés dans quelques modes de vie seulement. »
Le Dr Tom Stubbs de l’Open University a ajouté : « En fait, les brachiopodes post-extinction ont innové et essayé de nouveaux modes de vie. Un groupe, les térébratulides, a diversifié ses formes corporelles et ses fonctions écologiques de la fin du Permien à nos jours, mais leur diversité n’a pas augmenté. »
Fossiles de brachiopodes du Trias ; à droite : coquilles de brachiopodes récentes. Crédit : Zhen Guo
« C’était assez inattendu », a déclaré le professeur Zhong-Qiang Chen de l’Université chinoise des géosciences. « Les brachiopodes étaient loin d’être des échecs après l’extinction de la fin du Permien. Ils évoluaient dans de nouvelles directions et exploraient de nouveaux modes de vie, tout comme les mollusques à la même époque. Mais cela ne s’est pas traduit par un succès évolutif en termes de nombre d’espèces. Malgré leurs poussées d’évolution en termes de forme et de fonction, ils n’ont pas pu se propager à grande échelle, et la raison exacte reste inconnue. »
La nouvelle étude est basée sur l'analyse d'une base de données de plus de 1000 genres de brachiopodes des 250 derniers millions d'années. Pour chaque genre, les analystes ont enregistré des dizaines de mesures de la forme générale des coquilles, de leur sculpture externe et de leur anatomie interne. Ces caractéristiques ont été analysées ensemble pour fournir des mesures de la diversité globale des formes pour chaque grand groupe de brachiopodes à chaque instant. Cette mesure de la « diversité de forme », généralement appelée disparité, pourrait ensuite être comparée d'un instant à l'autre pour montrer une mesure de l'innovation de forme, et elle peut être comparée au nombre d'espèces ou de genres sur les mêmes périodes.
« Notre étude a nécessité un effort considérable », conclut Zhen Guo. « Mais il est important de comprendre la biodiversité moderne en termes de processus qui la sous-tendent. »
« Si nous nous contentons d’observer les brachiopodes modernes, nous ne comprenons pas leur riche histoire passée ni leur capacité d’innovation en termes d’évolution. Mais notre découverte selon laquelle la disparité et la diversité sont dissociées dans l’histoire des brachiopodes est nouvelle et inattendue. Les brachiopodes ont fait preuve d’une grande inventivité dans l’évolution de nouvelles formes de coquilles, mais cela ne s’est pas traduit par de nombreuses espèces nouvelles. »
