Dans l’ombre de l’astéroïde qui a anéanti les dinosaures, la vie semble avoir rebondi à une vitesse surprenante.
Une nouvelle analyse des taux de sédimentation suggère que la première vague d’espèces marines est apparue quelques milliers d’années après l’extinction massive, soit plusieurs millénaires plus rapidement que ne le pensaient de nombreux scientifiques.
Les résultats, rapportés le 21 janvier dans Géologieinvitent à repenser la rapidité avec laquelle l’évolution peut reconstruire la diversité biologique – non seulement comme elle l’a fait après que l’astéroïde Chicxulub a frappé la Terre il y a 66 millions d’années, mais peut-être aussi aujourd’hui et dans le futur, alors que le changement climatique et d’autres pressions humaines accélèrent le rythme des bouleversements écologiques.
« Cela nous aide vraiment à comprendre à quelle vitesse les espèces peuvent évoluer », explique Christopher Lowery, paléoocéanographe à l'Université du Texas à Austin, ajoutant que cela offre une « opportunité rare dans le passé géologique de comprendre comment les écosystèmes peuvent se remettre de ces changements rapides et graves ».
La preuve provient de fossiles marins connus sous le nom de foraminifères planctoniques, des habitants microscopiques unicellulaires des océans anciens enfermés dans de minuscules coquilles minérales. La première apparition d’un de ces organismes – au nom éloquent Parvularugoglobigerina eugubina – est un horodatage géologique établi marquant l'aube de la récupération de la vie après l'astéroïde.
Une estimation largement citée de 2011 place cette date à environ 30 000 ans après l'impact de Chicxulub, dans ce qui est aujourd'hui la péninsule du Yucatán au Mexique. Cette estimation provenait de la mesure de l'épaisseur des couches rocheuses entre l'horizon d'extinction et la première apparition de P. eugubinapuis en projetant le temps écoulé en utilisant les taux de sédimentation moyens dérivés d'intervalles géologiques beaucoup plus longs.
Lowery lui-même n’a jamais remis en question ce chiffre. Autrement dit, jusqu'à ce que cela commence à entrer en conflit avec les preuves qu'il voyait ailleurs.
Travaillant sur des carottes de sédiments forées dans le cratère Chicxulub, Lowery et ses collègues ont utilisé de l'hélium-3 – une forme rare de gaz de remplissage de ballon qui est délivré sur Terre à un rythme presque constant par la poussière interplanétaire – pour calculer la rapidité avec laquelle les sédiments se sont accumulés immédiatement après l'impact.
Curieusement, la poussière cosmique indiquait que P. eugubina a évolué en seulement 6 000 ans après la catastrophe qui a tué les dinosaures, mais Lowery a hésité à faire confiance au résultat.
Lui et ses collègues se sont ensuite tournés vers des données publiées ailleurs dans le monde, en se concentrant sur les sites où les chercheurs avaient mesuré l'hélium-3 et identifié les premiers foraminifères post-extinction, mais n'avaient jamais utilisé ces mesures ensemble pour réviser les chronologies de l'évolution.
En faisant la moyenne de six sites, dont le cratère Chicxulub et des gisements marins d'Italie, d'Espagne et de Tunisie, ils ont découvert que les sédiments avaient mis moins de temps à s'accumuler que les dizaines de milliers d'années précédemment estimées.
En moyenne, le révélateur P. eugubina est apparu 6 400 ans après l'impact. D’autres nouveaux planctons sont apparus en seulement un millénaire ou deux. Une explosion de nouvelles espèces a rapidement suivi, remplissant les espaces écologiques vides laissés après que l'astéroïde Chicxulub ait anéanti les trois quarts de toute la vie végétale et animale, y compris la plupart du plancton marin.
La chronologie la plus courte est importante car elle redéfinit le début du Paléocène comme une période d’innovation extraordinairement rapide, plutôt que comme un long et lent retour à la catastrophe. Mais même le calendrier de Lowery pourrait sous-estimer la rapidité avec laquelle les espèces ont commencé à se rétablir.
L'année dernière, le paléobiologiste Brian Huber du Musée national d'histoire naturelle du Smithsonian et ses collègues ont utilisé des signaux de température enfermés dans des coquilles de foraminifères pour montrer que de nouvelles espèces de plancton ont probablement émergé quelques décennies seulement après l'astéroïde. En associant les archives fossiles aux modèles climatiques, ils ont conclu qu’après une brève obscurité après l’impact, lorsque la suie et la poussière ont étouffé l’atmosphère, le ciel s’est rapidement dégagé. Un réchauffement climatique rapide s’en est suivi, qui pourrait avoir déclenché un changement évolutif dans les océans en train de se rétablir en un clin d’œil géologique.
L'analyse diffère de celle de Lowery, car elle repose sur des délais déduits à partir de modèles climatiques plutôt que sur des estimations directes des taux d'accumulation de sédiments. Mais si ces modèles capturent le rythme du changement après l'impact – et, par extension, l'émergence de nouvelles espèces – alors « oh mon Dieu, c'est encore plus rapide que ce qui est suggéré », dit Huber. « C'est une véritable révélation. »
Ensemble, ces résultats soulignent à quelle vitesse la biologie peut innover après une calamité. « La vie commence vraiment à rebondir dès qu'il y a une possibilité », explique Vivi Vajda, paléobiologiste au Musée suédois d'histoire naturelle de Stockholm, qui n'a pas participé à la recherche.
Mais même une spéciation effrénée ne peut pas remédier rapidement à une extinction massive, dit Lowery, soulignant qu'il a encore fallu des millions d'années pour que les écosystèmes se rétablissent complètement – et que rien de comparable aux dinosaures n'est jamais revenu.
L’évolution, semble-t-il, est capable d’un éclat soudain, mais pas d’une réparation instantanée.
