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Réponse à une question de longue date : comment l’extinction massive a ouvert la voie aux huîtres et aux palourdes

Devonian Brachiopod Fossils and Bivalve Shells

Les chercheurs ont utilisé l’analyse bayésienne pour étudier le déclin des brachiopodes et l’augmentation des bivalves après l’extinction de la fin du Permien, trouvant ainsi des bivalves mieux adaptés aux conditions changeantes. À gauche, fossiles de brachiopodes du Dévonien provenant de l’Ohio, aux États-Unis. À droite, coquilles bivalves récentes de Shell Beach, Australie occidentale. Crédit : (Wikimedia Commons ; Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication) pour l’image de gauche. Image de droite par Zhong-Qiang Chen.

L’une des plus grandes crises de l’histoire de la Terre, marquée par un changement important dans la production de coquillages, a vu le remplacement généralisé des brachiopodes, souvent appelés « coquilles de lampe », par des bivalves. espèces comme les huîtres et les palourdes. Cela s’est produit à la suite de l’extinction massive dévastatrice de la fin du Permien, qui a effectivement réinitialisé l’évolution de la vie il y a environ 250 millions d’années.

Les recherches menées par des paléontologues basés à Bristol, au Royaume-Uni, et à Wuhan, en Chine, ont apporté un nouvel éclairage sur ce changement crucial lorsque les écosystèmes océaniques sont passés d’un style ancien à un style moderne.

La vie sur terre et dans la mer est riche et forme des écosystèmes particuliers. Dans les océans modernes, les fonds marins sont dominés par des animaux tels que les bivalves, les gastéropodes, les coraux, les crustacés et les poissons. Mais ces écosystèmes remontent tous à Trias quand la vie est revenue du gouffre. Durant cette crise, seule une espèce sur vingt a survécu, et de longs débats ont eu lieu sur la manière dont les nouveaux écosystèmes ont été construits et sur les raisons pour lesquelles certains groupes ont survécu et d’autres non.

Les brachiopodes dominaient les animaux à carapace avant l’extinction, mais les bivalves ont prospéré après, s’adaptant mieux à leurs nouvelles conditions.

« Un cas classique a été le remplacement des brachiopodes par des bivalves », a expliqué Zhen Guo de Wuhan et Bristol, qui a dirigé le projet. « Les paléontologues disaient que les bivalves étaient de meilleurs concurrents et qu’ils battaient donc les brachiopodes d’une manière ou d’une autre pendant cette période de crise. Il ne fait aucun doute que les brachiopodes constituaient le principal groupe d’animaux à carapace avant l’extinction, et que les bivalves ont pris le relais par la suite. »

Diversité des brachiopodes et des bivalves au cours des 500 dernières années

Diversité des brachiopodes et des bivalves au cours des 500 derniers millions d’années, montrant le changement brachiopodes-bivalves près de la limite Permien-Trias. Crédit : Zhen Guo et al.

« Nous voulions explorer les interactions entre les brachiopodes et les bivalves à travers leur longue histoire et en particulier autour de la période de transfert du Permien au Trias », a déclaré Joe Flannery-Sutherland, un collaborateur. « Nous avons donc décidé d’utiliser une méthode informatique appelée analyse bayésienne pour calculer les taux d’origine, d’extinction et de préservation des fossiles, ainsi que pour tester si les brachiopodes et les bivalves interagissaient les uns avec les autres. Par exemple, l’essor des bivalves a-t-il provoqué le déclin des brachiopodes ?

« Nous avons constaté qu’en fait, les deux groupes partageaient des tendances similaires en matière de dynamique de diversification tout au long de la crise », a déclaré le professeur Michael Benton de l’École des sciences de la Terre de Bristol. « Cela signifie qu’ils n’étaient pas vraiment en concurrence ou ne s’attaquent pas les uns aux autres, mais qu’ils réagissent plus probablement tous deux à des facteurs externes similaires tels que la température de la mer et les crises de courte durée. Mais les bivalves ont fini par prendre le dessus et les brachiopodes se sont retirés vers des eaux plus profondes, où ils sont encore présents, mais en nombre réduit. »

Le professeur Zhong-Qiang Chen de Wuhan a commenté : « C’était formidable de voir comment les méthodes informatiques modernes peuvent résoudre une question aussi ancienne.

« Nous avons toujours pensé que l’extinction massive de la fin du Permien marquait la fin des brachiopodes et c’était tout. Mais il semble que les brachiopodes et les bivalves aient été durement touchés par la crise et se soient tous deux rétablis au Trias, mais les bivalves pourraient mieux s’adapter aux températures océaniques élevées. Donc, cela leur a donné l’avantage, et après le jurassiqueleur nombre a juste explosé, et les brachiopodes n’ont pas fait grand-chose.

Zhen Guo a déclaré : « J’ai dû vérifier et compiler les enregistrements de plus de 330 000 fossiles de brachiopodes et de bivalves tout au long de l’intervalle d’étude, puis exécuter l’analyse bayésienne qui a pris des semaines et des semaines sur le superordinateur de Bristol. J’aime cette méthode car elle répète tout des millions de fois pour tenir compte de toutes sortes d’incertitudes dans les données et donne une grande quantité d’informations riches sur ce qui se passe.

« L’extinction massive de la fin du Permien a été la plus grande de tous les temps et a considérablement réinitialisé l’évolution », a conclu le professeur Benton. « En fait, les 50 millions d’années qui ont suivi la crise, le Trias, ont marqué une révolution dans la vie sur terre et dans la mer. Comprendre comment la vie pourrait revenir d’une quasi-annihilation et jeter les bases des écosystèmes modernes est l’une des grandes questions de la macroévolution. Mais je suis sûr que nous n’avons pas dit le dernier mot ici !

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