Une extinction de masse est régie par la «morphospace»

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Une théorie nous dit qu’après une extinction massive, un événement dans lequel la diversité des espèces est considérablement réduite, la nature devrait rebondir avec une vague de créativité.

Une extinction massive devrait permettre à la nature de rebondir

Les espèces devraient proliférer rapidement pour remplir les écosystèmes désolés, ce que l’on appelle le rayonnement adaptatif. Les archives paléontologiques suggèrent que cela ne se produit pas à un rythme aussi proche que prévu.

Mais à présent, des recherches publiées dans la revue Nature Ecology and Evolution soutiennent que la compréhension de quelque chose appelé la «morphospace» pourrait nous aider à trouver la cause.

Les extinctions se produisent avec une régularité alarmante: il y a les «cinq grandes extinctions massives», mais une foule d’extinctions légèrement plus petites, mais toujours dévastatrices, ont émaillé l’histoire de la planète.

Nous sommes en train de créer notre propre extinction de masse

Les scientifiques s’inquiètent maintenant de savoir que nous sommes peut-être en train de créer l’un de nos propres projets d’extinction. Il est donc d’autant plus important de comprendre comment le monde naturel se remet de telles catastrophes.

L’extinction entre le Crétacé et le Paléogène (K – Pg) est peut-être la plus connue des extinctions de masse de la Terre. Cela s’est produit il y a 66 millions d’années quand un astéroïde s’est écrasé contre la Terre près de l’actuelle péninsule du Yucatán, créant ainsi une dépression de près de 200 km de large connue sous le nom de cratère de Chicxulub. Cet impact a entraîné l’extinction de tous les dinosaures non aviaires.

Dans cette nouvelle étude, Christopher Lowery de l’Institut de géophysique de l’Université du Texas et Andrew Fraass de la Sam Houston State University, également au Texas (États-Unis), affirment que la récupération de diverses formes de plancton – ou, plus formellement, de formanifères planktiques – était inhabituellement lente.

Ce qui aurait dû être «un exemple classique de radiation adaptative explosive» qui s’est produit au fil du temps, «ces dernières ont été retardées de millions d’années», écrivent-ils. La diversité des espèces n’est pas revenue aux niveaux du Crétacé moyen avant 10 millions d’années et n’a atteint les niveaux du Crétacé qu’après 20 ans.

L’environnement contrôle la diversification après une extinction de masse

Les hypothèses avancées pour expliquer la lente récupération du plancton marin se sont principalement concentrées sur l’environnement, tels que les métaux toxiques laissés par l’astéroïde ou le volcanisme lié à l’impact. Lowery et Fraass notent cependant que les preuves sont rares pour ces explications. Au lieu de cela, ils soutiennent que «l’écologie, plutôt que l’environnement, contrôle la diversification après une extinction de masse», dont un élément important est «le temps nécessaire pour reconstruire la morphospace dans les écosystèmes».

La morphospace, ou «espace morphologique», permet aux scientifiques de visualiser la forme et la structure possibles des organismes, le phénotype physique. Une morphospace peut montrer toutes les formes possibles et le nombre de celles prises par des organismes dans le monde réel.

Les niches écologiques sont formées par l’appariement de conditions environnementales spécifiques avec le phénotype d’une espèce et «ceci peut être plus correctement conçu comme un espace morphologique (c’est-à-dire la gamme de morphologies occupées par un clade)», écrivent les auteurs. Cela représente «la gamme de stratégies réussies qu’un clade a évolué pour s’adapter à son environnement et à la pression d’autres organismes».

De nouvelles morphologies peuvent servir de point de départ

Lorsque les organismes subissent une radiation adaptative après une extinction, ils commencent à coloniser différentes parties de la morphospace. Ces nouvelles morphologies, ou phénotypes « peuvent servir de point de départ pour d’autres innovations évolutives ». Ceci, à son tour, fournit un nouveau point de départ évolutif et une opportunité supplémentaire pour l’innovation morphologique et la complexité.

Lowery et Fraass ont découvert que les archives de fossiles de plancton marin qui montraient que des morphologies de plus en plus complexes étaient liées à des épisodes de diversification taxonomique, ces derniers étant dépendants des premiers. Les morphospaces nouvellement occupés ont ouvert la voie à une augmentation du rayonnement, tout comme l’hypothèse de reconstruction de la morphospace l’avait prédit.

Il faudra des millions d’années à la biosphère pour la surmonter

Fait important, leurs travaux indiquent que les contraintes de la colonisation de la morphospace pourraient imposer une «limite de vitesse» à la diversification taxonomique post-extinction. Cela nous rappelle que si nous sommes au cœur d’un événement d’extinction anthropique, il faudra des millions d’années à la biosphère pour la surmonter.

De plus même quand ce sera le cas, ce sera un monde très différent de celui dans lequel nous vivons maintenant.

Source : Cosmos Magazine
Crédit photo sur Unsplash : David Marcu

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