La dernière grande extinction de masse, il y a 66 millions d'années, a vu disparaître 75 % des espèces animales, dont les fameux dinosaures. Les facteurs et la duréedurée de ce cataclysme font l'objet de vifs débats, tout comme la vitessevitesse de rétablissement de la vie. Une nouvelle étude parue dans Science apporte aujourd'hui un éclairage inédit sur la façon dont les mammifères et les plantes ont recolonisé la Terre après l'évènement.

Une véritable « bande dessinée » chronologique incrustée dans la roche

Le problème de ce genre de reconstitution, c'est que les fossiles datant de cette époque sont rares, et souvent très partiels. En plus, ces restes sont souvent noyés au milieu de ceux des espèces d'avant la crise comme les dinosaures. Il est donc difficile de se faire une idée des espèces qui peuplaient réellement la planète à une époque précise. Au lieu de chercher des ossements, Tyler Lyson et ses collègues du Denver Museum of Nature & Science ont eu l'idée de fouiller les concrétionsconcrétions rocheuses sur le Corral Bluffs, dans le Colorado, où quelques fossiles de l'époque post-dinosaures avaient déjà été trouvés. Bonne pioche, incrustés dans la roche, les chercheurs sont tombés sur une véritable mine : des crânescrânes de mammifères, des dents, des squelettes de reptilesreptiles, des spores fossilisées, etc. Au total, les chercheurs ont récolté plus de 6.000 feuilles fossilisées, 37.000 grains de pollenpollen et plus d'un millier de fossiles de vertébrésvertébrés dont 16 espèces de mammifères encore inconnues.

Un échantillon représentatif des fossiles de vertébrés retrouvés sur le site de Corral Bluffs. Au fur et à mesure du temps, les animaux sont de plus en plus gros et diversifiés. © Tyler Lyson et al, Science, 2019

Contrairement aux fossiles trouvés ça et là qui donnent un simple « instantané » d'une période, ces fossiles incrustés dans les concrétions rocheuses permettent de réaliser une chronologie précise de l'évolution des espècesévolution des espèces. Les scientifiques ont par exemple pu dater exactement certains fossiles figés dans des cendres volcaniques grâce à l'orientation des minérauxminéraux (qui change en fonction de l'inversion périodique des pôles magnétiquespôles magnétiques terrestres).

700.000 ans après l’impact de l’astéroïde, on trouve déjà des mammifères de près de 50 kilogrammes comme Eoconodon coryphaeus, un carnivore aux dents acérées. © C.Bickel, Science, 2019

Le haricot et les gros mammifères

Un des enseignements majeurs de ce travail, c'est que l'évolution des plantes a été le facteur majeur de la diversification extraordinaire des mammifères qui a suivi la catastrophe.

• 1.000 ans après l'impact, les fougèresfougères ont été les premières à essaimer, proliférant sur les terres en friche. À cette époque, seuls quelques petits mammifères à fourrure ne dépassant pas la taille d'un gros rat (600 grammes) rodaient sur la planète, à la recherche de quelques détritus riches en carbonecarbone laissés par l'extinction.
• 100.000 ans plus tard, les fougères ont ouvert la voie à des forêts et des plantes à fleurs, fournissant une nourriture plus consistante aux animaux, comme des graines et des fruits. Le nombre de mammifères a alors doublé, et certains atteignent déjà 8 kilogrammeskilogrammes.
• À 300.000 ans, c'est le tournant majeur : « l'âge des noixnoix ». L'apparition des légumineuseslégumineuses et des noix coïncide avec une explosion de la diversité, en apportant des nutrimentsnutriments précieux aux animaux. Les animaux atteignent des poids de 25 kilogrammes, à l'instar de Carsioptychus coarctatus, un herbivoreherbivore qui ressemble à un gros chienchien.
• 700.000 ans après l'impact, apparaissent les légumes et légumineuses qui vont encore boosterbooster la croissance des animaux. « C'est un peu l'équivalent de barres protéinées », illustre Ian Miller, paléontologuepaléontologue au Denver Museum of Nature & Science dans le New York Times. L'équipe a notamment mis la main sur la plus ancienne gousse de haricot fossile connue, datée de 700.000 ans. Grâce à cette nourriture riche, les mammifères grossissent encore pour atteindre 50 kilogrammes.

En moins d'un million d'années, les mammifères ont ainsi multiplié leur taille par 100 par rapport à celle post-extinction. Cette incroyable résurrection est à méditer lorsqu'on pense à la crise de la biodiversitébiodiversité actuelle. Elle prouve que la nature possède une capacité prodigieuse à renaître. Mais avec un monde radicalement transformé.

Après la fin des dinosaures, la vie est repartie plutôt vite

Article de Jean-Luc GoudetJean-Luc Goudet publié le 10/11/2016

Après le cataclysme planétaire de la fin du CrétacéCrétacé, qui a eu raison des dinosaures non-aviensaviens et d'innombrables autres espèces vivantes, les écosystèmesécosystèmes se sont reconstitués plus rapidement que prévu dans l'hémisphère sudhémisphère sud. En quatre millions d'années, une riche végétation peuplée d'insectesinsectes a de nouveau envahi l'Amérique du sud. C'est ce qu'ont découvert des chercheurs qui se sont intéressés aux mangeurs de feuilles...

En combien de temps la biodiversité s'est-elle reconstituée après la catastrophe qui a exterminé de très nombreuses espèces vivantes, dont les dinosaures, il y a 65,5 millions d'années ? La question est d'importance car elle touche à la résiliencerésilience de l'écosystème terrestre. Elle est difficile car le registre fossile n'est jamais assez complet pour donner une idée précise de la biosphèrebiosphère année par année. De plus, les invertébrésinvertébrés se conservent mal dans les sédimentssédiments. Mais ceux qui mangent des feuilles (lesquelles peuvent se conserver assez bien) y laissent des traces reconnaissables...

L'analyse des restes d'arbresarbres dans le Dakota avait montré, en 2006, que les grands végétaux terrestres étaient revenus rapidement (l'étude était parue dans Science). Mais les coupures dans leurs feuilles causées par des larveslarves d'insectes boulimiques sont restées longtemps absentes. Neuf millions d'années, indiquent les études sur la question.

Une feuille fossilisée trouvée en Patagonie, dans l'extrême sud de l'Argentine, qui a visiblement bien nourri une larve d'insecte. Le festin s'est passé entre -67 et -66 millions d'années, la période analysée dans cette étude. © Michael Donovan

La biodiversité a redémarré après la catastrophe

C'est ce que rappellent les auteurs d'une nouvelle recherche, menée par Michael Donovan et ses collègues dans un article publié dans la revue Nature Ecologie & Evolution. Eux sont allés en Patagonie, à l'extrémité sud du continent américain. Or, l'hémisphère sud a moins souffert. Que la catastrophe dite du Crétacé-Tertiaire soit due à la chute d'un astéroïde ou aux épanchements volcaniques du Deccan, elle a en effet davantage affecté le nord que le sud. En analysant 6.646 feuilles fossilisées, cette équipe voit un scénario tout différent.

Là-bas, dans l'actuelle Argentine, les croqueurs de feuilles sont réapparus quatre millions d'années après le cataclysme de la fin du Crétacé. Et de nombreuses espèces étaient présentes. L'équipe a en effet mis au point une technique fine d'analyse qui permet de distinguer les découpes dans les feuilles, différant d'une variété d'insecte à une autre.

Par ailleurs, les auteurs affirment qu'il ne s'agit pas d'espèces survivantes, qui auraient simplement échappé à la catastrophe planétaire. Les mangeurs de feuilles ne semblent en effet pas les mêmes de part et d'autre de la crise Crétacé-Tertiaire. L'extrême sud de l'Amérique n'a donc pas été un refuge pour les insectes, comme le pensait initialement l'équipe de Michael Donovan, qui s'explique dans un communiqué de l'université PennState. Les fossiles marins avaient déjà raconté cette histoire, une étude que nous présentions en juin dernier ayant montré que l'Antarctique n'avait pas été épargné.

Quatre millions d'années, c'est tout de même long. Il a fallu ce temps pour retrouver des végétaux associés à des insectes, un type de partenariat qui entretient la vigueur des écosystèmes terrestres.