Quand les variations de l’orbite terrestre dictent l’évolution biologique

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Les coccolithophores, qui constituent une part importante du phytoplancton, ont

Les coccolithophores, qui constituent une part importante du phytoplancton, ont évolué au rythme de l’excentricité de l’orbite terrestre. © Luc BEAUFORT / CNRS / CEREGE

Les coccolithophores sont des micro-algues dont la particularité est de former autour de leur unique cellule de minuscules plaques de calcaire, les coccolithes, dont les formes varient selon les esp è ces. Apr è s leur mort, ces coccolithes sédimentent dans les fonds marins qui ont fidèlement archiv é les détails de l’évolution de ces organismes. Une équipe menée par des scientifiques du CNRS 1 montre dans Nature le 1er décembre 2021 que certaines variations de l ’ orbite terrestre ont influé sur l’évolution de ces micro-algues. Pour cela, pas moins de 9 millions de coccolithes, couvrant une période de 2,8 millions d ’ années et plusieurs localisations dans l’océan tropical, ont été étudiés par microscopie automatisée et classés par esp è ce en utilisant l ’ intelligence artificielle. Les scientifiques observent que les coccolithophores ont connu des cycles de diversification et d ’ uniformisation, avec des rythmes de 100 et 400 milliers d ’ années. Ils en trouvent aussi la cause : la forme plus ou moins aplatie de l ’ orbite de la Terre autour du Soleil, variant au même rythme. Ainsi, lorsque l ’ orbite est presque circulaire, comme actuellement (on parle de faible excentricité ), la zone é quatoriale présente des saisons peu marquées et des esp è ces peu spécialisées domine nt alors tous les océ ans. À l ’ inverse, lorsque l ’ excentricit é augmente et que des saisons plus marquées apparaissent à l’équateur, les coccolithophores se diversifient en nombreuses esp è ces spécialisées, mais qui collectivement produisent moins de calcaire. Or, de par leur abondance et leur répartition globale, ces organismes sont à l ’ origine de la moitié du calcaire (carbonate de calcium, composé en partie de carbone) produit dans les océans et jouent donc un rôle majeur dans le cycle du carbone et la chimie des océ ans. Il est donc probable que l ’ abondance cyclique de ces machines à produire du calcaire ait joué un rôle dans les climats anciens et puisse expliquer des variations climatiques restées jusqu ’ ici mystérieuses au sein de p ériodes chaudes. Autrement dit, en l ’ absence de glace, l’évolution biologique des micro-algues aurait pu donner le tempo des climats. Une hypoth è se qui reste à confirmer.

1. Basés au Centre européen de recherche et d’enseignement des géosciences de l’environnement (CNRS/Aix-Marseille Université/IRD/INRAE/Collège de France) et associés à des scientifiques de l’université de Rutgers (États-Unis).

Cyclic evolution of phytoplankton forced by changes in tropical seasonality , Luc Beaufort , Clara T. Bolton, Anta-Clarisse Sarr, Baptiste Such éras-Marx, Yair Rosenthal, Yannick Donnadieu, Nicolas Barbarin, Samantha Bova, Pauline Cornuault, Yves Gally, Emmeline Gray, Jean-Charles Mazur & Martin Tetard. Nature, 1er dé cembre 2021. DOI : 10.1038/s41586-021-04195-7 .


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