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Posté par Isabelle le Samedi 27/09/2014 à 00:00
L’éclatement de la Pangée et la diversification des plantes à fleur
L’éclatement de la Pangée comme théâtre de la diversification des plantes à fleur.

La diversification et l’expansion écologique des Angiospermes (plantes à fleurs) font parties des bouleversements majeurs de l’histoire de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...). La plupart des mécanismes proposés pour expliquer le succès immédiat de cette diversification reposaient sur des processus intrinsèques, laissant de côté les impacts potentiels de la tectonique (La tectonique (du grec « τ?κτων » ou « tekt?n » signifiant batisseur, charpentier) est l'étude des...) globale. En utilisant un modèle numérique de climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...) prenant en compte l’évolution géographique depuis plus de 250 millions d’années, une équipe de chercheurs français montre pour la première fois que la rupture du supercontinent Pangée aurait induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en électricité...) une expansion des zones climatiques tempérés humides et de fortes discontinuités dans les ceintures désertiques présentes jusqu’à la fin du Jurassique. Ils suggèrent que ces changements drastiques d’un monde (Le mot monde peut désigner :) désertique vers un monde humide auraient fournis un cadre environnemental idéal à la migration et à l’explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz....) des formes de plantes à fleur (La fleur est constituée par l’ensemble des organes de la reproduction et des enveloppes qui les entourent chez les angiospermes (aussi appelées plantes à fleurs). Après la pollinisation, la fleur est...) durant le Crétacé Supérieur. Ces travaux viennent d’être publiés dans la revue PNAS.


A. Evolution temporelle des biomes arides et tempérés simulés par FOAM-LPJ entre 225 et 70 Ma, pour trois scénarios de concentration en CO2 atmosphérique. Les scénarios présentant le meilleur accord avec les données paléoclimatiques sont en trait plein. Illustration: CNRS /© Chaboueau et al. PNAS 2014.

Dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande...) Phylospace, financé par l’Agence National de la Recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) (ANR) dans le cadre du programme « La 6ème extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque chose. Plus particulièrement on retrouve ce terme dans...) », une collaboration interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) entre modélisateurs des paléoclimats (LSCE, Gif sur Yvette) et biologistes de l’évolution (BioGeCo, INRA, Bordeaux) a été mise en place pour cerner le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu traditionnellement...) climatique entourant la radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple :...) des plantes à fleur. Dans ce cadre, le modèle de circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) générale couplé océan-atmosphère FOAM (pour Fast Ocean Atmospheric Model) a été utilisé avec cinq paléogéographies particulières, qui décrivent l’éclatement progressif de la Pangée, de 225 à 70 millions d’années avant notre ère (Ma). Etant données les incertitudes sur les reconstructions de la concentration en CO2 atmosphérique (pCO2) pour ces périodes anciennes, les cinq scénarios paléogéographiques ont été testés pour des pCO2 allant de deux (560 ppmv) à huit fois (2240 ppmv) la pCO2 pré-industrielle donnant une matrice de 20 simulations paléoclimatiques pour le Mésozoïque (ère géologique s’étendant de 251 à 65 Ma). Ces scénarios climatiques ont ensuite servi à simuler la végétation à l’aide du modèle de végétation LPJ (pour Lund-Jena-Potsdam).

La comparaison des sorties numériques avec des données paléoclimatiques océaniques (issues de carottes sédimentaires) et continentales (charbons et évaporites) publiées, a permis de retenir les scénarios les plus probables et de décrire quantitativement l’évolution des grandes zones bioclimatiques à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa...) du globe entre 225 et 70 Ma. Les chercheurs ont ainsi pu démontrer que le fractionnement du supercontinent Pangée aurait induit une augmentation graduelle des précipitations et l’expansion progressive de zones tempérées, alors que les grandes ceintures désertiques des moyennes latitudes du Jurassique se fractionnaient au Crétacé.


Paléobiomes simulées par FOAM-LPJ à 225 et 70 Ma. La rupture de la Pangée conduit à un fractionnement des grandes ceintures désertiques au profit des zones tempérées. Les points noirs à 70 Ma montrent la répartition géographique des fossiles d’angiospermes. Illustration: CNRS/© Chaboueau et al. PNAS 2014

La dernière étape du travail des chercheurs a été de comparer cette évolution bioclimatique (Un habitat bioclimatique est un bâtiment dans lequel le chauffage et la climatisation sont réalisés en tirant le meilleur parti du rayonnement solaire...) avec l’enregistrement fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement « qui est fouillé ») est le reste (coquille, os, dent, graine, feuilles...) ou le...) des Angiospermes. La compilation de plus d’une centaine de points de données fossiles publiés et leur replacement sur les cartes paléoclimatiques a permis de montrer une concomitance entre des changements drastiques de climat liés à l’éclatement de la Pangée et la radiation des Angiospermes des basses vers les hautes latitudes. Si ce travail n’apporte pas de mécanisme de causalité entre changement climatique et radiation des plantes à fleur, il est néanmoins le premier à décrire quantitativement le théâtre environnemental de cet événement évolutif majeur, qui reste connu à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant...) comme l’ « abominable mystère » de Darwin.

Pour plus d'information voir:
- http://www.pnas.org/content/suppl/2014/09/14/1324002111.DCSupplemental/pnas.201324002SI.pdf

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Source: CNRS