Un trop-plein d'oxygène a favorisé l'évolution des mammifères

Une nouvelle analyse exhaustive des enregistrements des niveaux d'oxygène atmosphérique sur Terre révèle un pic il y a 50 millions d'années. Cette abondance en oxygène, qui est survenue un peu après le déclin des dinosaures, pourrait avoir facilité non seulement l'évolution des grands mammifères comme par exemple le paresseux géant mais également celle des créatures à cerveau important tels que les hominidés.

Les données proviennent des sédiments du fond des mers datant d'il y a 205 millions d'années qui contiennent des minerais riches en carbone ainsi que des restes organiques de cellules de phytoplancton marin. Ces organismes produisaient de l'oxygène par photosynthèse et se faisant, laissaient derrière eux une signature chimique en modifiant dans les sédiments le taux de deux isotopes stables du carbone, le carbone 13 et le carbone 12.

En comparant la quantité de carbone 13 dans les particules inorganiques à la perte en carbone 13 dans la matière organique, les scientifiques peuvent estimer la quantité d'oxygène présent dans l'atmosphère. Paul Falkowski de l'université du New Jersey a analysé ces données ainsi que celles publiées par une équipe allemande, et en a conclu que le niveau d'oxygène avait doublé au cours des 205 millions dernières années.

Au début de cette période, l'atmosphère ne contenait que 10 pour cent d'oxygène en volume. Et les mammifères, qui sont apparus il y a environ 190 millions d'années, étaient minuscules, ne pesant que quelques grammes. Il y a à peu près 50 millions d'années, en revanche, le taux d'oxygène dans l'atmosphère était de 23 pour cent, 2 pour cent de plus qu'aujourd'hui. "Quand nous analysons les fossiles, cela correspond au moment où a eu lieu un important développement de grands ordres de nouveaux mammifères placentaires", remarque Falkowski.

De manière générale, les mammifères exigent de grandes quantités d'oxygène rien que pour se déplacer et métaboliser leur nourriture. Le cerveau des mammifères brûle également environ un tiers de toutes les calories consommées. Entre outre, les femelles mammifères en gestation consomment 60 pour cent de l'oxygène de leur sang avant qu'il ne parvienne à l'embryon. Un surplus d'oxygène dans l'atmosphère aurait donc pu contribuer à de meilleures conditions de développement dans l'utérus.

Depuis l'apogée des mammifères, le niveau de l'oxygène a chuté à environ 21 pour cent, une réduction qui a pu avoir été provoquée par les grands incendies qui ont ravagé la surface de la Terre il y a environ 10 millions d'années, détruisant d'immenses régions de végétation productrices d'oxygène.