Diversité tout au long de l'histoire de la vie

1996/05/01 Larrañaga, Jon Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Incidences de la diversité dans l’histoire évolutionnaire

Les plantes à fleurs apparurent au Crétacé et au Tertiaire et commencèrent à dominer, en écartant les gymnases qu'ils avaient dominées jusqu'alors.

J. Larrañaga

La vie est née il y a 3,6 milliards d'années sur Terre. Plus tard, dans les 3 milliards d'années, les seuls habitants de la Terre étaient des bactéries et des algues unicellulaires, jusqu'à ce qu'il y a 600 millions d'années, à la suite de la soi-disant «explosion» de Kanbria, surgirent les troncs phylogénétiques de la plupart des invertébrés marins. Pourquoi à ce moment-là et pas avant? Il est vraiment difficile d'expliquer l'augmentation de la diversité qui a eu lieu dans le Cambrien. Dans tous les cas, il est évident que tous les modèles principaux d'animaux marins ont émergé à cette époque et depuis lors, surtout depuis que la vie a commencé à coloniser la terre sèche, la diversité a augmenté, bien qu'occasionnellement il y ait eu une sorte de gréement massif.

Avant de parler de ces stimuli, il convient de fixer un peu les concepts. Dans l'histoire évolutionnaire, les êtres vivants ont toujours été détruits et ont toujours été remplacés par de nouvelles espèces. Cependant, comme on l'a vu dans le registre fossile, de nombreuses espèces ont été détruites pendant quelques périodes géologiques. Dans ces cas, il est considéré que dans une période relativement courte (entre un million et trois millions d'années), lorsque plus de la moitié des espèces animales ont disparu, il y a eu un stimulus massif.

Les stalles massives les plus importantes furent celles de la fin de l'Ordobcique (il y a 440 millions d'années), celle de Debonia (il y a 370 millions d'années), celle de la fin du Permo (il y a 250 millions d'années), celle de fin du Triasique (il y a 210 millions d'années) et celle du Crétacé (il y a 66,4 millions d'années). Dans tous ces stimuli, à l'exception de celui de Permiko, 12% des familles d'animaux de l'époque ont disparu (en présence d'un rapport exponentiel entre le nombre de familles, genres et espèces détruites, 12% des familles disparaissent et près de 80% des espèces disparaissent).

Celui du Permic, pour sa part, a été le stimulus le plus dur jamais connu, en supposant que 54% des familles et 95% des animaux marins ont disparu. Cependant, ce ne sont pas les seules grandes extensions que la Terre a connues, mais d'autres moins importantes (voir Tableau 1). Au total, 99% des espèces vivant sur Terre ont été détruites.

Il est très difficile d'expliquer pourquoi ces stades ont été produits. De nombreuses hypothèses ont été formulées (changements climatiques globaux, explosions de supernovae, augmentation ou diminution du niveau de la mer, altération de la salinité ou composition des mers, grandes vagues de vulcanisme, incidence de maladies virales, etc.). ont été mentionnés), mais pour l'instant aucune explication appropriée n'a été trouvée. La seule exception est la Station Crétacée. Pour expliquer ce dernier, plusieurs hypothèses ont été formulées, mais ces dernières années, la théorie est imposée qu'une météorite provenant de l'espace extérieur a frappé la Terre.

Après chacun de ces stimuli, la diversité s'est rétablie ou, dans certains cas, elle est devenue plus grande que dans la période précédente, mais elle a dû passer plusieurs millions d'années. Après l'Estonien final de l'Ordobcic, par exemple, ils ont dû passer 25 millions d'années; après la fin du Debonien, 30 millions d'années; le stimulus final du Triasique, qui s'est produit avant que l'influence de l'Estonien final du Permien, ont forcé 100 millions d'années pour récupérer la biodiversité perdue dans les deux stades et 20 millions d'années pour revenir au niveau précédent.

Le registre fossile indique que les trilobites étaient très communs dans le Paléozoïque, mais à la fin du Permien, il y a 250 millions d'années, ils ont disparu.

J. Larrañaga

Cependant, la récupération de la diversité ne signifie pas que la vie de la planète redevienne la même que la précédente. Normalement, après les apparitions massives, certains types d'animaux qui jusqu'alors étaient communs disparurent complètement et les niches abandonnées furent occupées par d'autres espèces ou groupes qui n'existaient pas jusqu'alors, étaient très rares ou habitaient dans d'autres habitats. C'est-à-dire qu'après les stimuli le nombre d'espèces a augmenté, mais les nouvelles espèces ou groupes créés n'ont pas beaucoup à voir avec celles disparues et ont souvent été d'origine très différente.

L'exemple le plus connu de ce phénomène connu sous le nom de rayonnement adaptatif est celui qui est survenu après la disparition des dinosaures: Les mammifères apparurent à la fin du Triassique, plus ou moins à côté des dinosaures, mais même le Tertiaire n'étaient que de petits et rares animaux vivant dans l'ombre des dinosaures, car les reptiles étaient les animaux qui dominaient la plupart des niches terrestres (et beaucoup d'entre eux aquatiques). Lorsque les dinosaures ont disparu, les choses sont devenues très différentes. Jusque-là, les niches pleines de dinosaures furent libérées et les mammifères évoluèrent et profitèrent des possibilités offertes par ces niches. Ainsi, les mammifères se multiplièrent énormément et se diversifièrent jusqu'aux niveaux actuels.

Les plantes ont également subi les apparitions, mais elles ont été données à d'autres moments de l'histoire évolutive et n'ont pas été si nombreuses. Cependant, comme pour les animaux, on observe une diminution de la végétation prédominante pendant plusieurs années dans l'histoire évolutive et son remplacement par un autre type de plantes, avec une augmentation progressive de la diversité générale (voir figure 1).

L'être humain comme agent saisonnier; influence humaine dans les stations du Pléistocène à l'actualité

À la fin du Pléistocène, de nombreuses espèces disparurent. À cette époque (à la fin de la dernière glaciation), le climat était tempéré, de sorte que les masses de glace étaient en recul et en même temps que les grandes zones gelées étaient exposées, la végétation changeait. Pour tout cela, il a été considéré que les saisons du Pléistocène étaient dues à ces changements climatiques et écologiques et que les espèces disparues étaient des espèces de climat froid qui ne pouvaient pas supporter les nouvelles conditions générées dans un climat tempéré.

Les mammifères apparurent à la fin du Triassique, plus ou moins avec les dinosaures, mais durant le Tertiaire ils vécurent dans l'ombre des dinosaures. Après la disparition des dinosaures, les mammifères se multiplièrent énormément et se diversifièrent jusqu'aux niveaux actuels.

J. Larrañaga

Ces dernières années, cette approche a été mise en doute et on a commencé à répandre que la pression cinégétique exercée par l'homme avait beaucoup à voir. Pour comprendre le pourquoi de ce changement d'opinion, il suffit de voir ce qui s'est passé en Amérique du Nord à la fin du Pléistocène.

À cette époque, l'Amérique du Nord abritait de nombreux mammifères et grands oiseaux, dont des chevaux, des bisons, des chameaux, des antilopes, des mammouths, des lions, des loups, des nagas, des tapirs, des oiseaux géants du genre Teratornis et des canards incapables de voler. Il y a 12.000 ou 11.000 ans, les premiers indiens sont arrivés sur le continent américain, dont beaucoup (73% des genres de mammifères et de grands oiseaux) ont disparu. Le fait que ces stimuli se produisent avec l'arrivée des Indiens en Amérique et que des restes de beaucoup de ces animaux apparaissent avec des restes humains fait penser que la principale cause des stimuli, ou au moins une de leurs causes, a été la chasse.

Quelque chose de semblable est arrivé dans les îles du Pacifique. Beaucoup de ces îles, comme Fidji, Tonga, Samoa, Hawaii et Nouvelle-Zélande, ont trouvé des restes de nombreux oiseaux disparus. Après l'analyse de ces pistes, on pense que la plupart des oiseaux ont disparu il y a 8.000 ans, lorsque les polynésies ont colonisé ces îles. L'une des dernières îles colonisées par les Polynésiens était l'île de Pâques. A votre arrivée, h. C. En 300 ans, l'île abritait de nombreuses espèces de poissons, tortues et oiseaux. Beaucoup d'entre eux devinrent source de nourriture des colonisateurs et disparurent par surexploitation. Après, probablement à cause de la disparition de leur principale source de nourriture, les précurseurs des polynésies ont également disparu de l'île de Pâques.

Tout cela fait penser que le phénomène était général et que l'homme préhistorique, comme il s'est répandu dans le monde, a provoqué la disparition de nombreuses espèces.

Figure . La diversité générale des plantes vasculaires terrestres a augmenté depuis Siluriarra, mais si nous analysons chaque groupe individuellement, on observe une évolution différente. Les premières plantes vasculaires apparurent en Siluriarra et dans la première moitié du Dévonien. Plus tard, dans la seconde moitié du Dévonien et dans le Carbonifère apparurent les ptéraphytes (garos) et à la fin du Dévonien les premières plantes à graines (Gimnospermas). Enfin, dans le Crétacé et le Tertiaire apparurent les angiospermes (plantes à fleurs). Le registre fossile indique que chaque fois qu'un nouveau groupe de plantes est apparu, les plantes les plus récentes ont remplacé les plus anciennes et la diversité de ces dernières a diminué.

Situation actuelle. Sommes-nous devant un nouveau stimulus massif ?

Dans les temps préhistoriques, ils ne furent que le premier maillon d'une longue chaîne sans moyen de mettre fin aux destructions humaines. Depuis le Pléistocène, la population humaine a grandi sans cesse et, par là, notre capacité de destruction de la nature.

Les grenouilles ne sont pas exemptes de prédation humaine. Bien qu'protégé, il capture abondante grenouille rouge (grenouille temporaire) pour manger ses pattes. Cela peut mettre l'espèce en danger dans de nombreux endroits d'Euskal Herria. (J. Larrañaga)

Si nous calculons la vitesse à laquelle les espèces disparaissent actuellement et comparons ces données à celles d'autres stimulus massifs, nous pouvons penser que nous pourrions être au seuil du plus grand stimulus massif de l'histoire par le massacre que nous produisons.

À l'époque de l'extinction des dinosaures (et d'autres espèces marines et terrestres), le taux d'estonien correspondait tous les mille ans à une espèce. Au cours des 50 000 dernières années, l'expansion mondiale de l'homme a grandement accéléré le taux de stationnements. Entre 1600 et 1900, au moins 75 espèces ont disparu (une tous les quatre ans). Le taux de ce siècle appartient à une espèce annuelle et, à partir de 1960, chaque année disparaît 1000 espèces. De plus, il y a des auteurs qui croient qu'à la fin de ce siècle, un million d'espèces disparaîtront (soit 40.000 espèces chaque année) et qu'il y a des calculs plus pessimistes.

Causes des saisons actuelles

Pour éviter l'extinction d'autres espèces et maintenir la diversité au moins aux niveaux actuels, il est indispensable de bien connaître les causes des extinctions.

La principale cause est la fragmentation, la dégradation et la disparition des habitats. Aujourd'hui, la plupart des systèmes naturels disparaissent en raison des activités humaines. Un cinquième des forêts du Brésil, par exemple, ont disparu ; on s'attend à ce que les dernières forêts de Thaïlande disparaissent en moins de 10 ans ; au cours des 40 dernières années, la moitié des forêts luxuriantes de la Grande-Bretagne a disparu ; au Bangladesh, les mangroves couvrent 12 % de la ancienne et on s'attend à ce que, en 2000, on perde 18% des terres cultivées. Au contraire, la surexploitation provoque l'expansion des déserts.

La situation des insectes est aussi préoccupante que celle de tout autre groupe animal. 17% des insectes anglais sont considérés comme menacés ou menacés. Dans le cas de l'Allemagne de l'Est, les espèces présentes représentent 34% du total.

J. Larrañaga

Article précédent (Elhuyar. Science et Technique; au numéro 105) nous mentionnons que lorsque les habitats se fragmentent et sont isolés les uns des autres, ils deviennent des «îles continentales» et de nombreuses espèces disparaissent. C'est le cas de la région panaméenne appelée Barro Colorado. En 1914, après la fin du canal de Panama, les eaux du lac Gatun entourèrent cette région et en firent une île. Depuis lors jusqu'en 1981, 50 des 237 espèces d'oiseaux de boue Colorado (20%) ont disparu.

La situation ailleurs dans le monde est aussi grave que celle du Panama. En Israël, par exemple, le dessèchement des régions humides et la destruction du maquis méditerranéen, entre 1936 et 1976, ont provoqué la disparition de 26 espèces végétales (1% des plantes vasculaires israéliennes). 90% des plantes de Madagascar sont endémiques, c'est-à-dire qu'elles y poussent seulement. La faune est aussi très particulière et en plus des lémuriens, il y a un grand nombre d'espèces endémiques, probablement beaucoup d'espèces que nous ne connaissons pas encore.

Cependant, toute cette richesse n'est pas dans une situation très sûre. Madagascar a 10 millions de personnes et chaque année 150.000 hectares de forêts sont libérés pour répondre aux besoins de cette foule. En outre, en raison de la croissance démographique (3% par an), on pourrait s'attendre à une augmentation de la superficie forestière déboisée dans les années à venir. Quatre cinquièmes de la forêt ont disparu et de nombreuses espèces ont disparu.

La deuxième cause principale est la chasse. Comme nous l'avons vu, on croit que certaines espèces du Pléistocène avaient disparu en raison de la prédation humaine. Plus tard, déjà dans les temps historiques, l'homme a chassé et éteint d'autres animaux. Les cas de doda ou de pigeon migratoire, même très différents, sont des exemples représentatifs.

Dodoa ( Raphus cucullatus ) était un grand et grand oiseau qui vivait exclusivement sur l'île de Maurice. Très maladroit, lorsque les marins néerlandais affamés sont arrivés sur l'île, il est devenu la proie préférée et plus facile et a disparu en quelques années, dernier dodo XVII. Il est décédé à la fin du XXe siècle.

Le cas de la colombe migratoire ( Ectopistes migratorius ) est très différent. Contrairement au dodo, la colombe ne résidait pas sur une île, mais en Amérique du Nord, elle était très abondante et en automne elle formait de grands groupes (on a estimé qu'une seule variété de colombes avait 2 milliards d'exemplaires) et migrait vers le sud des États-Unis ou vers le Mexique. Pendant la migration, elle fut l'une des principales pièces de chasse nord-américaine et, malgré son abondance, probablement la plus abondante du continent, elle ne put supporter la pression cinégétique. La dernière grande marche, composée de 250.000 exemplaires, a été vue en 1896 et on pense qu'elle avait échappé moins de 10.000 exemplaires. Le dernier exemplaire sauvage fut capturé en 1900 et son dernier exemplaire mourut en 1914.

Un des plus grands risques actuels est la fragmentation des systèmes naturels et leur transformation en « île ». Le modèle de gestion qui consiste à protéger quelques espaces et à exploiter le reste à votre goût ne garantit pas que la diversité peut être maintenue à long terme.

J.Larrañaga

Actuellement, le principal risque de certaines espèces reste le prédateur humain, légal ou non. Une autre des principales causes biologiques des saisons est l'invasion des espèces étrangères ou alloctonaises. L'être humain, intentionnellement ou involontairement, a introduit dans les nouvelles régions où ces espèces n'existaient pas, des espèces étrangères comme les cholarres, rats, cannes, lapins, renards, chats, chèvres, rongeurs et poissons. Ces espèces sont souvent devenues des concurrents ou des prédateurs des autochtones et ont été détruites. Il est évident, par exemple, l'influence des rats. Ces animaux sont arrivés dans presque tous les coins du monde et de nombreuses îles colonisées ont disparu. Ce phénomène a été donné surtout sur les îles, mais il y a aussi des cas sur les continents.

Dans d'autres cas, les espèces aloctoniques ont causé de nouvelles maladies qui ont provoqué la disparition des espèces autochtones. La diminution de la diversité des oiseaux à Hawaï depuis 1850 (85% des espèces endémiques ont disparu ou ont beaucoup diminué) est due, par exemple, à la maladie dispersée par le moustique Culex quinquefasciata qui est arrivé à Hawaï en 1826.

La pollution et d'autres changements environnementaux sont également l'une des causes connues des saisons. Substances toxiques qui se versent à l’air, à l’eau ou au sol, nutriments qui eutrophent lacs, rivières et mers, etc. ont une grande influence sur la biodiversité. Un des cas les plus connus est celui de la pluie acide. Ces pluies augmentent l'acidité des lacs et des rivières, causant d'énormes dommages aux habitants. Il suffit de baisser le pH 6 des eaux pour que disparaissent les crabes de ces eaux, quand le pH 5 abaisse la plupart des poissons disparaissent et quand le pH est de 4 seulement peuvent vivre les anguilles. Actuellement, près de 10.000 lacs suédois ne survivent guère en raison de la pluie acide.

Figure . La biodiversité a augmenté au fil du temps, mais cette augmentation n'a pas été continue mais entrecoupée avec les périodes de déclin de la diversité. Le graphique montre l'évolution de la diversité des animaux marins, indiquant avec les flèches les périodes d'apparition massive.

La société face au défi de maintenir la diversité

Face à tous ces problèmes, nous avons déjà commencé à réaliser la nécessité de maintenir la diversité. Pour ce faire, de nombreuses nouvelles actions ont été lancées ces dernières années et un débat social sans précédent s'est développé autour de la biodiversité. Les biologistes n'ont pas non plus renoncé à ce défi et aujourd'hui on parle déjà de la biologie de la conservation.

Les champignons de l'Europe occidentale semblent être au seuil d'un étirage massif. Selon les données recueillies en Allemagne, en Autriche et aux Pays-Bas, ces 60 dernières années, 40 à 50 % des champignons ont disparu. La cause est considérée comme la pollution atmosphérique.

J.Larrañaga

Cependant, cela ne garantit pas le succès. Nous ne connaissons pas encore toutes les espèces végétales et animales de la planète et beaucoup d'entre elles disparaîtront bientôt. Les experts doivent souvent travailler avec des populations composées d'un nombre réduit d'exemplaires et nous ne savons pas encore très bien dans quels domaines les forces doivent être concentrées : la conservation des habitats ou des espèces. Face à la gravité des problèmes, les scientifiques et les techniciens sont obligés d'improviser, dans la conviction que tout est mieux que ne rien faire et, en outre, le désir de conservation se trouve encore avec la méconnaissance des différents secteurs de la société ou avec de graves problèmes socio-économiques.

Aujourd'hui, nous savons parfaitement que beaucoup de créatures de la planète disparaissent, mais nous ne connaissons pas les dommages que cela peut entraîner. Nous savons que la vie sur Terre a la capacité de récupérer de telles situations, mais pour cela il faut passer des millions d'années. Avant de remettre la Terre dans ce genre de transe, n'allons-nous rien faire ?