Bodenblog

19 janvier 2017 - Divers

Jurassic Plant

La paléobotanique (du grec paleon = ancien et botanikos = relatif aux herbes) est une branche de la paléontologie. Elle permet de retracer, grâce à l’étude des fossiles de végétaux, les grandes étapes de l’histoire évolutive des végétaux. La paléobotanique permet aussi de reconstituer des environnements anciens, les climats anciens ou encore les paléopaysages. Elle est fondée sur l’analyse des structures végétales qui peuvent subir la fossilisation : feuilles, bois, écorces, pollens, fruits…

Les plantes fossiles sont conservées sous forme d’empreintes et de compressions ou de structures perminéralisées, telles que les bois silicifiés. De nombreux types de roches et de sédiments peuvent contenir des fossiles végétaux.

La plupart des végétaux fossiles ont été conservés grâce à la lignine, la plus abondante des substances organiques créées par la vie. Les nombreux végétaux vasculaires fossiles connus datent de plus de 450 millions d’années.

Toutefois, les premières traces de vie végétale remontent au Précambrien inférieur, époque encore plus reculée : les organismes signalés par Pflug en 1966 dans les quartzites d’Isua (sud-ouest du Groenland) remontent à plus de 3 milliards d’années. L’évolution des plantes s’étale ainsi sur une énorme durée. On conçoit alors que l’étude limitée aux espèces vivantes ne concerne qu’une infime portion du règne végétal placée aux extrémités de phylums ayant résisté aux agressions sélectives des milieux successifs. Cette partie est insuffisante pour donner une image valable et cohérente de la phylogénie des plantes. Il faut nécessairement avoir recours aux végétaux fossiles. Ceux-ci, souvent très fragmentaires, peuvent être étudiés sous des aspects différents : morphologiques, chimiques, écologiques, stratigraphiques, géographiques, climatologiques, systématiques, etc.

La paléobotanique est donc liée à plusieurs spécialités relevant de la biologie végétale et des sciences de la Terre.

Le début de la vie

Les premiers organismes qui apparaissent sur Terre ressemblent aux bactéries. Ils se nourrissent de molécules organiques et de molécules formées par la combinaison de gaz carbonique, d’eau et d’azote accumulés depuis la formation des océans. L’évolution des plantes, organismes capables de synthétiser leur nourriture à partir de la lumière du soleil et de molécules inorganiques, est essentielle à leur survie. Les premières traces de vie sur Terre sont des stromatolithes (des monticules formés de couches de sédiments bioconstruits par des communautés de cyanobactéries) vieux de 3,5 milliards d’années qui ont été trouvés dans l’Ouest de l’Australie, en Afrique du Sud et au Canada.

Sur les rives du lac Supérieur on a trouvé des stromatolithes ainsi que les organismes microscopiques qui vivaient sur eux il y a 1,9 milliard d’années, conservés dans de la silice. Ces organismes ressemblent beaucoup aux Cyanobactéries actuelles. Leur description par E. S. Barghoorn et S.A. Tyler en 1965 surprend les géologues et les biologistes de l’époque car ils constituent la première preuve indiscutable que la vie existait il y a si longtemps et stimulent la recherche de fossiles précambriens (plus vieux que 542 millions d’années) partout dans le monde.

Les premières plantes

L’invasion du milieu terrestre par les plantes depuis le milieu aquatique se produit au cours du Silurien supérieur (il y a 444 à 419 millions d’années). Les ancêtres des plantes terrestres doivent développer des mécanismes de conservation de l’eau pour survivre hors de celle-ci : une cuticule ou revêtement cireux étanche, des racines ou autres organes souterrains d’absorption de l’eau, un système de conduits pour le transport de l’eau et des organes reproducteurs étanches. La vie étant ainsi devenue possible sur la terre ferme, un habitat vaste et nouveau s’offre à toute espèce d’algue qui peut franchir la frontière eau-terre. Plusieurs groupes essaient probablement de s’adapter, mais seuls deux groupes, qui descendent des algues vertes, y parviennent : les bryophytes (mousses et hépatiques) et les plantes vasculaires (pourvues de tissus fibreux servant de support et permettant la circulation de l’eau).

Les plantes vasculaires sont les plantes terrestres dominantes pendant plus de 400 millions d’années. Elles évoluent constamment en raison des changements climatiques et environnementaux. Les plus anciennes plantes vasculaires, les Rhyniophytes, sont petites, nues, avec des ramifications rudimentaires, sans racines et sans feuilles. Elles donnent naissance à deux groupes qui s’épanouissent au début du Dévonien (il y a environ 419 à 393 millions d’années) : les Zostérophylles, habituellement couverts d’épines molles et les Trimérophytes, qui sont souvent pourvus d’une ramification complexe et d’un port arbustif.

Leur évolution

L’ère des Conifères et des Cycadophytes, parallèlement à l’ère des dinosaures, dure plus de 100 millions d’années. Les forêts triasiques de Conifères, de Cycadophytes, de Cycadéoïdes, de fougères et de Ptéridospermées sont conservées dans les roches carbonifères. Lorsque les niveaux marins montent et que le taux d’humidité augmente durant le Jurassique (environ 201 à 145 millions d’années) et le Crétacé (145 à 66 millions d’années), ces plantes se répartissent dans les habitats disponibles.

Les premières Angiospermes (plantes à fleurs) ont des avantages sur les groupes contemporains (p. ex. cycle reproducteur rapide) qui en font des plantes très efficaces et de « mauvaises herbes » très bien adaptées à croître rapidement en envahissant le milieu. Ces adaptations, comme celles des fleurs qui attirent les Insectes pollinisateurs, se révèlent précieuses dans différents habitats. L’interaction entre les plantes à fleurs et les insectes permet une incroyable diversification de ces deux groupes.

À la fin du Crétacé, le climat se rafraîchit, les mers intérieures se retirent et les dinosaures disparaissent. On trouve également, entre les dépôts du Crétacé et du Paléogène, des preuves de l’extinction de plantes terrestres. Au cours de cette période d’extinction massive, la Terre est frappée par une météorite géante. Dans le Sud de la Saskatchewan, des débris de l’impact sont conservés dans les sédiments, entre les couches limitant le Crétacé et le Tertiaire, sous la forme d’argile pâle riche en éléments rares sur la Terre tels que l’iridium.

La flore « moderne »

Au début du Paléogène (66 à 56 millions d’années), la Terre entre dans l’ère des Mammifères. Parallèlement à la multiplication de ces derniers a lieu celle de la flore « moderne », constituée majoritairement de plantes à fleurs. Au milieu de la période paléogène (56 à 34 millions d’années), il se produit un bref réchauffement climatique qui coïncide avec une diversification rapide des plantes à fleurs. Les fossiles de cette époque révèlent un nombre croissant de familles de plantes modernes et des espèces aujourd’hui éteintes de bouleaux, d’érables, de hêtres, de saules, de marronniers, de pins et de sapins.

La dernière avancée glaciaire se termine il y a environ 10 000 ans. Le refroidissement et la glaciation planétaires éliminent les anciennes forêts nordiques. Plusieurs plantes trouvent refuge dans le Sud-Est de l’Amérique du Nord et en Chine, où leurs descendantes vivent encore. Les flores de ces deux régions se ressemblent encore même aujourd’hui. La majorité des plantes actuelles sont des immigrantes récentes de régions qui n’ont pas subi la glaciation et ont un aspect très différent de celles des époques précédentes.

Carmen Mora