Les premières plantes terrestres à développer des systèmes racinaires pénétrants, il y a environ 400 millions d’années, pourraient très bien avoir déclenché une série d’extinctions massives dans l’océan.
L’expansion des plantes sur la terre ferme a été un grand moment sur Terre, restructurant complètement la biosphère terrestre. Selon des chercheurs de l’Université de l’Indiana et de l’Université Purdue d’Indianapolis (IUPUI) aux États-Unis et de l’Université de Southampton au Royaume-Uni, les conséquences pour nos océans auraient pu être tout aussi profondes.
Au cours de la période dévonienne, qui s’étendait de 360 millions à 420 millions d’années, l’environnement marin a connu de nombreux événements d’extinction de masse. Un événement particulièrement destructeur vers la fin de cette période a entraîné l’extinction de près de 60% de tous les genres dans l’océan.
Certains scientifiques pensent que les arbres sont à l’origine de ces pertes.
Au fur et à mesure que la vie végétale s’éloignait des sources d’eau, elle creusait de plus en plus profondément pour trouver de nouvelles sources de nutriments. À un moment donné, leurs racines auraient commencé à extraire le phosphore des minéraux enfermés sous terre.
Une fois que l’arbre se décompose, ces nutriments contenus dans sa biomasse se dissolvent plus facilement dans les eaux souterraines, qui finissent par se retrouver dans la mer.
Au Dévonien, à mesure que les systèmes racinaires devenaient plus complexes et se déplaçaient plus à l’intérieur des terres, de plus en plus de phosphore aurait été déversé dans l’environnement marin.
Une nouvelle chronologie de ces impulsions nutritives parle de leur destruction. Les données sont basées sur l’analyse chimique de pierres provenant d’anciens lits de lacs et de côtes du Groenland et d’Écosse.
“Notre analyse montre que l’évolution des racines des arbres a probablement inondé les océans passés avec un excès de nutriments, provoquant une croissance massive d’algues”, explique Gabriel Filippelli, spécialiste de la terre à l’IUPUI.
“Ces proliférations d’algues rapides et destructrices auraient épuisé la majeure partie de l’oxygène des océans, déclenchant des événements d’extinction de masse catastrophiques.”
Alors que les scientifiques soupçonnaient auparavant les racines des arbres de jouer un rôle dans les extinctions massives du Dévonien, cette étude est l’une des premières à calculer l’ampleur et le moment de l’apport de phosphore de la terre à l’eau.
D’un site à l’autre, les chercheurs ont trouvé des différences dans la quantité de phosphore présente dans l’environnement du lac, mais dans l’ensemble, la plupart des cas suggèrent qu’il y a eu des changements importants et rapides au cours du Dévonien.
Le fait que l’augmentation des niveaux de phosphore dans l’océan corresponde en grande partie à des événements d’extinction majeurs au cours de cette période suggère que l’augmentation des nutriments a joué un rôle dans la crise.
Les pics d’exportation de phosphore ne coïncidaient pas nécessairement dans le temps ou l’ampleur à chaque site étudié, mais les auteurs disent que c’est à prévoir. La colonisation des terres par les plantes n’était pas un “événement ponctué unique”, expliquent-ils, “mais probablement échelonné géographiquement, culminant à différents moments dans différentes parties de l’Euramérique et d’autres parties de la Terre dévonienne”.
Le phosphore terrestre s’est appauvri à des rythmes variables selon l’endroit, entraînant des événements d’extinction marine qui ont duré plusieurs millions d’années. Bien que les processus précis derrière l’absorption des nutriments, la croissance des plantes et la décomposition varient plus que probablement, une tendance générale semble apparente. Pendant les périodes plus sèches, les chercheurs ont constaté que l’apport de phosphore aux lacs augmentait, ce qui suggère que les racines des arbres pourraient se décomposer s’il n’y a pas assez d’eau disponible, ce qui entraînerait la libération de leurs nutriments.
Aujourd’hui, les arbres ne sont pas aussi destructeurs pour la vie marine qu’ils ne l’étaient lorsqu’ils sont arrivés sur les lieux. Le sol sur terre est maintenant beaucoup plus profond, permettant au phosphore lié aux minéraux de se cacher bien au-delà de la portée des racines pour laisser les molécules organiques contenant du phosphore circuler plus facilement dans l’écosystème.
Cela dit, ce qui se passe aujourd’hui partage des schémas inquiétants avec ce qui s’est passé il y a des centaines de millions d’années.
Au cours du Dévonien, le dioxyde de carbone et l’oxygène atmosphériques ont atteint des niveaux similaires à ceux des dernières années, mais à l’époque, les changements étaient en grande partie dus à la lente progression de la vie végétale, par opposition aux changements rapides dus à l’activité humaine.
La pollution par les engrais et les déchets organiques n’a pas besoin des racines des arbres pour atteindre la mer. Il y est pompé par nous et il déclenche des «zones mortes» de faible teneur en oxygène dans de nombreux environnements marins et lacustres importants.
“Ces nouvelles connaissances sur les résultats catastrophiques des événements naturels dans le monde antique peuvent servir d’avertissement sur les conséquences de conditions similaires résultant de l’activité humaine aujourd’hui”, déclare Fillipelli.
L’étude a été publiée dans le GSA Bulletin.
