Global perspectives on the terrestrialization process (TERRES)

Programme : ANR
Durée : 2011 - 2015

Mots clés

Biodiversité, évolution, Paléozoïque, paléobotanique, paléoenvironnements, paléoclimats, géochimie

Résumé

Le processus d'installation d'écosystèmes complexes sur les continents (“terrestrialisation”: Ordovicien-Dévonien), est l'un des principaux événements de l’évolution de la vie sur Terre. Le développement d’une couverture végétale sur des terres auparavant arides a eu un impact significatif sur les cycles géochimiques globaux et sur les processus géologiques d’érosion et de transport de sédiments. Ce développement a également joué un rôle majeur dans l’émergence de nouveaux groupes d’animaux, tels que les arthropodes, groupe dominant les écosystèmes par leur diversité et les tétrapodes, ces derniers comptant aujourd’hui 24.000 espèces, dont la nôtre. L’évolution des plantes primitives est également liée à une dramatique diminution de la concentration en CO2 atmosphérique, témoignant d’une perturbation considérable du cycle global du carbone : après une période prolongée de conditions climatiques dites de « greenhouse », l'invasion des continents par les plantes terrestres semble avoir un lien causal avec le début de la glaciation fini-dévonienne. Enfin, les bioévénements enregistrés dans le domaine terrestre sont fortement corrélés avec les extinctions de masse et les radiations évolutives décrites dans le domaine marin. Ce projet de recherche a pour but de fournir une meilleure compréhension des mécanismes et des conséquences paléoenvironnementales de l’évolution des écosystèmes terrestres grâce à une méthodologie originale qui allie des analyses pluridisciplinaires (paléobiologiques et biogéochimiques) à des analyses géochimiques détaillées des sédiments qui les renferment. Les spores microscopiques, seuls témoins directs des plantes terrestres primitives, se retrouvent en abondance dans de nombreux types de sédiments. Dans les roches sédimentaires marines, elles sont souvent associés avec les acritarches, restes de microphytoplancton océanique et principaux producteurs primaires à la base du réseau trophique du Paléozoïque. Ainsi, leur étude permettra de corréler de façon directe les bioévénements de la flore terrestre et du plancton océanique, et de retracer les premières étapes évolutives des plantes, leurs voies de biodiversification et leurs mécanismes de diffusion sur les continents.Les acritarches incluent probablement aussi les formes de transition entre les algues aquatiques et les premières microplantes terrestres. Ces analyses sont complétées par l'étude paléobiologique de macrorestes végétaux d'âge Dévonien, sources uniques d'investigation de l'évolution des phénotypes et de leur complexité et de leurs voie d’exploitation de l’environnement. L’origine des tétrapodes, considérés comme composants de l’assemblage faunique aquatique du Dévonien supérieur, est sans doute liée à l’encombrement par les macroplantes des réseaux fluviatiles et continentaux marginaux. Des analyses biogéochimiques de la paroi organique des microfossiles d'origine terrestre et marine, établiront les variations de leur composition en carbone isotopique qui seront utilisées pour calculer la concentration atmosphérique du CO2 et modéliser le cycle du carbone. L’intégration de ces différentes bases de données (paléobiologiques, géochimiques et sédimentologiques) dans des modèles climatiques et des cycles biogéochimiques globaux, permettra de mieux comprendre le processus de terrestrialisation et les changements globaux associés.

Collaborations

  • CNRS, Lille
  • Aramco Saudi Arabia
  • Muséum National d'Histoire Naturelle (MNHN)
  • Université Lille1
  • CNRS, Toulouse