Comme notre arche vivante tourne autour du soleil, sa boucle de courant est assez circulaire. Mais l'orbite terrestre n'est pas aussi stable que vous le pensez. Tous les 405 5 ans, l'orbite de notre planète s'étire et devient XNUMX% plus elliptique, puis reprend une trajectoire plus régulière. Ce cycle connu sous le nom de excentricité orbitale, entraîne des changements dans le climat mondial, mais on ne savait pas exactement comment cela affecte la vie sur Terre. Maintenant, de nouvelles preuves suggèrent que les fluctuations de l'orbite terrestre peuvent influencer l'évolution biologique.
Une équipe de scientifiques dirigée par le paléocéanographe Luc Beaufort du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) a trouvé des signes indiquant que l'excentricité orbitale favorise les explosions évolutives de nouvelles espèces, du moins dans le plancton photosynthétique (phytoplancton). Les coccolithophores sont des algues microscopiques alimentées par la lumière du soleil qui forment des plaques de calcaire autour de corps unicellulaires mous. Ces coquilles calcaires, appelées coccolithes, sont extrêmement courantes dans les archives fossiles, apparues pour la première fois il y a environ 215 millions d'années dans le Trias supérieur. Ces dériveurs océaniques sont si abondants qu'ils contribuent énormément au cycle des nutriments de la Terre, de sorte que les forces qui modifient leur présence peuvent affecter les systèmes de notre planète.
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En utilisant la microscopie automatisée avec intelligence artificielle, Beaufort et ses collègues ont mesuré 9 millions de coccolithes sur 2,8 millions d'années d'évolution dans les océans Indien et Pacifique. À l'aide d'échantillons bien datés de roches sédimentaires océaniques, ils ont pu obtenir résolution incroyablement détaillée - environ 2 mille ans. Les chercheurs ont pu utiliser les plages de taille des coccolithes pour estimer le nombre d'espèces, car des études génétiques antérieures avaient confirmé que différentes espèces de coccolithophores de la famille des Noelaerhabdaceae pouvaient être distinguées par la taille des cellules.
Ils ont constaté que la longueur moyenne du coccolith suit un cycle régulier qui correspond au cycle de 405 000 ans de l'excentricité de l'orbite. La plus grande taille moyenne de coccolith est apparue avec un léger retard après l'excentricité maximale. Cela s'est produit indépendamment du fait que la Terre était dans un état glaciaire ou interglaciaire.
"Dans l'océan moderne, la diversité du phytoplancton est la plus élevée sous les tropiques, probablement en raison des températures élevées et des conditions stables, tandis que le renouvellement saisonnier des espèces est le plus élevé aux latitudes moyennes en raison du fort contraste de température saisonnier", expliquent Beaufort et ses collègues dans leur travail.
Ils ont constaté que ce même modèle s'est reproduit sur toutes les grandes échelles de temps qu'ils ont examinées. À mesure que l'orbite de la Terre devient plus elliptique, les saisons autour de son équateur deviennent plus prononcées. Ces diverses conditions ont encouragé les coccolithophores à se diversifier et à produire plus d'espèces. La dernière phase évolutive que l'équipe a découverte a commencé il y a environ 550 XNUMX ans - un événement de rayonnement au cours duquel de nouvelles espèces de Gephyrocapsa sont apparues. Beaufort et ses collègues ont confirmé cette interprétation en utilisant des données génétiques d'espèces existantes. En utilisant les données des deux océans, ils ont également pu faire la distinction entre les événements locaux et mondiaux.
De plus, en calculant le taux d'accumulation de masse dans des échantillons de sédiments, les chercheurs ont découvert l'influence potentielle d'espèces morphologiquement différentes sur le cycle du carbone terrestre, qu'ils peuvent réguler à l'aide de la photosynthèse et de la production de coquilles de calcaire (CaCO3).
À la lumière de ces découvertes et d'autres études à l'appui, Beaufort et ses collègues suggèrent que le décalage entre l'excentricité orbitale et le changement climatique peut suggérer que "les coccolithophores peuvent conduire plutôt que de simplement répondre aux changements du cycle du carbone".
En d'autres termes, ces micro-organismes, ainsi que d'autres phytoplanctons, peuvent contribuer au changement climatique de la Terre en réponse à ces événements orbitaux. Mais des travaux supplémentaires sont nécessaires pour le confirmer.
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