Une extinction mondiale au Cambrien, puis un retour à la vie
Il y a un peu plus d’un demi-milliard d’années, la Terre a été frappée par un épisode d’extinction massive à l’échelle planétaire, interrompant brutalement l’explosion cambrienne de la vie.
Ce qui s’est déroulé juste après cet événement est longtemps resté largement inconnu - jusqu’à aujourd’hui.
La biote de Huayuan : un écosystème en reconstruction figé dans le temps
Dans le Hunan, au sud de la Chine, un site fossilifère récemment mis au jour a conservé avec une finesse exceptionnelle un écosystème en phase de rétablissement, jusque dans les tissus mous et des structures internes. Près de 60 percent des espèces identifiées y étaient jusqu’ici inconnues de la science.
Baptisé biote de Huayuan, cet ensemble regroupe 153 espèces animales appartenant à 16 grands groupes, soit 8,681 spécimens fossiles extraits d’un seul et même site. Le tout date d’environ 512 millions d’années, dans l’immédiat prolongement de l’extinction de Sinsk survenue vers 513.5 millions d’années.
La diversité observée et la qualité de conservation rivalisent avec les célèbres Schistes de Burgess au Canada.
Une Lagerstätte de type Schistes de Burgess (BST), rareté absolue
La fossilisation peut emprunter de multiples voies, mais la biote de Huayuan relève d’un cas vraiment exceptionnel. Elle appartient au cercle restreint des gisements dits Lagerstätten, des niveaux fossilifères connus à la fois pour leur richesse et leur conservation hors norme.
Et il ne s’agit pas de n’importe quelle Lagerstätte : une équipe dirigée par le paléontologue Maoyan Zhu (Académie chinoise des sciences) classe la biote de Huayuan parmi les Lagerstätten de type Schistes de Burgess (BST) - la catégorie la plus rare et la plus prestigieuse, où la préservation d’animaux à corps mou et de tissus internes délicats constitue la règle plutôt que l’exception.
Période cambrienne, explosion cambrienne et extinction de Sinsk : replacer Huayuan dans le contexte
La période cambrienne, qui s’étend approximativement de 540 à 485 millions d’années, a marqué une phase de bouleversements majeurs sur notre planète. C’est alors qu’a eu lieu la première grande diversification du monde animal : l’explosion cambrienne. Mais cet élan a été écourté peu après par l’événement d’extinction de Sinsk, possiblement déclenché par une activité tectonique.
Grâce à quelques Lagerstätten BST situées autour de cet épisode, les paléontologues ont pu reconstituer une partie de ses impacts sur la vie marine. Les Schistes de Burgess dans les Rocheuses canadiennes datent d’environ 508 millions d’années ; en Chine, la biote de Qingjiang et la biote de Chengjiang remontent toutes deux à environ 518 millions d’années.
Ces sites ont permis d’établir que, même si de nombreuses espèces des eaux peu profondes ont disparu lors de l’extinction de Sinsk, la vie a réussi à rebondir en quelques millions d’années.
Une fenêtre directe sur l’« après » : refuges en eaux plus profondes
Datée d’environ 513 millions d’années, la biote de Huayuan offre une vue directe sur la période immédiatement postérieure à l’extinction. Elle indique qu’au moins certains milieux - en particulier les eaux plus profondes - ont pu jouer le rôle de refuges.
Les fossiles décrivent un milieu marin riche, varié, où coexistent prédateurs et proies. La conservation ne se limite pas aux silhouettes et aux textures externes : dans de nombreux cas, des organes internes et des tissus mous sont préservés avec une précision remarquable, incluant des systèmes nerveux et même des structures cellulaires.
Parmi les éléments conservés figurent aussi des diverticules intestinaux et des neuropiles optiques, offrant des aperçus très rares des systèmes digestifs anciens et des tissus nerveux. Ce gisement devrait alimenter les recherches pendant de nombreuses années.
La biote comprend des arthropodes tels que des trilobites et des radiodontes superprédateurs, ainsi que des invertébrés comme des éponges, des cténaires et des anémones de mer. Point particulièrement notable : nombre de ces animaux semblent avoir été conservés sur place, là où ils vivaient, plutôt que transportés depuis un autre environnement.
Cette caractéristique permet aux chercheurs de déduire des aspects du comportement ; par exemple, plusieurs vetulicoliens ont été retrouvés en groupes, ce qui suggère qu’ils formaient des bancs de leur vivant.
La plus ancienne tunicière pélagique connue et des écosystèmes étonnamment « modernes »
La découverte la plus inattendue concerne probablement la plus ancienne tunicière pélagique connue à ce jour, au sein d’un groupe de filtreurs qui joue aujourd’hui un rôle majeur dans le cycle océanique du carbone.
La présence de tuniciers nageurs dans la biote indique que des écosystèmes océaniques d’un style étonnamment moderne commençaient déjà à se mettre en place peu après l’extinction de Sinsk.
Des ressemblances frappantes avec les Schistes de Burgess
Autre point marquant : les chercheurs ont comparé leur biote à d’autres Lagerstätten cambriennes. Ils concluent que la biote de Huayuan présente des similitudes très nettes avec le site fossilifère des Schistes de Burgess.
Plusieurs animaux emblématiques, longtemps considérés comme exclusifs aux Schistes de Burgess - tels que Helmetia et Surusicaris - apparaissent également dans l’assemblage de Huayuan, alors même que les deux sites sont séparés par des milliers de kilomètres et par des millions d’années.
Il s’agit d’une découverte d’une ampleur remarquable, appelée à devenir déterminante pour comprendre la Terre au Cambrien.
"« L’extraordinaire biodiversité de la biote de Huayuan offre une fenêtre unique sur l’événement de Sinsk en révélant le rétablissement post-extinction ou la radiation dans l’environnement de la plate-forme externe », écrivent les chercheurs."
"« Elle indique que l’environnement d’eaux profondes a pu jouer un rôle crucial dans la structuration de la diversification et de la répartition mondiales des animaux marins depuis le Cambrien précoce. »"
Les résultats ont été publiés dans Nature.
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