Les fossiles marins sont une référence fiable pour la dégradation et l’effondrement des écosystèmes

Selon une nouvelle étude publiée dans la revue PeerJ, un analogue fidèle des écosystèmes marins modernes se trouve juste sous la surface. S’appuyant sur plus de 20 ans de paléobiologie de la conservation, les résultats suggèrent que les fossiles de divers groupes marins – y compris les vers, les mollusques, les crabes et les oursins – sont préservés proportionnellement à leur diversité.

« Cela a été un sujet en paléontologie pendant des décennies », a déclaré le co-auteur de l’étude, Michal Kowalewski, titulaire de la chaire de paléontologie des invertébrés du Florida Museum Thompson. « Les gens ont examiné les écosystèmes modernes dans une variété d’habitats pour voir à quel point les archives fossiles reflètent ce qui y vit. Mais la plupart des études précédentes ont examiné la façon dont les espèces sont enregistrées au sein d’un groupe spécifique. Nous voulions savoir comment les groupes sont enregistrés dans l’ensemble. système. »

Les fossiles sont un enregistrement partiel et imparfait du passé de la Terre. Les organismes constitués principalement de tissus mous sont moins susceptibles d’être préservés que ceux dont les parties dures et durables résistent à la décomposition, comme les os et les coquilles. Les parties dures ont également des degrés d’épaisseur et de résistance variables, en fonction de l’organisme dont elles proviennent et de leur stade de développement. Ces variations affectent la probabilité qu’elles soient préservées.

Pour contourner ce problème, les chercheurs ont utilisé les mollusques comme indicateur de la santé globale des écosystèmes. Les mollusques sont particulièrement bien représentés dans les archives fossiles, et des recherches antérieures montrent qu’ils sont de fidèles indicateurs de la diversité passée. À l’aide de fossiles et de documents historiques, des chercheurs européens ont récemment démontré que la biodiversité des mollusques indigènes de la Méditerranée orientale s’est presque entièrement effondrée en raison du réchauffement climatique. Cette découverte signifie probablement que d’autres groupes marins de la région approchent de seuils similaires.

Comme un médecin prenant les signes vitaux d’un patient, les scientifiques peuvent utiliser des mollusques fossiles pour déduire de manière générale la santé et la stabilité d’un environnement. Mais pour distinguer les tendances au sein des déclins de population, des aires de répartition changeantes et de l’introduction d’espèces envahissantes, un bilan complet est nécessaire.

« La plupart de ce que nous savons, en termes de biais dans les archives fossiles, est basé sur les mollusques », a déclaré l’auteur principal Carrie Tyler, professeur adjoint à l’Université du Nevada à Las Vegas. « Nous avons conçu notre étude pour déterminer si ces biais sont cohérents lorsque vous incluez de nombreux types d’organismes, pas seulement des mollusques. Que se passe-t-il lorsque vous avez des vers et des oursins et tous les autres groupes dans un écosystème marin ? »

Avant d’arriver à cette conclusion, Tyler et Kowalewski ont d’abord dû trouver un écosystème marin approprié dans lequel comparer les organismes vivants et fossiles et étudier les écarts entre les communautés passées et présentes.

Les auteurs se sont installés sur un environnement relativement inchangé au large des côtes de la Caroline du Nord qui contenait à la fois des animaux vivants et des restes de squelettes morts. Là, ils ont collecté des échantillons de 52 localités le long de transects qui s’étendaient des eaux côtières proches du rivage jusqu’à la mer.

« Nous avons choisi ce système car il comprenait un éventail d’habitats le long d’un gradient onshore-offshore, de l’estuaire au plateau ouvert », a déclaré Kowalewski. Chacun des habitats abrite des communautés spécialisées, ce qui a permis à Tyler et Kowalewski de tester le potentiel de préservation d’une multitude d’organismes et de conditions environnementales disparates.

En deux ans, ils ont dénombré plus de 60 000 spécimens vivants et morts représentant des centaines d’invertébrés marins. Comme prévu, les coquilles épaisses des mollusques ont entraîné une surabondance de leurs restes dans les archives fossiles par rapport aux autres groupes. Cependant, les fragments de coraux morts, de dollars de sable, de vers tubicoles et d’autres non-mollusques étaient largement représentés au même niveau d’abondance et de diversité que leurs homologues vivants.

Les groupes avec peu de diversité existante dans la région, tels que les étoiles de mer et les brachiopodes, n’ont pas été récupérés des archives fossiles en partie à cause de leur faible nombre. Dans de nombreux cas, les habitats passés et présents étaient également dominés par différentes espèces – un type de crabe ermite commun aujourd’hui n’apparaissait pas dans les archives fossiles, par exemple. Mais le nombre total d’espèces dans différents groupes est resté constant.

La plupart des écosystèmes marins manquent d’un inventaire complet des espèces qui les habitent, et la liste existante diminue à mesure que certaines espèces diminuent en abondance et que d’autres succombent à l’extinction. Mais si d’autres écosystèmes marins sont archivés avec la même fidélité que ceux de la Caroline du Nord, les chercheurs disposeront d’une nouvelle référence pour évaluer la viabilité à long terme des communautés qu’ils soutiennent.

« Nous pouvons utiliser l’ensemble de l’assemblage fossile comme une image du passé pour un lieu particulier malgré les différences de préservation entre les animaux. En le comparant à la communauté vivante, nous pouvons voir à quel point un écosystème a changé et décider des meilleures stratégies de conservation basées sur sur ces changements », a déclaré Tyler.