Une découverte importante a été rapportée la semaine dernière dans le même numéro de Science que les nouvelles études sur Ardipithecus et malheureusement éclipsée par la nouvelle de l'hominidé âgé de 4 millions d'années. Cette découverte peut s'avérer d'autant plus importante qu'elle ne concerne pas l'évolution d'une seule espèce, mais le rétablissement de la vie en général sur Terre à la suite d'une des plus grandes catastrophes de tous les temps.
Je fais référence à un article de Julio Sepúlveda et d’autres intitulé "Résurgence rapide de la productivité marine après l’extinction de masse crétacé-paléogène".
Sepúlveda et ses collègues ont examiné les sédiments marins au Danemark datant de la période suivant l’extinction de masse KT. Cet événement a consisté en un impact sur la Terre d'un gros astéroïde il y a 65 millions d'années et en l'extinction ultérieure de nombreuses espèces, y compris tous les dinosaures. On pense qu'il y a eu une baisse considérable de l'activité biologique dans les océans après l'événement, car le soleil était en grande partie bloqué, réduisant la photosynthèse des algues vivant dans les océans. Sans le soleil, les algues auraient disparu, et sans les algues, qui sont à la base de la chaîne alimentaire océanique, d'autres formes de vie dans l'océan mourraient ou deviendraient très rares. Les reconstitutions plus largement acceptées de ce qui s'est passé indiquent que cette disparition océanique s'est effectivement produite et qu'il a fallu jusqu'à trois millions d'années pour que les écosystèmes du grand océan se remettent de cet impact. (On pense que les écosystèmes littoraux se rétablissent beaucoup plus rapidement.) L'océan après impact relativement sans vie est parfois appelé «océan Stangelove» en référence au personnage du film apocalyptique «Dr. Strangelove».
Ces recherches précédentes, cependant, étaient basées sur l’examen des fossiles d’organismes marins, y compris des algues, qui laissent un "squelette" de silice facilement fossilisé, qui est en réalité très rare après l’impact. Cependant, il est possible que certains types d'organismes qui ne laissent pas de fossiles, tels que les cynobactéries, soient abondants et restent non détectés dans les archives fossiles.
Dans son article, Sepúlveda et ses collègues ont utilisé un type de preuve différent pour rechercher une activité biologique en haute mer et l'ont trouvée en abondance, peut-être moins d'un siècle après l'impact. Si cela s'avère être vrai, alors l'obscurcissement du ciel qui a suivi l'impact doit avoir été relativement court, et la perturbation à long terme observée des écosystèmes océaniques doit avoir une explication différente.
"La productivité primaire est revenue rapidement, du moins dans l'environnement que nous étudions", selon Roger Summons, l'un des auteurs du document. "L'atmosphère doit s'être éclaircie rapidement. Les gens devront repenser le rétablissement des écosystèmes. Cela ne peut pas être simplement le manque de nourriture."
La méthode utilisée par cette équipe de recherche consistait à rechercher des matériaux distincts dans les sédiments océaniques, ainsi que des molécules qui n'auraient pu être formées que par des êtres vivants.
Les sédiments examinés consistent en une couche d'argile de 37 centimètres d'épaisseur au Danemark. Dans cette argile, qui s'est déposée dans des environnements proches des côtes relativement peu profondes, se trouvent des molécules d'hydrocarbures produites par des organismes vivants qui sont relativement bien conservés depuis 65 millions d'années. Ces molécules indiquent l'existence d'une photosynthèse océanique ouverte étendue qui n'aurait pas été possible avec le modèle "océan Strangelove".
La façon dont fonctionne l’analyse peut être comprise ainsi: L’océan contient beaucoup de carbone dissous. Ce carbone existe sous la forme de plus d'un isotope. Un isotope est une version d'un élément dont la composition nucléaire est légèrement différente, et la plupart des éléments plus légers que l'uranium ont de multiples isotopes non radioactifs. S'il n'y avait pas de vie dans l'océan, le carbone atteindrait un certain équilibre en ce qui concerne la proportion de chaque isotope, de sorte que les sédiments contenant du carbone auraient un rapport prévisible de ces isotopes. (Remarque: cela n'a rien à voir avec la datation au radiocarbone. Consultez ce billet de blog pour en savoir plus sur la confusion possible à propos de cette question.)
Les formes vivantes utilisent le carbone, mais lorsque le carbone est extrait de l'environnement, certains isotopes sont plus facilement incorporés dans les tissus biologiques que d'autres. Quels isotopes sont utilisés et de quelle manière par les systèmes biologiques, et la raison exacte, est complexe et dépasse de loin le cadre d'un simple post de blog! Il suffit de dire que lorsqu'un géochimiste examine un échantillon de carbone à l'aide d'instruments très sensibles, il peut déterminer si ce carbone provient d'un système non biologique par rapport à un système biologique. Au-delà, il est même possible de dire quel type de système biologique est représenté.
L'équipe de Sepúlveda a pu dire que le carbone contenu dans ces sédiments post-impact ne pouvait être assemblé que dans ces hydrocarbures (et autres composés) dans un écosystème océanique en état de fonctionnement, avec de nombreuses algues photosynthétiques sous une très bonne qualité. Comme ces sédiments se sont déposés juste après l’impact, la théorie de l’océan "Strangelove", avec une vaste mer sans vie, est hautement improbable.
