octobre 25, 2021

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L’extinction de masse induite par le climat que personne n’a vue – jusqu’à présent

Les principaux groupes fossiles ont été utilisés pour dévoiler l’extinction Eocène-Oligocène de l’Afrique avec les primates à gauche, et les hyaenodontes carnivores, en haut à droite, et les rongeurs, en bas à droite. Ces fossiles proviennent de la dépression du Fayoum en Égypte et sont stockés dans le département du Duke Lemur Monkey Fossil Center. Crédit : Matt Borths, Duke University Lemur Center

Les fossiles du groupe Duke révèlent un événement d’extinction de masse jusqu’alors inconnu en Afrique.

Soixante trois pour cent. C’est la proportion d’espèces de mammifères qui ont disparu d’Afrique et de la péninsule arabique il y a environ 30 millions d’années, après que le climat de la Terre est passé de marécageux à glacial. Mais nous ne le découvrons que maintenant.

Rassemblant des décennies de travail, une nouvelle étude a été publiée cette semaine dans la revue Biologie de la communication Rapports d’un événement d’extinction auparavant non documenté qui a suivi la transition entre les périodes géologiques appelées l’Éocène et l’Oligocène.

Cette période a été marquée par un changement climatique dramatique. Dans un renversement de ce qui se passe aujourd’hui, la Terre s’est refroidie, les calottes glaciaires se sont élargies, le niveau de la mer a baissé, les forêts commencent à se transformer en prairies et le dioxyde de carbone se raréfie. Près des deux tiers de toutes les espèces connues en Europe et en Asie ont disparu à cette époque.

On pense que les mammifères africains peuvent avoir survécu indemne. Le climat tempéré de l’Afrique et sa proximité avec l’équateur auraient pu servir de tampon contre les pires tendances froides de la période.

Tomodensitométrie des dents de mammifères

Les tomodensitogrammes dentaires montrent que les dents des mammifères sont devenues moins diversifiées au cours des premiers événements d’extinction de l’Oligocène. Vous trouverez ci-dessous un exemple de la forme tridimensionnelle d’une dent d’une molaire inférieure d’un rongeur tympanique fossile. Crédit : Dorian de Vries, Université de Salford

Aujourd’hui, grâce à une importante collection de fossiles retrouvés dans la division du Duke Lemur Fossil Monkey Center (DLCDFP), des chercheurs ont montré que malgré leur environnement relativement tempéré, les mammifères africains étaient tout aussi touchés que ceux d’Europe et d’Asie. La collection était l’œuvre de feu Elwin Simmons Duke, qui a parcouru les déserts égyptiens à la recherche de fossiles pendant des décennies.

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L’équipe, composée de chercheurs des États-Unis, d’Angleterre et d’Égypte, a examiné les fossiles de cinq groupes de mammifères : un groupe de carnivores éteints appelés hyaenodontes, deux groupes de rongeurs, des furets (écureuils à queue écailleuse) et des hystricognaths (un groupe qui comprend les porcs-épics et les rats-taupes nus). , et deux groupes de primates, les strepsirhins (lémuriens et loris), et nos ancêtres, les hominidés (singes et singes).

par Recueillir des données sur des centaines de fossiles À partir de plusieurs sites en Afrique, l’équipe a pu construire des arbres évolutifs pour ces groupes, déterminer quand de nouvelles lignées ont divergé et horodater la première et la dernière apparition connue de chaque espèce.

Leurs résultats montrent que les cinq groupes de mammifères ont subi de lourdes pertes autour de la limite Eocène-Oligocène.

“C’était un véritable bouton de réinitialisation”, a déclaré Doreen de Vries, chercheuse postdoctorale à l’Université de Salford et auteur principal du document de recherche.

Après quelques millions d’années, ces groupes ont commencé à réapparaître dans les archives fossiles, mais avec un nouveau look. Les espèces fossiles qui ont réapparu plus tard à l’Oligocène, après la grande extinction, ne sont pas les mêmes que celles trouvées auparavant.

“Il est très clair qu’il y a eu un événement d’extinction massive, puis une période de récupération”, a déclaré Stephen Heritage, chercheur et auteur numérique au DLCDFP de l’Université Duke et co-auteur du document de recherche.

La preuve se trouve dans les dents de ces animaux. Les molaires peuvent nous en dire beaucoup sur ce que mangent les mammifères, ce qui nous en dit beaucoup sur leur environnement.

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Les rongeurs et les singes qui réapparaissent après quelques millions d’années ont des dents différentes. Il s’agissait de nouvelles espèces, mangeant des choses différentes et ayant des habitats différents.

“Nous constatons une perte significative de diversité dentaire, puis une période de récupération avec de nouvelles formes de dents et de nouvelles adaptations”, a déclaré de Vries.

“L’extinction est très intéressante de cette manière”, a déclaré Matt Borths, conservateur du DLCDFP à l’Université Duke et co-auteur de l’article. “Cela tue des choses, mais cela ouvre aussi de nouvelles opportunités écologiques pour les lignées qui vivent dans ce nouveau monde.”

Cette diminution de la diversité suivie d’un rétablissement confirme que la limite Eocène-Oligocène était un goulot d’étranglement évolutif : la plupart des lignées se sont éteintes, mais quelques-unes ont survécu. Au cours des prochains millions d’années, ces stries survivantes se sont diversifiées.

Eric R. a dit : Seifert, professeur et président du Département des sciences anatomiques intégratives de la Keck School of Medicine de l’Université de Californie du Sud, ancien étudiant diplômé de Simons et premier co-auteur de l’article. “Cette forme d’âge ancestrale a déterminé ce qui était possible en termes de diversification alimentaire ultérieure.”

“Il y a une histoire intéressante sur le rôle d’un goulot d’étranglement dans notre histoire évolutive précoce”, a déclaré Seifert. “Nous avons failli ne jamais l’avoir été, si nos ancêtres simiesques avaient disparu il y a 30 millions d’années. Heureusement, ils ne l’ont pas fait.”

L’évolution rapide du climat n’était pas le seul défi auquel ces quelques espèces de mammifères restantes étaient confrontées. Alors que les températures se refroidissaient, l’Afrique de l’Est a connu une série d’événements géologiques majeurs, tels que des éruptions supervolcaniques et des inondations basaltiques – des éruptions massives qui ont recouvert de vastes zones de roche en fusion. C’est également à cette époque que la péninsule arabique se sépare de l’Afrique orientale et ouvre la mer Rouge et le golfe d’Aden.

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“Nous avons perdu beaucoup de diversité à la frontière éocène-oligocène”, a déclaré Borths. “Mais les espèces qui ont survécu avaient apparemment suffisamment d’outils pour survivre dans ce climat instable.”

“Les changements climatiques à travers les temps géologiques ont façonné l’arbre de vie évolutif”, a déclaré Hisham Salam, fondateur du Centre de paléontologie des vertébrés à l’Université Mansoura en Égypte et co-auteur de l’article. « Collecter des preuves du passé est le moyen le plus simple d’apprendre comment le changement climatique affecte les écosystèmes. »

Référence : « The Extensive Loss of Mammal Lineage and Dietary Diversity in Early Oligocene Arab Africa » par Dorien de Vries, Steven Heritage, Matthew R. Borths, Hesham M. Sallam et Erik R. Seiffert, 7 octobre 2021, Biologie de la communication.
DOI : 10.1038 / s42003-021-02707-9

Le financement de cette étude est venu de la Fondation Leakey, de la National Science Foundation des États-Unis (BSC-1824745 à DD. et DBI-1612062 à MRB) et du Natural Environment Research Council (NERC NE/T000341/1). Les travaux sur le terrain dans la dépression du Fayoum, en Égypte, et la stérilisation numérique des fossiles du Fayoum ont été soutenus par la National Science Foundation des États-Unis (BCS-0416164, BCS-0819186 et BCS-1231288) ainsi que Gordon et Ann Getty et The Leakey Foundation. La numérisation Micro-CT a été financée en partie par une subvention NSF DBI-1458192 et DBI-2023087 et une subvention IMLS MA-245704-OMS-20.