Pour satisfaire aux critères définissant une crise biologique, un phénomène d’extinction doit :
toucher des groupes biologiques nombreux et variés ;
avoir un impact sur une large échelle géographique ;
se produire dans un laps de temps court au regard des temps géologiques (de l’ordre de la centaine de milliers, voire de l’ordre du million, d’années).
Pour bénéficier du statut de crise majeure, il faut que ces extinctions se soient produites à une échelle mondiale, et dans différents milieux, à la fois terrestres (lorsque la vie y est présente) et marins.
En outre, l’importance d’une crise se mesure par l’importance du nombre d’espèces affectées et non sur l’importance donnée à un groupe particulier qui s’est éteint lors de cette crise.
Les marqueurs des crises biologiques, au cours de l’histoire de la Terre, sont donc les fossiles. Lien : www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/
L’histoire de la vie sur Terre est jalonnée de crises plus ou moins importantes, cependant aucune de ces crises, aussi brutale soit-elle, n’a conduit à la disparition de la vie à la surface de la planète.
Ainsi, bien que l’on définisse les crises par un fort taux d’extinction, il existe toujours des groupes d’organismes vivants qui sont amenés à poursuivre leur existence au-delà d’une crise. Ces groupes survivants vont participer à l’élaboration d’ « un monde nouveau », différent de celui existant avant la crise.
Les nombreuses extinctions se produisant lors d’une crise modifient profondément l’état de la biosphère (ensemble des organismes vivants à la surface du globe) : les rapports entre les différents organismes changent et de nombreux milieux de vie sont occupés par de nouveaux organismes. Les espèces survivantes ont à leur disposition de nouvelles « niches ». La recolonisation progressive de ces niches entraîne souvent une différenciation, de nombreux groupes se spécialisant à diverses niches.
La fin d’une crise biologique est donc une période de radiations évolutives, c’est-à-dire une période où de nouveaux groupes, souvent peu représentés auparavant, se développent et se diversifient. La biodiversité tend donc à s’enrichir de plus belle après une période de crise, comblant le vide laissé par les espèces éteintes.
Ces événements sont souvent accompagnés par l’apparition d’innovations évolutives dans les groupes survivants, en rapport avec l’adaptation à de nouvelles niches écologiques (ex : la diversification des mammifères avec l’apparition de formes volantes comme les chauves-souris, ou de formes aquatiques comme les cétacés après la crise Crétacé-Tertiaire).
Une crise biologique est, au cours de l’histoire de la Terre et de la vie, une période de fort renouvellement du monde vivant.
Sur l’ensemble des temps géologiques et selon les connaissances actuelles, cinq grandes crises biologiques ont pu être identifiées :
au Paléozoïque (ère « primaire »), les crises de l’Ordovicien supérieur (-450 Ma) et du Dévonien supérieur (Frasnien-Famennien, -370 Ma) ;
à la limite entre le Paléozoïque et le Mésozoïque (ère « secondaire »), la crise de la limite Permien-Trias (-250 Ma) ;
au Mésozoïque, la crise de la limite Trias-Jurassique (205 Ma) ;
à la limite entre le Mésozoïque et le Cénozoïque, la crise Crétacé-Tertiaire (-65 Ma).
Pourcentage de groupes (Famille (F), genre (g), espèce (sp)) marins touchés lors de chaque crise biologique majeure enregistrée.
- 450 Ma (Ordovicien supérieur), la première crise majeure identifiée.
Groupes très touchés : trilobites, brachiopodes, graptolites, conodontes, coraux tabulés et rugueux. Ce sont des organismes marins : la vie n’est en effet pas encore installée sur les continents ! Une période de grande glaciation avec une importante calotte glaciaire au pôle sud marque la fin de l’Ordovicien. Elle aurait pu entraîner une forte baisse du niveau marin, limitant la biosphère à des milieux de vie plus restreints. La remontée des eaux, faiblement oxygénées, aurait également contribué à l’extinction.
- 250 Ma (limite Permien-Trias), la crise biologique la plus catastrophique de tous les temps.
En milieu marin : entre 85 et 96 % des espèces disparaissent (50 à 57 % des familles, 70 à 83 % des genres) ; sur les continents, près de 80 % des familles de vertébrés terrestres ne sont plus représentées après la crise, et au moins 75 % des familles d’insectes. Pour expliquer cette crise biologique, de nombreuses causes ont été avancées :
• il n’existe alors qu’un seul méga-continent, ce qui implique :
un climat continental fort avec de fortes variations saisonnières ;
un ralentissement des circulations océaniques ;
une baisse du niveau marin de 250 m et une diminution corrélative des surfaces épicontinentales et des plate-formes continentales, jusque là très propices à la vie.
• une activité volcanique intense (Chine et Sibérie) à l’origine de fortes perturbations du climat.
Effet des émissions volcaniques sur la température globale de l’atmosphère terrestre. L’effet de refroidissement est lié à la présence de gaz et de particules d’origines volcaniques dans la haute atmosphère (d’après Robock, 2002).
• une prolifération de champignons, organismes décomposeurs, à l’origine d’une augmentation des dégagements de dioxyde de carbone.
• l’impact d’une météorite (qui reste cependant très discuté).
Echelle des temps géologiques. En rouge sont repérées les cinq grandes crises. Trois de ces grandes crises (les plus récentes (Permien-Trias, Trias-Jurassique et Crétacé-Tertiaire) ont servi à positionner des grandes coupures de l’échelle.
Echelle des temps géologiques (en anglais). http://paleo.browardearthsciences.org/cheu.pdf
Trois échelles des temps géologiques (avec degré de précision progressif). http://www.geo.ucalgary.ca/ macrae/timescale/time_scale.gif
On représente souvent l’histoire de la Terre depuis sa formation à nos jours sous forme d’un tour d’horloge de 12 h (ou bien encore sous la forme d’une année). Dans le cas d’une horloge, les événements se succèdent comme suit :
Représentation des temps géologiques sur une horloge de 12 heures. Le Paléozoïque équivaut à l’ère primaire, le Mésozoïque à l’ère secondaire et le Cénozoïque aux ères tertiaires et quaternaire.
Les crises et les étapes marquantes de l’évolution sont alors repérées par un horaire précis.
