Il y a environ 540 millions d'années, la vie sur Terre a connu une poussée évolutive majeure, donnant naissance aux principaux groupes d'animaux actuels, y compris les vertébrés et les prédateurs. Cet événement, appelé explosion cambrienne, contraste avec les archives fossiles antérieures où la vie animale semblait rare et très différente.
Pendant des décennies, les paléontologues ont cherché à expliquer cette diversification brutale. Une théorie dominante évoquait une catastrophe environnementale ayant anéanti la faune pré-cambrienne. Cependant, une nouvelle analyse révèle que des écosystèmes complexes existaient déjà avant le Cambrien. En étudiant des gisements fossiles mondiaux, les chercheurs ont noté une possible diminution de la diversité à la fin de l'Édiacarien (572-541 millions d'années). Alors que les organismes s spécialisaient, certaines espèces ont disparu, comme rapporté le 17 mai dans la revue PLoS Biology.
"Cela démontre clairement que les Édiacariens étaient les précurseurs du Cambrien", explique Emily Mitchell, paléontologue à l'Université de Cambridge et co-auteure de l'étude. "C'était le véritable début de l'explosion cambrienne."
Pendant près de 3 milliards d'années, les organismes unicellulaires ont dominé les océans. Les premiers animaux sont apparus à la fin de l'Édiacarien, vivant souvent en eaux profondes. Certains ressemblaient à des plantes avec des structures plumeuses ramifiées, d'autres à des disques segmentés.
"Ces premiers Édiacariens présentaient une ramification fractale unique – des branches sur des branches", note Mitchell. "Étudier ces organismes est ardu, car leurs plans corporels n'ont aucun équivalent moderne ou fossile ultérieur."
De nombreuses communautés édiacariennes ont été préservées par des catastrophes soudaines comme des éruptions volcaniques ou des coulées de boue, offrant des instantanés figés, comparables à Pompéi. Sans charognards, les carcasses restaient intactes. Ces animaux se nourrissaient en filtrant plancton et matière organique.
Comprendre ces formes de vie éclaire les origines de la complexité biologique sur Terre et sa possible occurrence ailleurs dans l'univers, souligne Simon Darroch, géobiologiste à l'Université Vanderbilt (non impliqué dans l'étude). "Il faut décrypter leurs interactions et ce qui s'est passé à la transition Édiacarien-Cambrien, un intervalle clé de l'histoire terrestre."
Mitchell et ses collègues ont analysé 86 sites fossiles représentant 124 espèces mondiales, comme Charnia et Dickinsonia, en tenant compte des conditions environnementales déduites des roches environnantes. Ils ont évalué les co-occurrences d'espèces et leurs habitats.
Dans les sites anciens, peu de liens entre espèces ou habitats. Chez les plus récents, des regroupements spécifiques émergent, avec des variations par profondeur ou géographie.
"Ces espèces s'adaptaient les unes aux autres et à leur environnement", conclut Mitchell.
Ce schéma de spécialisation croissante contredit une extinction cataclysmique postérieure, où des généralistes robustes domineraient. Ici, la complexité écologique augmente malgré une baisse globale d'espèces, due à l'occupation de niches spécifiques.
"Une analyse approfondie identifiera les pressions en jeu : compétition, mutualisme ou adaptations habitat", anticipe Mitchell.
Darroch note qu'une extinction de fin Édiacarien reste possible, mais ces écosystèmes étaient plus dynamiques qu'imaginé. Innovations comme les exosquelettes et la prédation émergent déjà tardivement dans l'Édiacarien, favorisant la spécialisation.
"L'Édiacarien est un crescendo progressif menant à l'explosion cambrienne", résume Darroch. "Ses racines sont bien plus profondes."
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