10.1 : Extinction
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Spéciation et extinction
Le nombre d'espèces présentes sur la planète, ou dans n'importe quelle zone géographique, est le résultat d'un équilibre entre deux processus évolutifs en cours : la spéciation et l'extinction. La spéciation se produit lorsque de nouvelles espèces évoluent, et l'extinction est la perte globale d'une espèce. Lorsque les taux de spéciation commenceront à dépasser les taux d'extinction, le nombre d'espèces augmentera ; de même, le nombre d'espèces diminuera lorsque les taux d'extinction commenceront à dépasser les taux de spéciation. Tout au long de l'histoire de la Terre, ces deux processus ont fluctué, entraînant parfois des changements spectaculaires dans le nombre d'espèces présentes sur Terre, comme en témoignent les archives fossiles (Figure\(\PageIndex{a}\)).
Extinctions massives
Les paléontologues ont identifié cinq événements de l'histoire géologique caractérisés par des pertes soudaines et spectaculaires de biodiversité, plus de la moitié des espèces existantes ayant disparu des archives fossiles. Les espèces existantes sont celles qui survivent (et qui n'ont pas disparu) à un moment donné. Ces cinq événements sont appelés extinctions massives. Il existe de nombreux événements d'extinction de moindre importance, mais tout de même dramatiques, mais ce sont les cinq extinctions massives qui ont suscité le plus de recherches. On peut faire valoir que les cinq extinctions massives ne sont que les cinq événements les plus extrêmes d'une série continue de grandes extinctions qui se sont produites depuis 542 millions d'années.
Les archives fossiles des extinctions massives ont servi de base à la définition des périodes de l'histoire géologique, de sorte qu'elles se produisent généralement au point de transition entre les périodes géologiques. La transition des fossiles d'une période à l'autre reflète la perte dramatique d'espèces et l'apparition progressive de nouvelles espèces. Ces transitions sont visibles dans les couches rocheuses. Le tableau\(\PageIndex{a}\) fournit les noms et les dates des cinq extinctions massives.
Dans la plupart des cas, les causes hypothétiques restent controversées ; toutefois, les causes de l'événement le plus récent, l'extinction de la fin du Crétacé, sont mieux comprises (tableau\(\PageIndex{a}\)). C'est lors de cette extinction que les dinosaures, le groupe de vertébrés dominant depuis des millions d'années, ont disparu de la planète (à l'exception d'un clade de théropodes qui a donné naissance à des oiseaux). En effet, chaque animal terrestre qui pesait plus de 25 kg (55 livres) a disparu. La cause de cette extinction est désormais considérée comme le résultat de l'impact cataclysmique d'une grosse météorite, ou astéroïde, au large de ce qui est aujourd'hui la péninsule du Yucatán. Les temps de rétablissement de la biodiversité après des extinctions massives varient, mais peuvent atteindre 30 millions d'années.
| Période géologique | Nom de l'extinction massive | Temps (il y a des millions d'années) | Perte de biodiversité | Cause (s) hypothétisée (s) |
|---|---|---|---|---|
| Ordovicien-Silurien | Ordovicien final O-S | 450-440 | 85 % des espèces marines | Refroidissement puis réchauffement de la planète, explosion de rayons gamma provenant d'une supernova ayant éliminé la couche d'ozone |
| Dévonien tardif | Fin dévonien | 375-360 | 79 à 87 % de toutes les espèces | Inconnu |
| Permien-Trias | Fin du Permien | 251 | 96 % des espèces marines et 70 % des espèces terrestres (terrestres) | Activité volcanique, diminution de l'oxygène dissous dans les océans |
| Triasque-Jurassique | Fin du Trias | 205 | 76 % de toutes les espèces | Changements climatiques, impact d'astéroïdes, éruptions volcaniques |
| Crétacéo-Paléogène | Crétacé final K—Pg (K—T) | 65,5 | 50 % des animaux et des plantes | Impact d'astéroïde |
L'extinction du Pléistocène est l'une des plus petites extinctions, et elle est récente. Il est bien connu que la mégafaune nord-américaine et, dans une certaine mesure, eurasienne, ou grands animaux, a disparu vers la fin de la dernière période glaciaire (refroidissement). L'extinction semble s'être produite au cours d'une période relativement limitée, il y a 10 000 à 12 000 ans. En Amérique du Nord, les pertes ont été considérables, notamment les mammouths laineux (dont la dernière datation remonte à environ 4 000 ans dans une population isolée), le mastodonte, les castors géants, les paresseux géants, les chats à dents de sabre et le chameau d'Amérique du Nord, pour n'en nommer que quelques-uns. La possibilité que l'extinction rapide de ces grands animaux soit causée par la chasse excessive, un type de surexploitation, a été suggérée pour la première fois dans les années 1900. Les recherches sur cette hypothèse se poursuivent aujourd'hui. Il semble probable que la chasse excessive ait causé de nombreuses extinctions historiques préécrites dans de nombreuses régions du monde.
La sixième extinction de masse
La sixième extinction massive, ou Holocène, semble avoir commencé plus tôt qu'on ne le pensait auparavant et est principalement liée aux activités de l'Homo sapiens. Depuis le début de l'Holocène, de nombreuses extinctions récentes d'espèces individuelles sont enregistrées dans des écrits humains. La plupart d'entre elles coïncident avec l'expansion des colonies européennes depuis les années 1500.
L'un des exemples les plus anciens et les plus connus est l'oiseau dodo. Le dodo vivait dans les forêts de Maurice, une île de l'océan Indien. L'oiseau dodo s'est éteint vers 1662 (figure\(\PageIndex{b}\)). Il était chassé pour sa viande par les marins et était une proie facile car le dodo, qui n'évoluait pas avec les humains, s'approchait des gens sans crainte. Des porcs, des rats et des chiens introduits sur l'île par des navires européens ont également tué des jeunes dodo et des œufs.
La vache de mer de Steller a disparu en 1768 ; elle était apparentée au lamantin et vivait probablement autrefois le long de la côte nord-ouest de l'Amérique du Nord. La vache de mer de Steller a été découverte pour la première fois par les Européens en 1741 et était chassée pour sa viande et son huile. La dernière vache de mer a été tuée en 1768. Cela représente 27 ans entre le premier contact de la vache de mer avec les Européens et l'extinction de l'espèce.
En 1914, le dernier pigeon passager vivant est mort dans un zoo de Cincinnati, dans l'Ohio. Cette espèce avait autrefois assombri le ciel de l'Amérique du Nord lors de ses migrations, mais elle a été chassée et a souffert de la perte d'habitat due au défrichement des forêts pour les terres agricoles. En 1918, la dernière perruche de Caroline vivante est morte en captivité. Cette espèce était autrefois commune dans l'est des États-Unis, mais elle a souffert de la perte d'habitat. L'espèce a également été chassée parce qu'elle mangeait des fruits du verger lorsque ses aliments indigènes ont été détruits pour faire place à des terres agricoles. L'otarie japonaise, qui habitait une vaste zone autour du Japon et de la côte de la Corée, a disparu dans les années 1950 grâce aux pêcheurs. Le phoque moine des Caraïbes était répandu dans toute la mer des Caraïbes mais a été détruit par la chasse en 1952.
Comme décrit dans la section suivante, les taux élevés d'extinction actuels entraîneront un déclin important et rapide de la biodiversité de la planète. Selon un rapport des Nations Unies de 2019, 1 million d'espèces sont menacées d'extinction. Si l'on considère qu'il y a entre 8 et 11 millions d'espèces au total (voir Le nombre d'espèces sur Terre), cela signifie que jusqu'à 12,5 % des espèces pourraient disparaître, et beaucoup d'entre elles au cours de notre vie.
Estimations des taux d'extinction actuels
Le taux d'extinction de fond est estimé à environ 1 extinction par million d'espèces chaque année (E/MSY). Par exemple, s'il existe entre 8 et 11 millions d'espèces, nous pouvons nous attendre à ce que 8 à 11 de ces espèces disparaissent en un an.
Les estimations des taux d'extinction sont entravées par le fait que la plupart des extinctions se produisent probablement sans observation. Une estimation contemporaine du taux d'extinction utilise les extinctions figurant dans les documents écrits depuis 1500. Pour les oiseaux uniquement, cette méthode donne une estimation de 26 E/MSY, soit près de trois fois le taux de fond. Toutefois, cette valeur peut être sous-estimée pour trois raisons. Tout d'abord, de nombreuses espèces existantes n'auraient été décrites que bien plus tard dans la période, de sorte que leur disparition serait passée inaperçue. Ensuite, nous savons que ce nombre est plus élevé que ne le suggère les documents écrits, car aujourd'hui, des espèces disparues sont décrites à partir de restes squelettiques qui n'ont jamais été mentionnés dans l'histoire écrite. Enfin, certaines espèces sont probablement déjà éteintes, même si les défenseurs de l'environnement hésitent à les nommer ainsi. La prise en compte de ces facteurs augmente le taux d'extinction estimé à plus de 100 E/MSY. Le taux prévu d'ici la fin du siècle est de 1 500 E/MSY.
Une deuxième approche pour estimer les taux d'extinction actuels consiste à corréler la perte d'espèces à la perte d'habitat, et elle est basée sur la mesure de la perte de superficie forestière et la compréhension des relations entre les espèces et les zones. La relation entre l'espèce et la zone est la vitesse à laquelle de nouvelles espèces sont observées lorsque la zone étudiée augmente (figure\(\PageIndex{c}\)). De même, si la superficie de l'habitat est réduite, le nombre d'espèces observées diminuera également. Ce type de relation s'observe également dans la relation entre la superficie d'une île et le nombre d'espèces présentes sur l'île : à mesure que l'une augmente, l'autre augmente également, mais pas en ligne droite. Les estimations des taux d'extinction basées sur la perte d'habitat et les relations entre espèces et zones suggèrent qu'avec environ 90 pour cent de la perte d'habitat, on s'attend à ce que 50 pour cent des espèces disparaissent. Les estimations de la superficie des espèces ont conduit à des estimations des taux d'extinction actuels des espèces d'environ 1 000 E/MSY et plus.
De nombreuses extinctions affecteront des espèces que les biologistes n'ont pas encore découvertes. La plupart de ces espèces « invisibles » qui vont disparaître vivent actuellement dans les forêts tropicales humides (figure\(\PageIndex{d}\)). Ces forêts tropicales sont les écosystèmes les plus diversifiés de la planète et sont rapidement détruites par la déforestation pour fournir du bois et de l'espace pour l'agriculture.
Disparition
L'élimination des espèces au niveau local, connue sous le nom de disparition, constitue également une menace pour l'intégrité et la durabilité des écosystèmes. Une disparition généralisée peut évidemment mener à l'extinction, mais l'absence d'espèces, même à l'échelle locale, peut affecter le fonctionnement de l'écosystème. Par exemple, au milieu des années 1920, les loups avaient disparu du parc national de Yellowstone, mais ils continuaient de prospérer ailleurs. Lorsque les loups ont été réintroduits dans le parc au milieu des années 1990, ils ont régularisé les populations de wapitis, ce qui a profité à la végétation et aux communautés végétales (voir Restauration des écosystèmes). Ce qui importait pour le fonctionnement de l'écosystème de Yellowstone, c'était de savoir si des loups y étaient présents et pas seulement si l'espèce avait survécu quelque part
Références
Rapport de l'ONU : Le déclin dangereux de la nature est « sans précédent » ; les taux d'extinction des espèces « s'accélèrent ». Nations Unies. Consulté le 01/08/2020.
Attribution
Modifié par Melissa Ha à partir des sources suivantes :
- La crise de la biodiversité issue de la biologie générale par OpenStax (sous licence CC-BY)
- Préserver la biodiversité et l'importance de la biodiversité à partir de la biologie environnementale par Matthew R. Fisher (sous licence CC-BY)
- Biodiversité, perte d'espèces et fonction de l'écosystème par Tom Theis et Jonathan Tomkin, éditeurs. Téléchargez gratuitement sur CNX. (sous licence CC-BY)