Ni trop chaud, ni trop froid : l’évolution des crocodiliens marins contrainte par les températures des océans

Lundi, 18 août 2014

Au cours de leur longue histoire évolutive, les crocodiliens ont à plusieurs reprises colonisé le milieu marin. Une nouvelle étude établit un lien entre la diversité des crocodiliens marins et l’évolution des températures de leur milieu de vie sur une période de plus de 140 millions d’années. Ces travaux montrent que ces animaux aquatiques colonisent le milieu marin à la faveur de réchauffements climatiques et s’éteignent durant les périodes froides. Cette découverte est le résultat d'une collaboration franco-anglaise coordonnée par Jeremy Martin du laboratoire de Géologie de Lyon : terre, planètes et environnement (CNRS/ENS de Lyon/Université Lyon 1). Ce travail est publié dans la revue Nature Communications.

  • Un crocodile marin, ici un dyrosaure nageant dans les eaux de surfaces chaudes de la fin du Crétacé. © Guillaume Suan
  • Exemple d’un pélagosaure, un crocodilien marin du début du Jurassique. Collections de la Bath Royal Literary and Scientific Institution, Bath Royaume-Uni. © Jeremy Martin


Les crocodiliens actuels sont des animaux à sang froid au mode de vie amphibie et  qui sont cantonnés aux eaux douces des régions chaudes de notre globe, à l’exception de deux espèces pouvant s’aventurer occasionnellement en milieu marin. Les paléontologues reconnaissent depuis longtemps que plusieurs lignées distinctes de crocodiles ont colonisés le milieu marin au cours des temps géologiques. Ces représentants ont exclusivement été découverts dans des sédiments marins, témoignant qu’ils étaient spécialisés à la vie marine. Cependant, les raisons de leur radiation et de leurs extinctions successives dans cet environnement demeurent un mystère. Qui plus est, pourquoi les écosystèmes marins actuels sont-ils exempts de crocodiles exclusivement marins ?

Pour tenter de répondre à ces questions, une équipe de paléontologues et de géochimistes des Universités de Lyon et de Bristol ont comparé l'évolution du nombre d'espèces fossiles de crocodiliens marins à la courbe des variations des températures des océans au cours des temps géologiques. Cette courbe de température a été établie en utilisant un thermomètre isotopique aujourd'hui bien maitrisé basé sur la composition isotopique de l’oxygène contenu dans les restes fossilisés de poissons marins (os, dents, écailles). Selon cette méthode, il est possible de calculer la température des eaux dans lesquelles vivaient ces poissons en appliquant l'équation de fractionnement reliant la composition isotopique des restes fossilisés de poissons à leur température de minéralisation (qui est la température de leur milieu de vie).  Les températures océaniques ainsi calculées à partir des poissons sont celles des eaux dans lesquelles vivaient également les crocodiles marins.

Les résultats montrent que la colonisation du milieu marin par les premiers crocodiliens il y a environ 180 millions d’années est concomitante d'une période de réchauffement global des océans. Ces crocodiliens s’éteignent 25 millions d'années plus tard, durant une période de refroidissement général, puis de manière successive, une autre lignée de crocodiliens prend le relais  et colonise les océans au cours du réchauffement suivant. L’évolution des crocodiliens marin est donc intimement liée à la température de leur environnement, et montre qu'à l'instar des crocodiles actuels, leur évolution et leur mode de vie sont contraints par la température dont ils dépendent. Néanmoins, une lignée fossile de crocodiliens marins ne semble pas suivre cette tendance. Il s'agit des metriorhynchidés du Jurassique qui ne disparurent pas durant les épisodes de refroidissement du début du Crétacé comme leurs cousins les téléosauridés mais quelques millions d'années plus tard. Cette exception inattendue constituera de futures recherches dont l'objectif sera de comprendre la biologie de ce groupe particulier.

Ce travail illustre un cas concret de l’impact des changements climatiques à long terme sur l'évolution de la biodiversité animale, et montre que pour le cas des crocodiliens, les réchauffements climatiques constituent de véritables opportunités de colonisation de nouveaux environnements.

Source(s): 

Sea surface temperature contributes to marine crocodylomorph evolution. Jeremy Martin, Romain Amiot, Christophe Lécuyer et Michael J. Benton. Nature Communications 18 août 2014.DOI 10.1038/5658, http://www.nature.com/naturecommunications

Contact(s):
  • Jeremy Martin, Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (LGL-TPE : CNRS / ENS Lyon / Université Claude Bernard)
    jeremy [dot] martin [at] ens-lyon [dot] fr, 04 72 43 27 35

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