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Extra
   
Consequences de la derive des continents sur le monde animal et vegetal



Introduction

Notre étude a pour base deux découvertes scientifiques assez récentes : Tout d'abord, la dérive des continents (ou tectonique des plaques) fut acceptée par le monde scientifique suite aux travaux de Wegener en 1912. En utilisant des arguments tel que l'emplacement, sur des continents séparés par des océans, de mêmes fossiles et de même tillites, il mis en évidence que certains continents étaient joints avant d'être séparés. Plus tard, des scientifiques ont trouvé d'autres arguments ainsi que le "moteur du déplacement". La deuxième découverte est celle de Darwin concernant l'évolution des espèces. Vers 1859, il démontra que les espèces animales et végétales n'ont pas toujours été les mêmes, elles ont évolué. Même l'homme n'a pas été et ne sera pas comme il est aujourd'hui. Ces deux découvertes ont d'abord été mal acceptés dans le monde scientifique, puis, par manque de contre-arguments et devant l'apport de nouveaux arguments, elles furent acceptées par tous. Ainsi, la dérive des continents provoque des changements climatiques perturbant la faune et la flore mais elle est également à l'origine de vicariance et de compétition entre espèces qui entraînent une évolution des espèces.



I- La vicariance et la compétition entre espèces


La Vicariance

La vie tant marine que continentale a subi l'influence de la dérive des continents. On appelle « vicariance » la naissance de deux (ou plusieurs) espèces à la suite de la fragmentation de l'aire de répartition de leur espèce mère. Cette cause de spécification est assez commune sur une plus petite échelle, par exemple la fragmentation d'un espace forestier autrefois continu peut amener à une vicariance. A grande échelle, la fragmentation d'un continent à la suite de l'ouverture d'un océan provoquera les mêmes conséquences à un stade encore plus important. On donnera l'exemple de l'ouverture de l'Atlantique sud qui a commencé il y a 120 millions d'années séparant l'Amérique du sud de l'Afrique, et coupant ainsi le flux génétique des espèces qui vivaient sur cette zone géographique anciennement commune. On observe beaucoup d'autres analogies entre l'Afrique et l'Amérique du Nord qui sont d'ailleurs considérées comme formant une seule et grande région zoogéographique par les spécialistes. Bien sûr cette séparation a été lente et a duré des millions d'années et des liaisons entre ces deux blocs sont restées possibles pendant un certain temps, laissant ainsi la possibilité d'échanges faune/flore jusqu'à ce que le continent soit trop éloigné, rendant la faune et la flore anciennement commune livrées à elles même pour une évolution indépendante de leurs «soeurs» Américaines ou Africaines. Ces écosystèmes ont en quelques millions d'années évolué de façon à donner des espèces à part entière qui se sont ensuite diversifiées constituant des grands groupes d'espèces uniques dans chacun de ces deux continents. Ces exemples de Vicariance sont très courants, comme la caractéristique faune marsupial-monotrème d'Australie qui s'est développée à l'écart des placentaires plus évolués qui partout ailleurs dominaient:en effet Les marsupiaux sont apparus sur terre il y'a environ 100 millions d'année à une période avancée de l'ère secondaire époque à la quelle vivaient encore les dinosaures. Ces étranges animaux seraient apparus en Amérique du Sud puis auraient continué leur prolifération sur d'autres continents, le sud du continent américain, l'Asie puis l'Australie grâce à l'Antarctique. En effet à l'époque le continent unique : Pangée permettait une navigation aisée entres les différentes zones géographiques pour les marsupiaux. Chez les marsupiaux, les fœtus se développent dans la poche marsupiale de leur mère contrairement aux mammifères placentaires qui ont un placenta dans lequel le fœtus se développe totalement. Par voie de conséquence les mammifères ont un immense avantage évolutif par rapport aux marsupiaux de par leur développement des fœtus plus adaptés. Il est donc facile de comprendre que lorsque ces 2 types sont confrontés le mammifère placentaire l'emporte sur le marsupial; Par compétition, les marsupiaux disparaissent petit à petit des lors qu'ils sont en cohabitation avec des mammifères placentaires (par exemple, le Dingo ou le loup de Tasmanie.) Ces derniers nous laissent des traces fossiles en Europe datant de 20 MA, a l'heure actuelle il n'existe plus de marsupiaux monotrèmes sur la surface du globe à l'exception de l'Australie, la Nouvelle Guinée et la Tasmanie qui ont conservé leur faune marsupiale intacte. Grâce à l'isolement du continent durant 4O MA la faune qui n'avait pas à subir la concurrence des mammifères a pu dominer cette zone géographique et se diversifier Cet isolement a permis aux espèces animales et végétales endémiques de connaître une évolution exceptionnellement longue et ininterrompue. Aujourd'hui, ce continent abrite une faune et une flore unique au monde. Depuis que James Cook a découvert l'Australie en 1770 de nombreux colons sont venus observer cette faune unique, mais l'action de l'homme sur cet écosystème, déforestation et importation d'espèces menace l'équilibre si fragile de la région. Près d'un siècle plus tard, une catastrophe environmentale advint : "Thomas Austin, agriculteur du Sud de l'Australie, a importé de Grande Bretagne en 1859, 27 lapins qu'il a lâché dans la nature australienne. N'y rencontrant aucun ennemis naturels, les lapins s'y multiplient si vite que 6 ans après leur introduction, leur population atteint les 22 millions d'individus. A la vitesse moyenne de 110 km par an, les rongeurs colonisent les deux tiers du continent australien, contribuant activement à l'érosion du sol et mettant en péril toute l'économie de l'élevage. Il faut savoir que 7 lapins consomment autant d'herbe qu'un mouton. Pour limiter l'explosion démographique du rongeur, le renard est introduit comme moyen de lutte. Ce choix fut catastrophique car le prédateur s'attaqua de préférence à la faune marsupiale locale. La solution vint en 1950, les Australiens infectèrent les lapins avec la myxomatose (virus de Sanarelli introduit du Brésil) qui tua 90 % de leur effectif, venant à bout de l'envahisseur. Cette maladie se répandit hélas ailleurs."




Dans l'hémisphère Nord, les mammifères d'Amérique du Nord et d'Europe sont très semblables au niveau de leurs fossiles jusqu'au début de l'éocène, puis se différencient soudainement. Ceci est donc en parfait accord avec les données paléogéographiques, nous informant sur la place des continents à telle ou telle époque, donc quand les faunes d'Amérique du Nord et d'Europe étaient très semblables, cela signifie que les deux continents étaient plus ou moins reliés pour permettre certains échanges. Par ailleurs à cette époque on note le premier arrêt de la migration des invertébrés marins à travers Théthys (mer ancienne)ce qui confirme la précédente interprétation sur la migration terrestre.


Le Dipneuste est un fossile vivant

Pour donner un exemple sur la faune marine, nous pouvons parler des poissons à poumons ou Dipneustes (c'est animaux avaient d'ailleurs servi d'argument à la théorie de Wegener sur la dérive des continents au 20e Siècle). Il existe trois genres de cette espèce, les deux genres les plus apparentés sont Neoceratodus et Lépidosirien et leur aspect est très similaire. Ces deux animaux sont classés dans la famille des lépidosirénidés, et aucun de ces derniers sous forme fossile n'est connu en dehors de l'Amérique du Nord et de l'Afrique. Nous pouvons donc en conclure que ces deux espèces se sont différenciées à partir d'une espèce commune, un ancêtre qui vivait avant l'ouverture de l'océan Atlantique sur une aire géographique comprenant ce qui est actuellement l'Amérique du Sud et l'Afrique. Encore une fois, nous préciserons qu'il existe beaucoup d'exemples de ce type surtout chez les plantes et les insectes. Ce déchirement de la Pangée va aussi modifier la dissémination des plantes, engendrant une diversification monumentale du monde végétal à la période Jurassique. Quoi qu'il en soit les fossiles sont les meilleurs témoins de cette recherche sur la vicariance animale et végétale. Par exemple, le Trias nous présente par ses fossiles une population cosmopolite voyageant librement à travers un continent non encore divisé à un stade avancé. Ceci est aussi vrai pour les dinosaures du Jurassique et du Crétacé. Justement, au crétacé nous constatons la présence de trois espèces fossiles de taille importante en Inde et dans plusieurs autres continents du sud, nous sommes donc amenés à nous rapporter à la désintégration du Gondwana jusqu'au milieu du Crétacé. Il est donc clair que la destruction de liaisons continentales a entraîné une diversification planétaire du monde animal et végétal, ces séparations devaient donc avoir pour conséquences principales de créer une plus grande stabilité continentale au niveau de ces petits continents isolés et ainsi une plus grande variété d'espèces, alors qu'un super continent a lui pour conséquence, une variété biologique moindre. Pourtant, ce mécanisme de vicariance biogéographique lié à la dérive des continents n'est pas toujours aussi simpliste. En effet, cette dernière est souvent perturbée par la dispersion plus ou moins aléatoire d'organismes malgré une séparation continentale. Par exemple des graines emportées par le vent ou les océans, les insectes emportés par les tempêtes, des « transporteurs » naturels dégagés par les grands fleuves ont toujours permis, et même aujourd'hui, de faire traverser l'Atlantique à des espèces (surtout au moment de la naissance de ce dernier). C'est ainsi que des rongeurs et des singes africains ont pu se rendre en Amérique du Sud il y a 40 millions d'années alors que l'Atlantique était déjà ouvert. Il est donc difficile de faire la part entre la diversité animale due à la vicariance et celle due au hasard. Mais cette dernière est possible grâce à la «biogéographie de la vicariance», une des nombreuses sciences de l'évolution qui à l'instar de la paléontologie cherche des éléments dans le passé pour mieux comprendre certains procédés biologiques qui ont eu et ont toujours lieu sur notre planète. Mais demain? Des scientifiques prévoient que dans plusieurs millions d'années la terre va connaître une nouvelle Pangée à cause de la rencontre des continents et cela risque d'entraîner un phénomène dont nous allons parler maintenant. C'est à dire la Compétitivité.


La compétitivité


La chaîne de l'Himalaya est le fruit de la collisions entre l'Inde et Laurasie

Cette dernière est l'opposé de la vicariance. En effet la dérive des continents amène à une dislocation des masses continentales, seulement elle ne se limite pas à cela, elle a aussi pour conséquence de faire entrer en collision des continents qui étaient auparavant isolés. Par exemple, après avoir dérivé vers le nord, l'Inde qui était une plate-forme insulaire est entrée en collision avec Laurasie il y a environ 50 millions d'années provoquant ainsi la genèse de l'Himalaya. Il en est de même actuellement pour l'Afrique qui se rapproche de l'Europe et l'Australie de l'Asie. Dans ces circonstances, les animaux et végétaux portés par les continents se retrouvent tout à coup face à face. Ces organismes vont alors être confrontés à la compétitivité. Ces échanges faune/flore survenant, ils entraînent d'inévitables disparitions d'espèces entières ou cas contraire une rapide diversification d'autres groupes. Il y a 15 millions d'années lorsque l'océan Thétys qui séparait l'Afrique de Laurasie s'est fermé, de nombreux mammifères du continent africain comme les bovidés, les girafes ou encore les éléphants ont envahi Laurasie, supplantant les autres groupes de mammifères qui au final disparurent. Parallèlement, il y a 3 millions d'années l'isthme de Panama a réuni l'Amérique du Nord à l'Amérique du Sud, après un long isolement de cette dernière (50 millions d'années), une partie importante de la faune sud-américaine a été dominée par les animaux nord-américains. Nous constatons par ailleurs que ce mécanisme de compétitivité, à la suite du rassemblement de deux continents est beaucoup moindre chez les végétaux même si ce dernier est tout de même important, l'évolution des végétaux dépend surtout du climat (nous verrons cela ailleurs dans l'exposé). Dans le monde sous-marin qui est très territorial (peut être même plus que sur le continent) la mise en commun de mers autrefois indépendantes joue ici aussi la règle de compétitivité et survivance du plus fort, chère à Darwin. Dans plusieurs millions d'années l'Australie va elle aussi entrer en collision, ici ce sera avec l'Asie du Sud-Est et si d'ici là, il y a encore des marsupiaux, ils auront sans doute du mal à survivre à la concurrence des mammifères placentaires du contient asiatique. Attention tout de même à ne pas confondre « Extinctions » avec la rencontre de deux continents, en effet une extinction peut être due à la dérive des continents mais ce n'est pas forcément le cas. C'est souvent plus compliqué que cela, et le cas de la disparition des dinosaures en est un bon exemple, ici une espèce compétitive disparaît, laissant la place aux plus petits. Nous pensons que la terre a subi cinq grandes extinctions de masse, c'est à dire où un grand nombre d'espèces animales et végétales disparaissaient à jamais de la surface du globe ; dans la majorité des cas il s'agissait de plus de la moitié des espèces qui succombaient. Nous prendrons un exemple assez connu, c'est à dire la disparition des dinosaures il y a 65 millions d'années à la fin du Crétacé, cette extinction n'était pas due, à priori à la dérive des continents mais plutôt à une catastrophe naturelle terrestre (volcanisme) ou extraterrestre (astéroïde). Les scientifiques discutent encore sur la question. Le fait est, que les mammifères qui, pendant tout le règne des dinosaures, vivaient dans l'ombre ont pu sortir au grand jour et coloniser la planète, se diversifier puis évoluer vers différents types. Les « plus forts » avaient disparu, l'âge d'or des mammifères pouvait commencer. Quoi qu'il en soit sans les événements cataclysmiques qui ont entraîné la disparition des dinosaures au crétacé, dérive des continents ou pas, collision de masses continentales ou non, il est tout à fait probable que les mammifères seraient toujours restés dans l'ombre des reptiles géants. Nous comprenons donc qu'il n'est pas une obligation de faire l'amalgame extinction=collisions de deux continents et compétitivité.

L'homme lui-même est responsable de la compétitivité, cette dernière n'est pas naturelle mais est due au fait qu'il modifie l'environnement et l'aire de répartition des différentes espèces. Nous notons donc que l'aspect naturel des extinctions est de plus en plus difficile à déceler. Pour des raisons évidentes, il existe donc très peu de publications sur le sujet, mais que nous réserve l'avenir sur l'évolution animale due à la dérive des continents, nous pouvons seulement faire des hypothèses.


Collision, isolement créateurs de la biodiversité ?

Beaucoup, de savants se posent des questions sur l'implication réelle de l'isolement et des collisions continentales, sur l'augmentation de la diversité des espèces, tout du moins au cours des derniers 200 millions d'années, là où la facette de la terre commence réellement à changer. En effet avant cette date la Pangée faisait toujours office de contient unique (de - 350 MA à -200 MA.). Bien sûr , ce continent était parsemé ça et là de diverses mers mais, comme dit précédemment, ces dernières permettaient un échange assez aisé des flores et des végétaux, beaucoup plus qu'un gigantesque océan. Il est simple, en ce basant sur la théorie, de concevoir que la division d'un continent ayant en son sol X espèces verra après sa division, l'apparition de 2X espèces ou un autre multiple de X. De plus on constate une explosion de la biodiversité de plus en plus grande, plus les continents se séparent (traces fossiles), c'est d'autant plus visible à partir de Crétacé (-140 MA) jusqu'à notre époque. Quoi qu'il en soit ces « courbes de biodiversités » sont provisoires et sont probablement en partie fausses mais la coïncidence de la rapide augmentation du monde du vivant avec la séparation de « Pangée » est tout de même un signe de bonne voie à suivre pour les chercheurs. D'ailleurs, ce phénomène est visible lorsque l'on regarde le nombre de familles d'espèces différentes à une époque donnée :

On observe quatre grandes phases dans l'évolution du nombre de familles différentes sur les continents du Cambrien à aujourd'hui du fait de la dérive des continents. Au Cambrien se déroule la colonisation des terres immergées, donc, forte et rapide augmentation de la diversité des familles sur les continents accentué par un morcellement des continents entraînant la vicariance. De l'Ordovicien au début du Carbonifère, il y a une stabilisation de la multiplication des familles dû au rapprochement progressif de plaques qui équilibre les phénomènes de vicariance et de compétition. Du début du Carbonifère jusqu'au Trias, on voit une forte baisse du nombre de familles. Cette baisse est due au rapprochement des plaques et à la formation de la Pangée entraînant la compétition. Du Trias à aujourd'hui, on observe une très forte hausse du nombre de familles dû au morcellement de la Pangée (vicariance de nouveau). Même du temps de la Pangée où le monde animal et végétal était assez homogène, il existait des distinctions succinctes apparemment liées aux zones climatiques, comme quoi dans l'évolution rien n'est dépendant d'un seul paramètre.


II- Les changements climatiques influent sur les espèces

Généralités

Quand on parle de l'influence de la dérive des continents sur le monde animal et végétal on pense souvent à la vicariance et à la compétitivité comme vue précédemment. Seulement un autre facteur (du moins tout aussi important et dépendant aussi d'autres petits facteurs). Il s'agit du climat, en effet, lorsque les continents dérivent et se disloquent, cela n'a pas pour seule conséquence d'isoler ou alors de confronter des espèces. Cela a aussi pour conséquence de changer radicalement le climat des zones en question, par exemple une zone ayant un climat équatorial va dériver pendant plusieurs millions d'années vers le sud et voir son climat chaud se transformer en un climat plus froid, voir polaire. Ce cas de figure se vérifie aussi pour d'autres types de configurations (nord>sud, centre> nord, etc.) . Or, comme le dit Darwin dans ses travaux, une espèce, qu'elle soit animale ou végétale, s'adapte à son milieu naturel, là où elle vie; or ce milieu naturel caractéristique de chaque espèce qui a su s'y adapter, dépend du climat. Or dans le cas d'une dérive la masse continentale dérivée va alors connaître un tout nouveau climat qui va bouleverser l'équilibre écologique de la zone. Bien sûr ce « Choc » est très lent et ne se fait pas du jour au lendemain étant donné que pour que la dérive soit véritablement visible macroscopiquement il faut des milliers voir des millions d'années; on peut en conclure que pour que les conséquences sur l'écosystème soit véritablement visibles, il faut une échelle de temps proportionnelle à ce premier paramètre. Bien sûr les continents n'ont pas forcément besoin d'une dérive pour voir leur climat changer; en effet des modifications des courants océaniques et le réchauffement globale de la terre peuvent s'en charger. Aujourd'hui, la Terre se réchauffe plus rapidement qu'à toute autre époque depuis 10 000 ans; la cause : l'effet de serre. Donc durant les périodes inférieures l'effet de serre ne faisant pas encore effet à ce stade on peut juger le réchauffement global négligeable par rapport à notre époque, dans le sens où il n'entraînait que des petites transformations des faunes au niveau morphologique, il est certain qu'a l'heure actuelle il sera très difficile, d'ici plusieurs milliers d'années, lorsque des continents auront changé de place, de savoir si les modifications de l'écosystème seront dues au réchauffement globale ou au changement climatique du à une modification spatiale de la zone étudiée. Donc ces modifications spatiales, des zones étaient très importante durant ces époques éloignées et avaient pour conséquences d'entraîner d'inévitables extinctions d'espèces ne pouvant désormais et de façon totale vivre dans ce nouveau milieu avec ce nouveau climat. Certaines espèces plus robustes allaient elles, réussir à évoluer dans la même direction que le climat c'est à dire s'adapter, trouver des outils pour être en harmonie avec ce nouveau milieu et changer de façon très importante morphologiquement sans pour autant disparaître totalement. Ce changement climatique de la région peut aussi faire apparaître des espèces dont le nouveau milieu correspond mieux aux besoins de ces dernières. Il existe différents paramètres pour une qu'une espèce évolue dans telle ou telle voie : premièrement la chaleur ainsi que l'humidité au cours de l'année jouent un rôle clé dans la prospérité de la répartition animale et végétale. L'évolution se faisant aussi par le type de nourriture ingérée par les organismes et la nourriture dépendant elle-même du climat nous observons le premier « effet papillon » de l'évolution c'est-à-dire une modification d'un paramètre entraîne une modification de l'autre et ainsi de suite. La dérive des continents de part sa capacité de faire migrer une zone spatiale X avec un climat X vers une zone Y avec un climat Y, a pour effet de stimuler le processus évolutif, du fait que les facteurs modifiés par cette dérive sont les plus important en terme d'évolution. Le climat est tellement important pour le phénotype des espèces que ces variations climatiques (dues à a la dérive ou autres facteurs, qu'importe) vont modifier le génotype des espèces pour que les organismes soient plus en adéquation avec ce nouveau climat.


Spécification animale

environnement

Par exemple, l'ours blanc. Nous pouvons supposer que ce dernier s'est adapté au climat polaire d'une façon ou d'une autre en contractant un pelage blanchâtre et une meilleure protection contre le froid. Alors, savez-vous pourquoi la couleur des ours polaires est blanche ? C'est parce que cette couleur leur permet de se cacher entre les glaciers blancs de plusieurs kilomètres de longueur. Si leur couleur était noire comme un corbeau ou colorée comme les perroquets des forêts tropicales, il serait extrêmement difficile pour eux de se protéger ou de chasser dans cette région. D'ailleurs, nous constatons que cette couleur blanche se retrouve chez beaucoup d'animaux polaires ce qui nous concerte donc sur le fait qu'une espèce évolue en fonction du climat et donc que la dérive des continents en changeant le climat de l'aire de répartition des espèces a, entre autre, cet effet là aussi.


L'ours polaire se confond avec son environnement

Spécification végétale

Il est possible à partir de l'analyse des facteurs limitants des espèces, de comprendre la répartition des aires écologiques en combinant températures et précipitations. La représentation graphique (diagrammes de Rey) permet d'identifier les aires d'exclusivité et les aires de concurrence entre espèces ou entre formations végétales. Si les aires d'exclusivité s'expliquent par les caractères climatiques, les aires de concurrence donnent la part belle aux facteurs stationnels (pente, exposition, sols, ...)pour expliquer la présence en un lieu de telle espèce plutôt que telle autre. Les diagrammes de quelques espèces de la forêt tempérée permettent d'illustrer ce phénomène : Donc en plus de modifier le climat, la dérive modifie le sol et son relief, (ce qui nous complique encore la tâche qui ne se résume plus a un simple changement climatique). La dérive des continents est donc un accélérateur plus au moins naturel d'évolution de part la vicariance et la compétitivité comme vu précédemment, mais aussi par son influence sur le climat des zones étudiées.

Conclusion

D'après notre étude qui a porté sur les conséquences de la dérive des continents sur l'évolution de la faune et de la flore, nous avons découvert deux de ces conséquences qui sont celle lié à l'éloignement ou au rapprochement des espèces (vicariance et compétition) mais aussi celle du changement de climat causé par le changement de zone climatique d'un continent. Nous avons étudié les évolutions d'espèces dans le passé jusqu'à aujourd'hui mais, en suivant le même schéma d'idée, on peut imaginer ce à quoi ressembleront les espèces qui vivront dans plusieurs millions d'années, avec tout de même une part d'imagination. Pourtant, nous sommes persuadés qu'il existe d'autres conséquences de la dérive sur les espèces mais que nous n'avons eu ni la place, ni le temps de les traiter dans ce dossier. L'évolution des espèces est un phénomène complexe dont le fonctionnement est tout à fait fascinant et elle est liée par bien des points à la tectonique des plaques. Comme quoi, les sciences de la vie et celles de la terre ne sont pas si indépendantes.

Par
JPman