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Les crise biologiques : repères de lhistoire de la terre Couplage des évènements biologiques et géologiques au cours du temps

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Présentation au sujet: "Les crise biologiques : repères de lhistoire de la terre Couplage des évènements biologiques et géologiques au cours du temps"— Transcription de la présentation:

1 Les crise biologiques : repères de lhistoire de la terre Couplage des évènements biologiques et géologiques au cours du temps

2 1. Des crises biologiques au cours de lévolution de la biosphère Des crises visibles dans les colonnes stratigraphiques (changement de sédimentation, changement de paléontologie…) Une crise biologique est : * Une extinction dun nombre important despèce * Simultanée, brutale (temps géologiquement court) * Mondiale (phénomène planétaire)

3 Variation du taux dextinction en fonction du temps. (Le taux dextinction considéré ici est celui des familles marines en général). Document Internet : Des extinctions de masse (nombre important despèce) Bruit de fond

4 2. La limite Crétacé-Tertiaire : une crise majeure A) Une crise biologique brutale, massive et sélective 1. Des extinctions brutales et massives Niveau de la classification Pourcentage disparu Embranchements 0 Classes1 Ordres10 Familles14 Genres38 Espèces65-70 Ce tableau résume de façon théorique le pourcentage de groupes disparus selon les différents niveaux de la classification. Pour donner un exemple, lhomme appartient à lembranchement des Chordés, à la classe des mammifères, à lordre des primates, à la famille des hominidés, au genre Homo et à lespèce sapiens. Daprès Raup, 1993

5 Disparition en milieu terrestre Archosauriens ( Ptérosaures et dinosaures(hors oiseaux)) Une grande partie des mammifères marsupiaux Une partie des gymnosperme

6 Disparition en milieu aquatique - Une crise planctonique marquée : 80% des microorganismes marines disparaissent Ex : disparition des Globotruncana (zooplancton : animal unicellulaire) - Disparition des plésiosaures (reptiles marins) - Disparition des ammonites

7 Cest une crise sélective Groupe Familles présentes Familles éteintes Taux dextinction Chondrichthyens (Requins & Raies)44818 Poissons osseux50612 Amphibiens1100 Reptiles (6 groupes) Chéloniens (Tortues) Lacertiliens (Lézards et Serpents) Crocodiliens Ptérosauriens (« reptiles volants ») Plésiosauriens (« reptiles marins ») Dinosauriens sauf Oiseaux '-Oiseaux12975 Mammifères22523 Taux dextinction des Vertébrés au Maastrichtien (dernier étage du Crétacé, limite Crétacé/Tertiaire) daprès Benton M.J., Vertebrate Paleontology, Blackwell, 2000.Vertebrate Paleontology

8 2. Une diversification des survivants Une diversification des mammifères

9 Evolution des Amniotes depuis 360 millions dannées. Copyright : Éditions Belin

10 Evolution des végétaux depuis 245 millions dannées. Copyright : Éditions Belin Le monde végétal est moins touché que le monde animal : le nombre de disparitions y est nettement moindre. Pourtant, la multiplication du nombre de spores de fougères dans les sédiments lacustres de divers sites nord-américains juste au passage du Crétacé au Tertiaire, et la chute des grains de pollen des plantes à fleurs témoignent dun bouleversement important. Mais dun bouleversement de courte durée : les pourcentages des spores de fougères et de grains de pollen redeviennent en effet rapidement normaux. Tout se passe comme si labondance des plantes à fleurs avait décru soudainement et en même temps que laccumulation diridium dans les sédiments. Les fougères sont parmi les premiers végétaux à recoloniser la terre après la crise.

11 Le document présente l'évolution de la quantité de spores et pollens de part et d'autre de la limite Crétacé Tertiaire (limite KT), ainsi que celle de la teneur en iridium. On peut constater que le pourcentage des spores et pollens d'espèces végétales continentales varie de part et d'autre de la limite KT. En effet les spores de fougères (A) peu présentes avant la limite KT sont beaucoup plus nombreuses au niveau de la limite ou juste après. En revanche, le pourcentage de pollen de Gymnospermes (C-D) et Angiospermes (E) assez important avant la limite KT devient nul au niveau de la limite. On en déduit que ces espèces végétales ont disparu pendant plusieurs années avant de réapparaitre par la suite. Les graines de ces espèces ont du survivre dans le sol jusqu'à leur germination lorsque les conditions sont devenues meilleures. Les fougères ont sûrement profité de la disparition quasi-totale des plantes à graîne pour coloniser les niches écologiques libérées. La disparition des pollens de gymno et angiosperme et leur remplacement par des spores de fougères sont un indice argumentant l'existence d'une crise biologique à la limite KT. Les fougères étant des végétaux ne demandant pas beaucoup de lumière, à l'inverse des gymnospermes et angiospermes, on peut poser comme hypothèse que la quantité de lumière a fortement diminué. Un indice pouvant permettre d'expliquer cela est l'évolution de la teneur d'iridium, un platinoïde se trouvant en grande quantité dans les cendres volcaniques et les éjectats de chutes d'astéroïdes. On constate que cette teneur augmente fortement (70 ppb) au niveau de la limite KT. On peut donc penser que la cause de la crise KT est un volcanisme intense peut-être accompagné de la chute d'une météorite de taille importante. Conclusion : La disparition totale d'espèces végétales continentales et leur remplacement par d'autres espèces prouvent l'existence d'une crise biologique à la limite KT. Cette crise serait due à un volcanisme important et à la chute probable d'une météorite : elle est signée par une teneur en iridium anormale.. A : spores de trois espèces de Fougères basses. B : spores d'une espèce de fougère arborescente. C : pollen d'une espèce de Gymnosperme. D : pollen d'autres Gymnospermes. E : pollen d'Angiospermes. Gymnospermes : végétaux à ovules nus (pins, sapins, mélèzes...). Angiospermes : plantes à fleurs dont les ovules sont enfermés dans un ovaire (tulipes, blé, chêne...). Document : La flore de Nouvelle-Zélande à la limite Crétacé-paléocène

12 Globotruncana Hétérohélicidé Globigérine Source : La limite Crétacé-Paléocène sur la côte basque, Lacazedieu, A., Peybernès, B. et Seyve C., p.26, BU (447.95) LMI, 1996, CRDP d'Aquitaine.CRDP d'Aquitaine

13 Un cas dévolution convergente : Le dauphin (à gauche), un mammifère ayant occupé la niche écologique libérée par lichtyosaure (à droite), un reptile de lère secondaire, a aujourdhui une morphologie très proche de celle de son prédécesseur.

14 B) Etude des traces géologiques Document 1 : Colonne stratigraphique du site de Bidart, sur la côte basque française (Nathan TS) Document 2 : Taux de carbonate de calcium CaCO3 de part et d'autre de la limite Crétacé – Paléocène (Hatier TS) Lexique (d'après le Dictionnaire de géologie, éditions Masson) : Argile : roche sédimentaire constituée de minéraux argileux provenant notamment de l'altération de roches magmatiques ou métamorphiques. Calcaire : roche sédimentaire constituée essentiellement de carbonate de calcium CaCO3, et pouvant contenir une faible proportion de minéraux argileux. Marne : roche sédimentaire constituée d'un mélange de carbonate de calcium et de minéraux argileux (35 à 65% de minéraux argileux).

15 Une forte concentration en iridium (Ir : métal de la famille du platine) : 100 fois plus élevée que dans les roches de la croûte terrestre NB : Liridium présent dans la croûte terrestre est dû à la pluie de micrométéorites (100 tonnes/an), le reste de liridium terrestre est concentré dans le manteau inférieur et le noyau.

16 Des magnétites nickélifères Des quartz choqué Des tectites carbonatés (ou sphérules de verre)

17 C) Des causes géologiques possibles

18 Reconstitution du cratère de Chicxulub, sur les côtes du Yucatán (Mexique). Copyright : LPI/USGS Une météorite denviron 10 km de diamètre : Conséquences décrites sur le site de futura-sciences : lien

19 Une régression marine

20 3. Les crises, repères dans lhistoire de la Terre A) Des crises exceptionnelles 5 crises majeures

21 B) Causes possibles de ces crises Exemple de trapps contemporain de crises…

22 Mais on trouve aussi des impacts météoritiques, des changements de niveau marin, des changements climatiques…

23 C) Une crise biologique causée par lhomme ? - Un réchauffement climatique du à une augmentation du CO2 (combustion des énergies fossiles (pétrole, charbon…) et déforestation)

24 -la destruction de la forêt équatoriale, qui abrite plus de la moitié des espèces de la biosphère, celles-ci étant souvent de plus endémiques, est la première cause des extinctions ; - sous toutes les latitudes, lurbanisation a un effet direct de destruction de milieux, et des espèces qui les occupent ; - lagriculture intensive a également des effets dévastateurs sur la biodiversité, quand sur des centaines dhectares insectes et « mauvaises herbes » sont systématiquement détruits pour laisser la place à une seule variété de céréales (sélection non naturelle); - la pollution fait de gros dégâts, notamment sur les milieux marins ; - Laccroissement de la mobilité des personnes a favorisé le déplacement despèces (principalement des insectes, champignons, bactéries) dans des écosystèmes qui ne sont pas les leurs. En 1863, un insecte minuscule, le Phylloxéra traversait lAtlantique. Il sétait sévèrement attaqué aux vignes françaises, provoquant une grave crise. Cette crise du vignoble a duré 30 ans et sest terminée par la greffe de plants américains, naturellement résistants au Phylloxéra. Ainsi, la biodiversité pourrait devenir de plus en plus globale et standardisée au détriment des écosystèmes et espèces les plus spécifiques. - le changement climatique, entraîne la disparition des espèces incapables de sadapter. Il rejette des gaz à effet de serre, notamment le CO2 en utilisant les énergies fossiles et par la déforestation. Beaucoup despèces ne pourront sans doute pas sadapter aux changements climatiques prochains (trop rapides) et devraient disparaître.

25 Entre et espèces disparaissent chaque année (CNRS). Doc. 11 : Vers la 6ème extinction massive. Daprès La théorie de lévolution, H-S Science & Vie Junior N°27, 1997.


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