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Les modèles d’extinction et d’émergence changent après les extinctions massives

Un fossile de trilobite de la période ordovicienne, qui a duré il y a environ 485 à 443 millions d’années. Une nouvelle analyse des fossiles marins de la majeure partie du dernier demi-milliard d’années montre que les règles habituelles d’évolution de la taille corporelle changent au cours des extinctions de masse et des restaurations. Crédit : Smithsonian

Des scientifiques de l’Université de Stanford ont découvert un modèle surprenant de la façon dont la vie refait surface après une catastrophe. La recherche a été publiée le 6 octobre dans Actes de la Royal Society B Il montre que les règles habituelles d’évolution de la taille corporelle changent non seulement lors des extinctions de masse, mais également lors de la récupération ultérieure.


depuis les années 80, biologistes évolutionnistes Nous avons discuté de la question de savoir si les extinctions massives et les récupérations ultérieures intensifient les critères de sélection pour les temps normaux ou modifient fondamentalement l’ensemble des traits qui caractérisent les groupes d’espèces à détruire. La nouvelle étude a trouvé des preuves de ce dernier dans une analyse complète des fossiles marins de la majeure partie du dernier demi-milliard d’années.

Les auteurs ont écrit pour savoir si et comment la dynamique évolutive change à la suite de l’anéantissement mondial “et a de profondes implications non seulement pour comprendre les origines de la biosphère moderne, mais aussi pour prédire les conséquences de la crise actuelle de la biodiversité”.

« Enfin, nous voulons pouvoir jeter un œil à registre fossile “Et utilisez-les pour prédire ce qui va disparaître et, plus important encore, ce qui reviendra”, a déclaré l’auteur principal Pedro Monares, chercheur postdoctoral à la Stanford School of Earth, Energy and Environmental Sciences (Stanford Earth). Lorsque nous examinons de près les 485 millions d’années d’extinctions et de récupérations dans les océans du monde, il semble y avoir un modèle dans ce qui revient basé sur taille du corps Dans certains groupes.

Reconstruire plus petit ?

L’étude est basée sur Recherche récente de Stanford qui l’a regardé corps taille et extinction Parmi les dangers animaux marins Dans les groupements appelés genres, un niveau de classification est au-dessus des espèces. Cette étude a révélé qu’en moyenne, les genres plus petits sont tout aussi susceptibles ou plus susceptibles d’être éteints que leurs plus grands parents.

La nouvelle étude a révélé que ce schéma était vrai pour 10 classes d’animaux marins pendant de longues périodes entre les extinctions massives. Mais les extinctions massives ébranlent les règles de manière imprévisible, le risque d’extinction devenant plus grand pour les espèces plus petites dans certains groupes et la perte des plus grandes dans d’autres.

Les résultats montrent que les genres plus petits d’une classe connue sous le nom de crinoïdes – parfois appelés lys de mer ou pièces de monnaie fantastiques – étaient plus susceptibles d’être exterminés au cours de extinction de masse événements. En revanche, aucune différence de taille détectable n’a été montrée entre les victimes et les survivants pendant les périodes « de fond ». Parmi les trilobites, une variété étroitement liée aux limules modernes, les chances d’extinction diminuaient très légèrement avec la taille du corps pendant les périodes de fond, mais augmentaient d’environ huit fois avec chaque doublement de la longueur du corps pendant les extinctions massives.

Lorsqu’ils ont regardé au-delà des genres marins morts pour déterminer lesquels étaient les premiers, les auteurs ont découvert un changement plus spectaculaire dans les modèles de taille corporelle avant et après les extinctions. Pendant les périodes de fond, les races nouvellement développées ont tendance à être légèrement plus grandes que celles qui ont précédé. Au cours de la récupération après une extinction de masse, le schéma s’inverse et il devient plus courant pour les auteurs de la plupart des classes d’être jeunes par rapport aux espèces survivantes qui ont survécu à la catastrophe.

Les genres de gastéropodes, y compris les escargots, sont parmi les rares exceptions à ce modèle de reconstruction plus petit. Les genres de gastéropodes apparus pendant les périodes de récupération avaient tendance à être plus nombreux que les survivants de la catastrophe précédente. Presque partout, écrivent les auteurs, « la sélectivité de la taille du corps est la plus prononcée, quelle que soit la direction, pendant les événements d’extinction de masse et les périodes de récupération pendant les périodes de fond ».

Considérez cela comme la version de la Biosphère consistant à choisir des débutants et des guides en fonction de la taille et du poids plutôt que des compétences après avoir perdu un gros match. Il peut y avoir une logique à ce plan de match dans l’arc de l’évolution. “Notre prochain défi est de déterminer pourquoi de nombreux initiateurs post-extinction de masse sont jeunes”, a déclaré l’auteur principal Jonathan Payne, professeur Dorle William Kirby à Stanford Earth.

Les scientifiques ne savent pas encore si ces causes sont liées aux conditions environnementales mondiales, telles que des niveaux d’oxygène plus faibles ou des températures plus élevées, ou des facteurs liés aux interactions entre les organismes et leur environnement local, tels que la pénurie alimentaire ou les prédateurs. Selon Payne, “Identifier les causes de ces schémas peut nous aider non seulement à comprendre comment notre monde actuel est né, mais aussi à mettre en évidence la réponse évolutive à long terme à la crise d’extinction actuelle.”

données fossiles

Ce sont les derniers d’une série d’articles de recherche du Payne Research Group qui exploitent des analyses statistiques et des simulations informatiques pour révéler la dynamique évolutive des données de taille corporelle à partir des enregistrements de fossiles marins. En 2015, l’équipe a recruté des stagiaires du secondaire et des étudiants pour aider à calculer la taille et la taille du corps de milliers de genres marins à partir de photos et d’illustrations. L’ensemble de données résultant comprenait la plupart des genres d’animaux invertébrés fossiles connus de la science et était au moins 10 fois plus grand que tout ensemble précédent de tailles corporelles d’animaux fossiles.

Le groupe a depuis élargi l’ensemble de données et l’a orienté vers des modèles. Entre autres résultats, ils ont constaté que la plus grande taille corporelle est devenue l’un des plus grands déterminants Danger d’extinction Animaux de l’océan pour la première fois dans l’histoire de la vie sur Terre.

Pour la nouvelle étude, Monarrez, Payne et le co-auteur Noel Heim de l’Université Tufts ont utilisé les données de taille corporelle provenant des archives fossiles marines pour estimer la probabilité d’extinction et d’évolution en fonction de la taille corporelle au cours de la plupart des 485 derniers millions d’années. En associant les données de taille corporelle aux enregistrements de fréquence du public base de données paléobiologie, ont pu analyser 284 308 occurrences fossiles d’animaux marins appartenant à 10 203 genres. “Cet ensemble de données nous a permis de documenter, dans différents groupes d’animaux, comment les modèles évolutifs changent lorsque des extinctions massives se produisent”, a déclaré Payne.

reprise future

D’autres paléontologues ont noté que les petits animaux sont devenus plus fréquents dans les archives fossiles après l’extinction massive – ils l’appellent souvent “l’effet Lilliput”, d’après le royaume des jeunes dans le roman de Gulliver du XVIIIe siècle par Jonathan Swift.

Les résultats de la nouvelle étude suggèrent que la physiologie animale offre une explication plausible à ce schéma. Les auteurs ont trouvé un schéma de contraction classique dans la plupart des classes d’animaux marins avec de faibles niveaux d’activité et un métabolisme lent. Les espèces de ces groupes qui ont évolué immédiatement après les extinctions massives ont tendance à avoir des corps plus petits que ceux qui sont apparus pendant les périodes de fond. En revanche, lorsque de nouvelles espèces ont évolué en groupes d’animaux marins plus actifs avec des métabolismes plus rapides, elles avaient tendance à avoir des corps plus gros à la suite de l’extinction et des corps plus petits en temps normal.

Les résultats mettent en évidence l’extinction de masse comme un drame dans deux œuvres. “La partie extinction change le monde non seulement en supprimant trop d’organismes ou trop d’espèces, mais en les supprimant selon différents schémas sélectifs. Après cela, le rétablissement n’est pas égal à tous ceux qui survivent. Il introduit un nouvel ensemble de biais », Payne “Ce n’est qu’en combinant ces deux que vous pouvez vraiment comprendre le monde que nous obtenons après cinq ou dix millions d’années d’extinction.”


Les jeunes animaux ont fait face à des probabilités étonnamment longues dans les anciens océans


Plus d’information:
Pedro M. Monarrez et al, L’extinction de masse modifie la dynamique d’extinction et de genèse par rapport à la taille corporelle, Actes de la Royal Society B : Sciences biologiques (2021). DOI : 10.1098/rspb.2021.1681

Introduction de
Université de Stanford

la citation: Extinction changeante et modèles émergents après l’extinction de masse (2021, 6 octobre) Extrait le 6 octobre 2021 de https://phys.org/news/2021-10-extinction-patterns-mass-extinctions.html

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