Les survivants de la crise Crétacé-Tertiaire

Cyril Langlois

Université Claude Bernard Lyon 1

Pierre Thomas

ENS Lyon

Benoît Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

15/03/2003

Résumé

Bilan des extinctions sur les groupes, familles et espèces vivant au Maastrichtien avant la limite K-T. Pistes d'explications sur la sélectivité des extinctions.


Question

Objet  : les survivants de la crise Crétacé-Tertiaire Date  :MAR, 11 Mar 2003 10:10:36 De  : elhijri

« Pourriez-vous m'expliquez quel(s) avantage(s) sélectif(s) ont permis aux Oiseaux, Chéloniens et Crocodiliens de survivre à la crise Crétacé-Tertiaire. »

Réponse

Au Crétacé, il y avait 6 groupes de Reptiles : Chéloniens, Lacertiliens, Crocodiliens, Ptérosauriens, Plésiosauriens et Dinosauriens (qui comprennent les Oiseaux). La question revient à comprendre pourquoi les seuls groupes à disparaître ont été les Ptérosauriens, les Plésiosauriens et les Dinosauriens hors Oiseaux ?

Quelques précisions sur les Dinosauriens et la notion d'extinction Crétacé -Tertiaire

  • Rappelons que dans l'esprit du public, les Dinosaures regroupent tous les gros Reptiles "effrayant", y compris les Plésiosauriens et les Ptérosauriens, ce qui est une erreur. Ptérosauriens et Plésiosauriens ne sont pas des Dinosauriens. Ils se sont entièrement éteints à la limite Crétacé-Tertiaire, alors que seulement 90% des familles de Dinosauriens (30 familles de sur 33) ont été affectées. Les Dinosauriens n'ont pas disparu, puisque les Oiseaux sont des Dinosauriens, et qu'ils existent encore... (voir tableau ci-dessous).
  • Notez aussi que ce n'est pas parce qu'un groupe n'a pas disparu qu'il n'a pas été affecté. Par exemple, 90 % des espèces de Requins et Raies ont disparu à la limite Crétacé/Tertiaire (limite K/T), et se sont re-diversifiés et re-développés après. On peut ainsi se demander quel avantage sélectif a permis à 10 % des espèces de Crocodiliens et Chéloniens et à 1 % des espèces de Dinosauriens de survivre, alors que ce chiffre est de 0 % pour les Ptérosauriens et les Plésiosauriens ?

L'état des lieux : qui disparaît, qui est affecté et dans quelle mesure ?

Le tableau ci-dessous, qui donne le nombre de familles présentes au cours du Maastrichtien (dernier étage du Crétacé) et le nombre de familles qui s'éteignent au cours de cet intervalle de temps, permet de s'en rendre compte.

Il s'agit là des extinctions au niveau des Familles, et non des Genres ou des Espèces : ainsi, si 18 % seulement des Familles de Requins et Raies ont disparu au cours du Maestrichtien (aux environs de la limite Crétacé-Tertiaire), cela correspond à la disparition de 90 % des espèces contenues dans ce groupe des requins et raies !

Taux d'extinction des Vertébrés au Maastrichtien (dernier étage du Crétacé, limite Crétacé/Tertiaire) d'après Benton M.J., Vertebrate Paleontology , Blackwell, 2000.

Groupe

Familles présentes

Familles éteintes

Taux d'extinction

Chondrichthyens (Requins & Raies)

44

8

18

Poissons osseux

50

6

12

Amphibiens

11

0

0

Reptiles (6 groupes)

83

45

54

1- Chéloniens (Tortues)

15

4

27

2- Lacertiliens (Lézards et Serpents)

16

1

6

3- Crocodiliens

14

5

36

4- Ptérosauriens (« reptiles volants »)

2

2

100

5- Plésiosauriens (« reptiles marins »)

3

3

100

6-Dinosauriens sauf Oiseaux

21

21

100

6'-Oiseaux

12

9

75

Mammifères

22

5

23

Groupes « primitifs »

11

1

9

Marsupiaux

4

3

75

Placentaires

7

1

14

Total des Vertébrés

210

64

30

Poissons

94

14

15

Tétrapodes

116

50

43

Amniotes

105

50

48

Remarquons au passage que, puisque les Oiseaux sont aujourd'hui considérés comme issus d'un groupe de Dinosauriens, on peut dire que ces derniers n'ont pas disparu, et même que le taux d'extinction familial des Dinosauriens au sens large n'est que de 91% ((21 Familles de Dinosauriens + 9 Familles d'Oiseaux)/(21+12)), ou encore que 9% des Familles de Dinosauriens ont survécu, alors que tous les Ptérosauriens et tous les Plésiosauriens s'éteignent.

Que deviennent les Oiseaux à la limite Crétacé-Tertiaire ?

Ainsi, si les Oiseaux survivent à cet épisode, et sont vraisemblablement les représentants actuels des Dinosaures, ils sont néanmoins fortement affectés, même si le nombre de familles d'Oiseaux connues au Secondaire est beaucoup plus faible que le chiffre actuel.

Ce n'est qu'au Tertiaire que le clade des Oiseaux actuels, les Néornithes, se développe. Tous les représentants des Oiseaux plus archaïques (des oiseaux qui, pour la plupart, possédaient encore des dents) ont donc disparu à la suite de la crise K/T.

La figure ci-dessous montre les variations du nombre de familles d'Oiseaux au cours du temps, on y voit une baisse notable à -65 millions d'années.


Que deviennent les Mammifères et Reptiles à la limite Crétacé-Tertiaire ?

De même, les Mammifères du Crétacé sont affectés, tout comme les Crocodiliens et les Lézards (Lacertiliens) : comme déjà signalé plus haut, les Mosasaures, reptiles marins inclus dans les Lacertiliens, font partie des organismes marins qui disparaissent, tout comme les Plésiosaures, autres reptiles marins proches des Lacertiliens.

Que deviennent les Amphibiens à la limite Crétacé-Tertiaire ?

Seuls les Amphibiens ne paraissent absolument pas touchés par cette crise. Voir la figure ci-dessous, à la même échelle que la précédente pour les Oiseaux.


Que deviennent les Crocodiles à la limite Crétacé-Tertiaire ?

Pour les Crocodiles, il faut noter qu'ils étaient beaucoup plus diversifiés au Crétacé supérieur qu'à l'heure actuelle, avec des formes terrestres, marines ou d'eau douce, et que leur régime alimentaire était varié, souvent opportuniste. D'ailleurs, même les crocodiles continentaux passent la crise sans discontinuité marquée de leur diversité.

Dans l'ensemble, on constate surtout, pour ce qui est des Tétrapodes, qu'aucun animal de plus de 25 kg n'a survécu à l'extinction Crétacé-Tertiaire. Or, parmi les Vertébrés continentaux, 95% des animaux de plus de 10 kg étaient des Dinosaures, les 5% restant étant des Crocodiles, des Tortues terrestres ou de grands lézards.

Quelques pistes d'explication de cette sélectivité des extinctions

  • Peut-être la petite taille , donc aussi les besoins en nourriture plus faibles (en valeur absolue, mais pas relativement à la masse du corps !), un régime alimentaire plus varié que celui des gros herbivores ou des carnivores stricts, une plus grande capacité à se déplacer, à se cacher, etc, ont-il été des avantages. Cet atout vaudrait alors pour les Amphibiens, les Lézards et les Serpents.
  • On peut remarquer aussi que ces animaux hétérothermes peuvent rester inactifs et sans nourriture pendant de longues périodes : les crocodiles peuvent stocker d'importantes réserves de graisse dans leur queue, et se passer ainsi de nourriture sur plusieurs semaines, par exemple. Certains amphibiens actuels peuvent passer l'hiver en diminuant énormément leur métabolisme, et même pour certains en se laissant geler. Peut-être les dinosaures n'avaient-ils pas ces capacités, surtout si on les suppose « à sang chaud », ou avec un métabolisme élevé, comme on le propose aujourd'hui, au moins pour les espèces de taille petites et moyennes.
  • Il semble enfin que les tétrapodes d'eau douce, parmi lesquels on peut placer Tortues et Crocodiles, ont mieux supporté la crise. C'est aussi vrai pour les poissons d'eau douce, qui ne subissent pas de réel bouleversement au niveau du nombre de Familles ou de Genres. Même les gros représentants des crocodiliens connus au Crétacé supérieur semblent avoir survécu. Cette constatation s'accorde avec l'explication des extinctions par une crise des réseaux alimentaires basés sur la photosynthèse  : « l'hiver d'impact » aurait gravement affecté ces réseaux trophiques, et donc les herbivores et les carnivores qui s'en nourrissent. Par contre les réseaux trophiques d'eau douce, plutôt basés sur la consommation de matière organique, dissoute ou en suspension, par les microorganismes puis les petits animaux (larves d'arthropodes, petits poisons...) n'auraient pas été autant touchés.

Bibliographie

  • Benton M.J., 2000. Vertebrate Paleontology, Blackwel.
  • Lethiers F., 1998. Évolution de la Biosphère et événements géologiques, Gordon and Breach.
  • Le Loeff J., 2000. Les derniers dinosaures, Dossier Pour la Science : La valse des espèces.