Quand les premières forêts de la Terre ont-elles émergé ?
Des plantes vivantes les plus hautes de la Terre, les séquoias de Californie, à la plus grande forêt tropicale humide de la planète, l’Amazonie, les forêts majestueuses peuvent sembler intemporelles. Mais comme toute espèce ou écosystème, ils ont une date de naissance. En fait, bien que les plantes soient arrivées sur terre il y a environ 470 millions d’années, les arbres et les forêts n’ont fait leur apparition qu’il y a près de 390 millions d’années.
Au cours de cet intervalle, la vie végétale a lentement développé les précurseurs génétiques nécessaires à la production d’arbres, qui ont ensuite supplanté les autres plantes, a déclaré Chris Berry, paléobotaniste à l’Université de Cardiff au Royaume-Uni.
En 2019, Berry et ses collègues ont rendu compte de la plus ancienne forêt jamais enregistrée, dans la revue Current Biology. Cette forêt, découverte au Caire, New York, a révélé que les caractéristiques des arbres et des forêts – à savoir le bois, les racines et les feuilles au milieu d’une population de dizaines de plantes – sont apparues « beaucoup plus tôt qu’on ne le soupçonnait auparavant »: au début de la période dévonienne, 385 millions il y a des années, ont déclaré les chercheurs dans l’étude.
Le site du Caire a préservé les systèmes racinaires fossilisés d’arbres anciens, indiquant où ils seraient apparus dans la vie, a déclaré Berry. « Nous ne voyons pas de fossiles d’arbres, mais nous voyons une carte indiquant exactement où se trouvaient ces arbres », a-t-il déclaré. « Donc, ce que nous apprenons, c’est l’écologie de la forêt. »
Cette « carte » fossilisée comporte Archaeopteris, une plante ancienne qui possédait « de grandes racines ligneuses et des branches ligneuses avec des feuilles », comme les arbres modernes, selon un rapport de l’Université Binghamton à New York. Auparavant, le plus ancien connu Archaeopteris la découverte avait placé l’arrivée des plantes 20 millions d’années plus tard, a rapporté Science.
Le développement de ces premières forêts dépendait de l’évolution des précurseurs pour définir les traits des arbres, a déclaré Berry. « Je pense que le déclencheur est évolutif, le développement d’anatomies qui permettent une ramification plus complexe », a-t-il déclaré. De telles anatomies sont arrivées une fois que les plantes ont développé « la boîte à outils génétique pour pouvoir construire » des structures arborescentes, a déclaré Berry. Les premiers systèmes de ramification, par exemple, se sont développés juste avant le Dévonien, dans la période silurienne (il y a 443,8 millions à 419,2 millions d’années), tandis que les premières racines sont arrivées au début du Dévonien, selon deux rapports du Brooklyn Botanic Garden. Les caractéristiques des arbres ont ensuite conféré des avantages majeurs, en particulier la capacité de s’élever au-dessus de la concurrence pour absorber la lumière du soleil.
Cependant, certains changements environnementaux peuvent avoir rendu possible au moins une caractéristique importante de l’arbre. Les mégaphylles, feuilles courantes aujourd’hui et caractérisées par des nervures ramifiées, peuvent devenir beaucoup plus grandes que leurs prédécesseurs, absorbant ainsi plus de lumière solaire. Ils sont apparus pour la première fois il y a environ 390 millions d’années, mais ont commencé petit et ne se sont répandus que 30 millions d’années plus tard, à la fin du Dévonien, selon une étude de 2001 dans la revue Nature et un PBS « Eons » de 2021 épisode présentant l’étude.
Ce retard s’est produit parce que les niveaux élevés de dioxyde de carbone (CO2) ont rendu la Terre trop chaude pour les grandes feuilles de mégaphylle, selon l’étude. Ils absorberaient simplement trop de lumière solaire et surchaufferaient. Cependant, la chute des niveaux de CO2 dans le Dévonien a doublement profité aux mégaphylles : les réductions de ce gaz à effet de serre ont refroidi la planète, tandis que les grandes mégaphylles pouvaient s’insérer dans davantage de pores appelés stomates pour absorber des niveaux plus élevés de CO2 en baisse. De telles feuilles pourraient alors contribuer à faire avancer la révolution forestière.
