Il y aurait des signes avant-coureurs d'une potentielle extinction de masse

Si vous vivez près d'une rivière ou d'un lac d'eau douce, il y a de fortes chances que vous ayez vu des signaux d’avertissement concernant une prolifération d'algues sur les rives. Selon une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Communications, ces proliférations pourraient être les premiers indicateurs d'une catastrophe écologique en cours, causée par l'homme, qui ressemble étrangement à la pire extinction de l'histoire de la Terre. 

Il y a 251 millions d'années, la crise biologique de la fin du Permien, surnommée la « grande mort », a anéanti près de 90 % des espèces de la Terre, ce qui en fait la pire catastrophe de notre histoire. 

Aujourd’hui, le réchauffement climatique pourrait nous mener à une catastrophe similaire, selon une équipe dirigée par Chris Mays, chercheur postdoctorant et paléobotaniste au Musée suédois d'histoire naturelle à Stockholm. Les chercheurs ont constaté que les proliférations d'algues et de bactéries toxiques lors de la grande mort sont semblables à la récente prolifération microbienne dans les lacs et rivières. Ce phénomène est lié aux activités humaines comme les émissions de gaz à effet de serre et la déforestation.

« Nous n'en sommes pas encore là, dit Chris Mays, en faisant référence à la grande mort. Les niveaux de CO2 n'ont pas encore doublé depuis l'époque préindustrielle, mais nous sommes en train de rattraper notre retard. »

Les proliférations microbiennes transforment les habitats d'eau douce en « zones mortes » qui peuvent étouffer d’autres espèces, augmentant ainsi l’accélération des phénomènes d'extinction. Elles peuvent également retarder la reconstitution des écosystèmes de plusieurs millions d'années, note l'équipe.

Mays et ses collègues sont parvenus à cette conclusion troublante en analysant les archives fossiles situées près de Sydney, en Australie, qui ont été déposées avant, pendant et après l'extinction de la fin du Permien.

Les mécanismes exacts à l'origine de la grande mort font encore débat, mais une série d'éruptions volcaniques a déclenché une hausse spectaculaire des températures et des émissions de gaz à effet de serre. Le taux de dioxyde de carbone a été multiplié par six et des feux de forêts et des sécheresses ont balayé la vie végétale.

La disparition soudaine des forêts, qui agissent comme des puits de carbone, a créé un déficit de carbone notable à la fin du Permien. Les nutriments et les sols qui avaient été métabolisés par ces écosystèmes botaniques se sont infiltrés dans les habitats d'eau douce voisins, renforçant ainsi les proliférations microbiennes qui étaient déjà florissantes en raison de la hausse des températures et du carbone atmosphérique.

Ces communautés microbiennes font partie intégrante des écosystèmes d'eau douce du monde entier, mais les effets du changement climatique provoqué par l'homme, notamment les incendies de forêt, la déforestation, la perte de sol et la sécheresse, entraînent un nouveau boom de la prolifération.

« Il faut trois ingrédients pour que se produise un événement similaire à la grande mort : l’accélération des émissions de gaz à effet de serre, l’augmentation des températures et l’abondance des nutriments, explique Mays. Lors de la grande mort, les éruptions volcaniques ont fourni les deux premiers ingrédients, tandis que la déforestation soudaine a provoqué le troisième. Pour l’expliquer autrement : lorsque les arbres ont été anéantis, les sols se sont déversés dans les rivières et les lacs, fournissant tous les nutriments dont les microbes avaient besoin. » 

« Aujourd'hui, les humains fournissent les trois en abondance, note-t-il. Le dioxyde de carbone et le réchauffement sont les sous-produits inévitables de la combustion de combustibles fossiles pendant des centaines d'années, et nous avons apporté d'abondants nutriments dans nos cours d'eau, principalement par l'agriculture et l'exploitation forestière. Ce mélange a conduit à une forte augmentation des proliférations toxiques en eau douce. »

Cette tendance menace d'étendre la portée des boues toxiques et de créer le type de zones mortes dangereuses qui ont contribué à l'énorme bouleversement écologique et à la lenteur du rétablissement après la grande mort. En effet, l'équipe de Mays a établi des comparaisons entre les proliférations de la fin du Permien et celles qui prospèrent aujourd'hui, notamment leur texture, leur structure filamenteuse, leur forte fluorescence et leur concentration. 

« Les concentrations d'algues de la fin du Permien, la pire extinction de masse de l'histoire de la Terre, étaient aussi élevées que certaines proliférations que nous observons aujourd'hui, explique Mays. Mais les proliférations du Permien se sont produites sans l'aide des humains. » 

L'équipe note que « la plage de températures de croissance optimale » pour ces microbes d'eau douce est de 20 à 32 °C, ce qui correspond aux températures estivales estimées de l'air au début du Trias, la période qui a immédiatement suivi le Permien, et se situe également dans la plage des températures prévues aux latitudes moyennes pour l'année 2100, selon l'étude.

« L'intérêt d'examiner les événements préhistoriques de réchauffement extrême, comme la fin du Permien, est qu'ils fournissent sans doute un signal plus clair des conséquences du changement climatique », explique Mays. « C'est parce que les fossiles et les roches nous montrent les résultats du réchauffement sans les influences désordonnées supplémentaires de l'homme », comme « l'afflux de nutriments par l'agriculture, la déforestation par l'exploitation forestière, les extinctions par braconnage et surpêche » et plus encore.

« Il s'avère que l'on peut provoquer de nombreuses extinctions simplement en libérant beaucoup de gaz à effet de serre sur une courte période, poursuit-il. Quelle que soit l'origine des gaz – volcans, avions, centrales électriques au charbon – les résultats peuvent finir par être les mêmes. »

Il est clair qu'il n'est pas encourageant de voir les mêmes tendances écologiques que celles de la pire extinction de masse de l'histoire de la Terre apparaître dans les systèmes d'eau douce qui nous entourent. Le suivi de l'apparition continue de ces proliférations pourrait aider les scientifiques à prévoir les coûts environnementaux de la crise climatique dans les années et décennies à venir, qui pourraient également inclure une récupération extrêmement tardive des écosystèmes perdus en raison de l'avancée des zones mortes microbiennes.

Mays et ses collègues prévoient également d'étudier le rôle des incendies de forêt dans les extinctions massives, ainsi que la destruction de puits de carbone essentiels comme les zones humides d'Amérique du Sud ou les tourbières de Sibérie.

« Comme nous l'avons vu dans les archives fossiles, sans ces zones qui ‘aspirent’le dioxyde de carbone, le monde pourrait devenir insupportablement chaud, dit Mays. Bien que les feux de forêt jouent un rôle important dans certains écosystèmes, je pense que la plupart des scientifiques seraient d'accord pour empêcher la destruction de ces puits de carbone et pour la considérer comme une priorité mondiale si nous voulons minimiser l'impact à long terme du réchauffement. » 

« Contrairement aux espèces qui ont subi les extinctions massives du passé, conclut-il, nous avons la possibilité d'empêcher ces proliférations toxiques en gardant nos cours d'eau propres et en réduisant nos émissions de gaz à effet de serre. »

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