Dinosaures

La fin d'un monde...

Mode d'emploi

Millions!

Première partie: la Terre au Crétacé

Décrire la paléogéographie de la Terre au Crétacé

Aspect à la toute fin du Crétacé (66 millions d'années)

En raison de la fragmentation des continents, une grande surface de mers épicontinentales peu profondes (en bleu clair) se met en place. Dans ces mers prolifèrent les algues, et en particulier les Coccolithophoridés, à l'origine des vastes dépôts de craie qui valent son nom à cette période.

Décrire le climat terrestre

Repérer les dinosauriens dans la classification phylogénétique (3 diapos)

• cyclostomes: à mâchoire circulaire (lamproies)
• gnathostomes: mâchoires opposables
• Chondrichtyens: poissons cartilagineux (requins, raies)
• ostéichtyens: "poissons osseux"
• Actinoptérygiens: poissons à nageoires rayonnées
• sarcoptérygiens: vertébrés à membres (ou nageoires) charnus
• coelacanthes: poissons à ébauche de poumons
• rhipidistia: vertébrés à poumons alvéolés
• dipneustes: poissons à branchies Et poumons

diapo suivante

Une classification phylogénétique des Vertébrés actuels

Pour se repérer dans les analyses suivantes:

des "poissons" osseux

des "poissons" avec une ébauche de poumon

=les amphibiens

les tortues

diapo suivante

Arbre phylogénétique des Sarcoptérygiens actuels

Lépidosauriens = Serpents, lézards (squamates) + sphénodons (peu d'espèces) Les Sauropsidés correspondent aux anciens "reptiles" et "oiseaux"

Sauropsids

Arbre phylogénétique des Amniotes actuels et éteints

Dans les diapos suivantes, le symbole "maison" en haut à gauche permet de revenir à cette diapo.

A partir de la diapositive suivante, recenser les principaux groupes d'êtres vivants marins au Crétacé. Identifier les groupes qui existent toujours aujourd'hui et ceux qui ont disparu.

vidéo de 16 minutes sur les reptiles marins

Vidéo (longue) sur les monstres des mers!

A partir des diapositives suivantes, identifier quelques groupes présents en milieu terrestre au Crétacé. Identifier leur régime alimentaire, leurs principales caractéristiques et indiquer si ces groupes existent toujours aujourd'hui.

Ptérosaures: des reptiles volants

vidéo de 11 min sur les Ptérosaures

échelle donnée par l'humain!

ce symbole en haut à gauche dans les diapos ultérieures revient à cette diapos

Dinosaures: arbre simplifié

Cette classification est fondée au départ sur la distinction entre dinosaures "à bassin d'oiseau" et dinosaures "à bassin de reptile" ; cette observation était malheureusement mal comprise par les paléontologues à cause de la forme très particulière du pubis et peu judicieuse car les oiseaux sont plus proches des saurischiens (bassin de reptile) que des ornitischiens (bassin d'oiseau)!

Deux grands groupes de dinosaures: les Saurischiens (à bassin de reptile) et les ornithischiens (à bassin d'oiseau)

vidéo de 8min sur les Sauropodes

Saurischiens Sauropodes

Argentinosaurus

Alamosaurus

Diplodocus

Titanosaure

Saurischiens Théropodes

Oviraptor

Velociraptor

Austroraptor

Tyrannosaure

Giganotosaurus

vidéo de 11 min sur les Théropodes

Saurischiens Théropodes

Spinosaure

vidéo de 11min sur les ornithopodes

Ornithischiens Ornithopodes

Parasaurolophus

Anatotitan = Edmontosaure

Iguanodon

Maiasaura (le dinosaure "bonne mère")

Ornithischiens Thyréophores

Euoplocéphalus

Stégosaure: ce groupe n'était plus présent au Crétacé supérieur

Ankylosaure

Ornithischiens Marginocéphales

vidéo de 13 min sur les marginocéphales

Pachycéphalosaurus

Pentaceratops

Tricératops

Leptocératops

Montanocératops

Psittacosaurus

En plus des Reptiles (marins, volants, dinosaures), on trouve d'autres groupes. Une partie des Théropodes peut déjà être considérée comme faisant partie des oiseaux. Oiseaux et Reptiles constituent en effet 2 groupes qui n'ont pas de valeur phylogénétique. On utilise le terme Sauropsidé pour désigner leur ensemble. Les Mammifères sont déjà là (apparus il y a 200 millions d'années), ce sont des Mammifères Protothériens (comme l'Echidné et l'ornithorhynque aujourd'hui, qui pondent des oeufs et ont un bec mais allaitent leurs petits), des Marsupiaux (comme le kangourou, le dingo actuels... qui ont une poche marsupiale où se termine le développement des petits) ou des Multituberculés (broyeurs de végétaux, pas d'espèce actuelle). Les Mammifères placentaires, du moins l'ancêtre commun des espèces actuelles, ne seraient apparus qu'il y a 65 millions d'années. Ces Mammifères sont souvent très petits, leur poids moyen est de 100g; on peut dire qu'ils vivent dans l'ombre des Dinosaures, mais ils sont néanmoins très diversifiés et ont des régimes alimentaires variés (viande, végétaux, crustacés, insectes).

Purgatorius

Didelphodon (marsupial)

Sinodelphys

Steropodon

Ptilodus

Mammifères du Crétacé

Jeholodens

Maotherium

Bilan de cette première partie: Quels sont les groupes de grands dinosaures herbivores présents à la fin du Crétacé? (le programme demande de se focaliser sur cet ensemble d'êtres vivants) Ces groupes sont- ils pauvres en espèces ou très diversifiés? De quelle taille sont les animaux qui les constituent? Quels végétaux consomment -ils? Au Trias et Jurassique, Fougères, Cycadophytes et Conifères dominent les terres émergées. Il y a 150 millions d'années, les Angiospermes se développent et deviennent majoritaires dans la plupart des écosystèmes au Crétacé.

Deuxième partie: la situation du vivant au tout début du Tertiaire (Cénozoïque)

A l'aide des diapositives suivantes, identifier l'état des principaux groupes d'êtres vivants après la crise. Proposer des hypothèses expliquant pourquoi certains groupes auraient mieux survécu que d'autres.

Taux d'extinction des principales familles de vertébrés (pour les Chondrichtyens par exemple, 90% des espèces ont disparu); les "familles présentes" correspondent aux familles présentes à la fin du Crétacé.

Les ammonites (mollusques céphalopodes de pleine eau, caractéristiques du Mésozoïque, proches du nautile actuel) éteintes ; les bélemnites (idem, proche de la seiche actuelle), éteintes ; les rudistes (mollusques lamellibranches fixés adaptés à une vie de type récifale), éteints ; les inocérames (mollusques lamellibranches fréquents dans les mers ayant produit les craies), éteints ; les foraminifères, ceux typiques du Crétacé disparaissent et de nouvelles formes leur succèdent au Tertiaire ; à noter que les foraminifères benthiques sont moins affectés que les pélagiques ; les brachiopodes subissent une hécatombe, mais ne s'éteignent pas ; les bryozoaires ont été durement touchés ; différents reptiles marins disparaissent, notamment les plésiosaures (sauroptérygiens), les ichtyosaures (ichtyoptérygiens, ils ne sont cependant plus connus dès le début du Crétacé supérieur), les mosasaures (proches parents des varans) ; les dinosaures (tous éteints sauf les oiseaux) ; les ptérosaures disparaissent (reptiles volants proches des dinosaures et crocodiles) ; les chondrichtyens (groupe de vertébrés marins regroupant les requins, raies et chimères actuels) subissent une hécatombe mais ne disparaissent pas complètement. ... On estime que 76% des espèces marines (Lethiers, 1998) connues alors à la surface de la planète se sont éteintes lors de cette crise. Cependant, il apparaît aussi que de nombreux groupes semblent avoir été très peu affectés voire pas affectés du tout. C'est par exemple le cas, à terre, des crocodiles, tortues, lézards, mammifères, insectes, plantes vertes dont les plantes à fleurs (angiospermes) alors en pleine radiation, et en mer dans le plancton des dinoflagellés, radiolaires, diatomées... La sélectivité des espèces survivantes semble s’être faite sur la spécialité des niches. Ainsi, les organismes généralistes paraissent avoir été moins affectés que les spécialistes.

Selon les estimations, près de 70 % des espèces qui vivaient à la fin du Crétacé furent donc anéantis par cette phase d'extinction. Ainsi, il s'agit bien d'une extinction en masse, au sens où on l'entend habituellement, puisqu'elle affecte dans un court laps de temps des groupes extrêmement variés, adaptés à des modes de vie très divers et ceci dans le monde entier. L'ampleur de cette crise l'a fait reconnaître depuis longtemps comme une des grandes coupures de l'Histoire de la vie. Comme on peut également le remarquer, un des caractères des extinctions de la fin du Crétacé est leur sélectivité : alors que certains groupes comme les dinosaures sont décimés, d'autres survivent apparemment sans être très affectés, comme les crocodiliens et les tortues. D'ailleurs, parmi les animaux terrestres, la masse semble avoir été un critère de sélection : aucun animal de plus de 25 kilos ne semble avoir survécu à la crise, y compris parmi les mammifères. Enfin, on peut dire que les animaux les moins touchés sont ceux vivant en eaux douces : poissons, amphibiens, certaines tortues, et crocodiliens ; chez ces derniers, même les espèces de grosse taille ont survécu.

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 que les autres réseaux: crise des réseaux trophiques basés sur la photosynthèse.

Peut-être la petite taille , donc les besoins en nourriture plus faibles, 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. 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 de nourriture sur plusieurs semaines. 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.

Bilan de la deuxième partie

Pourquoi peut on parler d'une extinction de masse? Quels groupes ont disparu? Les Dinosaures ont- ils disparu? Quel(s) élément(s) expliquerai(en)t que les organismes petits, d'eau douce, suspensivores, aient mieux survécu que les autres?

Troisième partie: Les causes de la crise

Identifier les principales hypothèses formulées pour expliquer cette crise. Indiquer ensuite les hypothèses retenues et les mécanismes qui ont conduit à cette crise.

Hypothèses proposées

• Les dinosaures ne pouvaient plus évoluer, ils seraient arrivés à la fin de leurs capacités évolutives, comme en témoignent les structures aberrantes (collerettes, plaques dorsales, cornes...) visibles sur certains. Leur taille trop grande entrainerait des problèmes hormonaux, des problèmes de reproduction...
• Les dinosaures auraient été victimes de la compétition avec les Mammifères.
• Les dinosaures n'auraient pas survécu à un changement climatique (la température pourrait agir sur le sexe des descendants, ou rendre les espèces apathiques en dessous d'une certaine température, les testicules pourraient arrêter de fonctionner au-dessus d'une certaine température...).
• Les dinosaures auraient été victimes d'épidémies et d'empoisonnement suite au changement de végétation (apparition de nombreuses Angiospermes produisant des molécules psychotropes).

• D'énormes éruptions volcaniques auraient entrainé la disparition de nombreux dinosaures (rejet de poussières, CO2, SO2).
• La chute d'une météorite serait responsable.
• La baisse du niveau marin aurait provoqué la disparition de nombreux biotopes marins de faibles profondeurs et entrainé un dessèchement des climats continentaux

Ces quatre premières hypothèses sont- elles plausibles au vu de la partie précédente ?

Ces 3 dernières hypothèses sont étudiées dans les diapos suivantes

Hypothèse de régression marine

Au Crétacé, le niveau des mers était exceptionnellement haut, en raison de la position des continents et du climat chaud (dilatation de l'eau, absence de calottes polaires). Des études géochimiques ont montré un refroidissement des mers durant les 4 derniers millions d'années du Crétacé. La cause probable est une réorganisation majeure de la circulation océanique, sous l'effet d'un ralentissement de l'expansion océanique. Ce refroidissement s'accompagne d'une chute importante du niveau marin à la fin du Crétacé (diminution du volume des dorsales + formation de calottes polaires), d'amplitude évaluée à 200 mètres environ (c'est l'une des plus importantes qui se soient produites au cours des temps géologiques).

On a donc des arguments pour dire qu'il y a eu une forte régression marine à la fin du Crétacé. Néanmoins ses conséquences auraient été beaucoup plus progressives et sans doute moins dramatiques. En outre, les espèces marines de forte profondeur ont été beaucoup plus touchées que les espèces de faible profondeur, et il y a eu d'autres régressions qui n'ont pas provoqué de crises.

Hypothèse de volcanisme intense

Empilement de coulées de lave: les trapps du Deccan en Inde

Hypothèse d'une météorite

A la fin des années 1970 Walter Alvarez, géologue à l'Université de Berkeley et son père Luis Alvarez, prix Nobel de physique en 1968, décident pour la toute première fois d'étudier les concentrations de métaux rares dans les couches sédimentaires de la limite K/T. Ils se rendent en Italie, dans la région des Apennins où la coupe géologique de Gubbio montre des terrains secondaires et tertiaires. Leurs analyses se concentrent sur la fine couche d'argile noire située à la limite entre le Crétacé et le Paléocène (première période de l'ère tertiaire). Les résultats sont pour le moins inattendus : ils révèlent une teneur en iridium (métal de la famille du platine) 100 fois plus élevée que dans les roches de la croûte terrestre.

L'iridium est extrêmement rare dans les roches de l'écorce terrestre (moins de 0,05 nanogramme par gramme ou 0,05 partie par milliard), mais relativement abondant dans les objets extraterrestres comme les météorites (jusqu'à 500 parties par milliard dans les chondrites carbonées). Tout l'iridium de notre planète est lié au fer concentré dans le noyau terrestre. Sa faible persistance dans la croûte est le résultat d'une fine pluie de micrométéorites qui tombe en permanence sur Terre. Ainsi, soit la couche d'argile a mis des millions d'années à se déposer, ce qui ne semble pas le cas dans le gisement étudié vu sa faible épaisseur, soit il faut faire intervenir un épisode d'enrichissement : afflux énorme de matière météoritique en un temps court.

L'annonce de la découverte de l'anomalie en iridium a suscité une quantité phénoménale de travaux et depuis, cette anomalie a été mise en évidence dans des dizaines de sites marins (par exemple dans le site d'El Kef, en Tunisie) et continentaux (y compris en France) dispersés sur toute la surface de la planète. Cette anomalie en iridium est donc le témoin d'un phénomène mondial qui s'est déroulé à la limite Crétacé - Tertiaire.

Enfin, il s'est avéré que la couche d'argile de la limite Crétacé-Tertiaire contient de nombreux autres indices d'un impact d'origine extraterrestre : des minéraux fracturés (les « quartz choqués »), des microsphérules, des spinelles ou des magnétites nickélifères, de fortes concentrations de suie, etc.

Quartz choqué

Spinelle nickelifère

Microsphérule

Y-a-t-il un cratère de météorite comme celui-ci (Meteor Crater en Arizona), qui date de 65 millions d'années?

A la recherche du cratère perdu...

Pourquoi ce n'est pas évident? si on cherche un gros cratère, car forcément il faut qu'il y ait eu une énorme météorite pour avoir eu autant de conséquences, cette météorite avait déjà 2 chances sur 3 de tomber dans les océans. Sur les continents le cratère aurait subi pendant 65 millions d'années l'érosion et l'action des êtres vivants, notamment la pousse de végétation. Les traces risquent donc d'être infimes. Heureusement, les indices géologiques ont aidé à l'identifier. Il est inutile de chercher le cratère au fond des océans, puisque la croûte océanique ne contient pas de quartz et qu'on a retrouvé des quartz choqués ; l'impact s'est donc produit au moins en partie sur un morceau de croûte continentale. Les quartz choqués sont plus abondants sur le continent nord-américain, autour du golfe du Mexique et dans la région des Caraïbes, ce qui indique une proximité de l'impact. De plus, la découverte d'autres minéraux, des zircons choqués, a complété ces informations: ces zircons proviennent d'une croûte continentale âgée d'environ 540 millions d'années. Cette indication permet d'écarter le continent nord-américain, sur lequel un candidat (le cratère de Manson) avait été proposé : les roches cristallines qui constituent ce continent sont vieilles d'un milliard et demi d'années environ. Autour du golfe du Mexique, la séquence des dépôts de la limite Crétacé-Tertiaire se complique : elle comporte, intercalé entre la couche de microsphérules et le niveau à iridium, un banc de grès. La morphologie de ces sables grossiers indique la rapidité et la violence de leur dépôt, que l'on définit sous le terme de tsunamites. Ces roches sont considérées comme le résultat d'un énorme raz-de-marée, ayant ravagé ici les côtes du Mexique ; ce raz-de-marée est très probablement une conséquence locale d'un impact. Le cratère ne doit pas être loin...

Le cratère de Chicxulub au Yucatan (Mexique)

Pour être responsable d'une structure aussi gigantesque, la météorite devait mesurer autour de 10 kilomètres de diamètre et peser près de 1000 milliards de tonnes ! Sa vitesse de collision estimée entre 15 km/s (dans le cas d'un astéroïde) et 70 km/s (dans le cas d'une comète) (on garde généralement une valeur comprise entre 40000 et 70000km/h) a provoqué un choc qui émit une énergie correspondant à dix mille fois celle émise par la déflagration de toutes les bombes de l'Humanité (5 milliards de fois celle de la bombe atomique larguée sur Hiroshima).

Lien avec roches carbonées et changement climatique

Conséquences de l'impact

l'énergie libérée lors de l'impact (5 milliards de fois celle de la bombe d'Hiroshima) fait monter la température de 10.000 ou 20.000°C, entraînant des phénomènes de fusion des roches, de vaporisation et d'incendie des forêts sur d'immenses surfaces. La chaleur dégagée dans l'atmosphère provoque des combinaisons entre l'oxygène et l'azote de l'air. Le NO2 résultant retombe sous forme de pluies d'acide nitrique néfastes aux plantes et aux invertébrés marins. Cette mobilisation de O2 a également pour conséquence la chute du taux de l'ozone permettant un passage accru des rayons ultraviolets ;

Le choc provoque un tremblement de terre de magnitude 12, avec des déplacements sédimentaires importants (turbidites) ainsi qu'une reprise d'activités volcaniques et hydrothermales. Par comparaison, le séisme le plus violent jamais enregistré par l'Homme n'avait qu'une magnitude de 9 environ. Un séisme de magnitude 12 est des millions de fois plus puissant et ne peut pas être provoqué par la seule activité tectonique de la Terre ; il y a vaporisation des roches provenant de l'astéroïde et de l'excavation creusée dans la croûte terrestre, formant une gigantesque « boule de feu ». Sachant que le cratère mesure en général vingt fois celui du bolide, on comprend l'importance des volumes mobilisés. La masse vaporisée de l'astéroïde représente moins de 1 % de la masse totale éjectée. Une partie de la poussière ainsi formée, comprenant les microsphérules, s'étale en un tapis autour du lieu d'impact. Le reste (comprenant entre autre des particules riches en iridium) s'élève dans le trou de l'atmosphère créé par la chute elle-même, à une vitesse d'environ 20 km/s. À environ 20 kilomètres d'altitude, c'est-à-dire dans la stratosphère, le nuage s'étale et entoure la Terre plusieurs mois, avant de retomber lentement à la surface de la planète, pour y former la couche enrichie en iridium. Pendant ce temps, avec les particules issues des combustions (notamment les aérosols), ce nuage arrête de façon significative les rayons solaires, plongeant le globe dans l'obscurité et installant un hiver d'impact ;

concomitamment, la température diminue, plus rapidement à la surface des continents, avec une différence de 40°C selon certaines estimations.

Mais l'impact de la crise K-T a eu lieu en bordure d'un continent, sur le plateau continental ; l'astéroïde est arrivé apparemment dans une mer peu profonde, provoquant donc en plus la formation d'un énorme tsunami se propageant avec une vague aussi élevée que la profondeur du milieu marin rencontré (une centaine de mètres), et à une vitesse de 0,5 km/s (près de 2 000 km/h). Ce raz-de-marée colossal a balayé les côtes du sud de l'Amérique du Nord et de l'Amérique centrale, d'où le dépôt des tsunamites dans ces régions. Dans un rayon de plusieurs milliers de kilomètres, la dévastation immédiate dut être totale. Impossible donc d'y retrouver des fossiles d'animaux contemporains de la crise.

En plus des poussières précédentes, un énorme volume de vapeur d'eau est propulsé dans l'atmosphère provoquant une forte hausse de l'effet de serre, car elle absorbe de nombreuses longueurs d'ondes des rayons infrarouges émis par la Terre. Comme cette vapeur d'eau reste en suspension plus longtemps que les poussières, un réchauffement significatif suivra l'hiver d'impact, créant une sorte de « douche écossaise ». Un effet de serre renforcé également par la libération de grandes quantités de CO2 et de SO2, projetées en quelques minutes mais persistantes.

Conséquences sur les êtres vivants

Dans les conditions d'obscurité qui suivirent l'impact, il dut y avoir un dépérissement général du monde végétal. Celui-ci provoqua à son tour une réaction en chaîne qui affecta sévèrement les espèces animales qui y puisaient leur nourriture : dans les mers, le plancton végétal « phytoplancton » fut le premier affecté et sa quasi-disparition entraîna la rupture d'une chaîne alimentaire qui comprenait le plancton animal puis des invertébrés comme les ammonites et les bélemnites, divers types de poissons et enfin, au bout de la chaîne, les grands reptiles marins tels que les plésiosaures et les mosasaures. Les êtres qui vivaient sur le fond et se nourrissaient de matière organique enfouie dans la vase, comme certains mollusques fouisseurs, résistèrent donc mieux à la catastrophe. C'est également le cas des animaux qui vivaient dans les eaux douces et qui faisaient partie d'une chaîne alimentaire ayant pour départ des particules de matière organique en suspension dans l'eau, consommées par de petits invertébrés tels que vers et crustacés, eux-mêmes mangés par des poissons, qui à leur tour servaient de proies à des tortues aquatiques et à des crocodiles. Tous ces animaux ont survécu sans grand dommage à la crise de la limite Crétacé-Tertiaire. Sur les continents, la végétation fut dévastée et les grands herbivores, qui avaient besoin de grandes quantités de plantes fraîches pour subsister, notamment les dinosaures herbivores, disparurent faute de nourriture. La rupture de cette chaîne alimentaire conduisit à la disparition des dinosaures carnivores, privés de leurs proies. Dans cette hypothèse, l'extinction des dinosaures se ramène donc à une disparition temporaire des ressources alimentaires due à l'obscurité. Ceux qui purent survivre appartenaient à d'autres chaînes alimentaires, n'impliquant pas directement les plantes vivantes, ce qui leur permit de survivre pendant la période d'obscurité. Il s'agit uniquement de petits animaux : petits vertébrés tels que les lézards et les petits mammifères, qui se nourrissaient d'insectes et de vers, lesquels consommaient la matière organique contenue dans l'humus et le sol. Ainsi, après plusieurs mois, lorsque la poussière atmosphérique se fut dispersée, et que la lumière du soleil put revenir de nouveau à la surface de la Terre, la plupart des plantes purent se développer grâce aux graines, spores, rhizomes, bulbes... qui avaient pu subsister pendant la période d'obscurité. Mais pour les nombreuses espèces animales disparues faute de nourriture, c'est-à-dire près de 70 % des espèces vivantes, il était trop tard.

Résumé des causes de la crise en vidéo, avec plein de révisions dedans pour seulement 12 minutes... Cette vidéo n'est pas facultative!

Et ici la fin des dinosaures, presque minute par minute ! (en 58min!)

Travaux actuels sur la crise KT

Une étude américaine propose que les dinosaures (hors oiseaux) étaient déjà sur le déclin avant l'impact de météorite (désolée pour le flou artistique, je n'ai pas trouvé mieux!)

petits herbivores

Carnivores

Admirez les barres d'erreurs!!

grands herbivores

grands herbivores

Ces graphiques présentent la diversité de plusieurs grands groupes de dinosaures (Cœlurosaures, Pachycephalosaures, Cératopsidés et Hadrosaures) durant les 12 derniers millions d’années du Crétacé supérieur. L’axe des abscisses indique une échelle de temps de - 77 à - 65 millions d’années. L’axe des ordonnées représente la disparité morphologique.

outcrop area: surface d'affleurements fossilifères de l'âge considéré

ceratopsidés et hadrosauridés sont herbivores, les tyrannosauridés sont carnivores

Un taxon en « bonne santé » doit présenter une disparité morphologique stable ou en augmentation au cours du temps. Dans le cas inverse, il est plutôt en déclin. Face à deux fossiles d'espèces proches, on peut ainsi estimer les différences entre elles et avoir une idée de la diversité génétique du groupe. Les variations anatomiques existant entre 150 espèces de dinosaures appartenant à 7 taxons différents ont été comparées pour plusieurs périodes du Crétacé supérieur. Cinq groupes se composaient uniquement d’herbivores : ankylosaures, pachycephalosaures, sauropodes, hadrosaures et cératopidés, et 2 regroupaient des carnivores : tyrannosaures et autres cœlurosaures. À l’échelle mondiale, les hadrosaures (les « dinosaures à becs de canard ») et cératopsidés (famille du triceratops), herbivores spécialisés qui possédaient des dents, déclinaient depuis 12 millions d’années lorsque la crise est survenue. Au même moment, les herbivores de plus petites tailles (ankylosaure, pachycephalosaure) et les sauropodes (par exemple les diplodocus) se portaient bien, tout comme les carnivores.

Cette hypothèse est contestée:

Alfio Alessandro Chiarenza et al., Ecological niche modelling does not support climatically-driven dinosaur diversity decline before the Cretaceous/Paleogene mass extinction, Nature Communications 10, 1-14, 6 March 2019. https://www.nature.com/articles/s41467-019-08997-2

Bilan de la troisième partie

Finalement, quelles sont les causes de la crise et comment ont elles agi sur la biodiversité?

D'autres évènements de volcanisme, d'autres météorites sont arrivés sur Terre, mais c'est la superposition de ces évènements, la taille de la météorite et en prime une modification climatique qui expliquent la crise.

Quatrième partie: après la crise

Qui a pris la place des grands dinosaures herbivores dans les écosystèmes ? Qu'est-il arrivé aux Mammifères à l'issue de la crise?

L'anthracotherium, ancêtre de l'hippopotame, disparu au miocène

Mammifères herbivores du tertiaire

Paracerathrerium = Indricotherium = Baluchitherium, le plus gros Mammifère ayant existé: jusqu'à 9m de long, 7m de hauteur, 20tonnes. Herbivore. Apparenté au rhinocéros De fait, au cours du tertiaire sont apparus les ancêtres de nombreuses lignées de Mammifères à sabots (ancêtres des rhinocéros, chevaux, éléphants, tapirs)

Mammifères herbivores du tertiaire

Poebrotherium (apparenté au chameau)

Mammifères herbivores du tertiaire

quadrupèdes à 5 doigts

Hoplophoneus

Hyaenodon

Mammifères carnivores du début de l'ère tertiaire

Dinictis (60cm de haut)

Entelodon (espèce de gros phacochère omnivore)

Radiation des Mamifères

Les premiers représentants des mammifères modernes (marsupiaux, placentaires, et leurs proches ancêtres), connus au début du Crétacé, marquent l’apparition de la mastication vraie, avec l’invention de la molaire moderne dite « tribosphénique » dont la couronne, munie de trois pointes, est capable de couper, percer et surtout broyer la nourriture. C’est cette nouvelle fonction-clef de broyage des dents qui va favoriser l’évolution et l’explosion des espèces omnivores et herbivores, une niche écologique restée auparavant inexploitée par les mammifères primitifs.

Si l’origine des marsupiaux et placentaires est commune, et probablement située en Asie, leurs radiations sont indépendantes. Au plan géographique, les marsupiaux se sont diversifiés dans la ‘guirlande’ Amériques Nord et Sud-Antarctique-Australie, tandis que les placentaires se sont épanouis dans l’ensemble de l’Ancien Monde et de l’Amérique du Nord. Les deux radiations montrent nombre de convergences, parfois spectaculaires. Si les événements de la transition Crétacé-Tertiaire (65 Ma) ont profité aux mammifères modernes, ce passage n’a pas été sans douleur pour d’autres groupes. A l’exception des multituberculés et des monotrèmes, tous les mammifères primitifs non « tribosphéniques » disparaissent à cette époque. Même les mammifères tribosphéniques connaissent d’importantes extinctions. Jusqu’à 90 % des espèces de marsupiaux disparaissent ainsi en Amérique du Nord à la fin du Crétacé.

La radiation des marsupiaux est relativement localisée. Mais leur principal centre de radiation moderne correspond à l’Australie, où ils sont aujourd’hui les plus diversifiés. Le monde des marsupiaux australiens illustre un exemple typique de radiation adaptative endémique, avec de nombreuses formes aux adaptations variées (kangourou, koala, loup marsupial), certaines atteignant la taille d’un rhinocéros (Diprotodon, 1,8 Ma); D’après les fossiles, la radiation des placentaires commence au début du Tertiaire. Elle atteint son apogée à l’Eocène où la majorité des ordres modernes apparaissent, peut être en liaison avec le grand réchauffement climatique alors observé. Cette période-clef d’évolution est caractérisée par un accroissement très rapide de la taille des espèces et de nombreuses innovations morphologiques liées à de nouvelles adaptations alimentaires et locomotrices.

Radiation évolutive des Mammifères: diversification très rapide, grâce aux nombreuses niches écologiques laissées vacantes.

L’ensemble des grands plans adaptatifs des mammifères actuels sont développés à l’Eocène, vers –55 Ma : fouisseurs, insectivores, carnassiers, omnivores et herbivores spécialisés (folivores, brouteurs, etc..). C’est ainsi qu’apparaissent parmi les groupes modernes les premiers artiodactyles (ruminants, cochons…) et leurs proches cousins cétacés (baleines), périssodactyles (chevaux, rhinocéros), chiroptères (chauves-souris), carnivores (lions, chiens), lagomorphes (lapins), siréniens (lamantins), primates lémuriformes (lémurs) et simiiformes (singes). Au Paléocène (-65 à -55 Ma), seuls de rares ordres modernes de placentaires sont représentés, et encore de façon très fragmentaire : xenarthres, insectivores (des familles éteintes), proboscidiens, primates et rongeurs. La plupart des groupes apparus au Paléocène, dont les « condylarthres », appartiennent en fait à des lignées primitives qui vont s’éteindre rapidement.

Mammifères

Pendant ce temps, serpents, lézards, tortues, crocodiles, oiseaux... ont survécu et se développent également. Mollusques et insectes subissent également une importante diversification.

Bilan de la quatrième partie

Qu'est ce qu'une radiation? Au vu des différents éléments étudiés, pourquoi les Mammifères présentent-ils une telle diversité, acquise très rapidement au début du tertiaire, alors que leur nombre d'espèces est relativement modeste (de l'ordre de 5000 espèces actuellement)?

Conclusion générale

Résumer la crise KT en un court paragraphe. Aux mécanismes étudiés ici s'ajoute la dérive génétique (cf. cours): lors de la crise, les populations des espèces ont été décimées. Dans les populations non éradiquées, les quelques survivants constituaient une population de faible effectif, avec une diversité génétique en grande partie perdue lors du décès des autres membres de la population. On observe un goulot démographique, et la diversité génétique va continuer à s'appauvrir au sein de ces populations du fait de la dérive génétique: perte au hasard d'une partie des allèles, ce qui risque de conduire les populations à un taux très faible d'hétérozygotie, et à une très faible résilience face aux variations du milieu. Ces populations seront donc notamment fragiles face aux maladies et aux variations climatiques.

Biblio/ sitographie: site Planet Terre, site Futura sciences, vidéos présentées, site d'alex bernardini, site dinosauress.fr...