Cryogénien

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Le Cryogénien est la deuxième période du Néoprotérozoïque. Elle s'étend de -720 à -635 Ma[1]. Elle suit le Tonien et précède l'Édiacarien. Elle est parfois subdivisée en 2 époques : le Sturtien (de -720 à -650 Ma) et le Varangien (de -650 à -635 Ma), des noms de deux des âges glaciaires survenus lors de cette période.

Cette période a été baptisée Cryogénien parce qu'ayant connu une glaciation générale de la Terre : la glaciation Varanger (cryo- est un préfix signifiant « froid »).

Paléobiologie[modifier | modifier le code]

Les horloges moléculaires placent l'émergence des premiers animaux (unicellulaires) au Néoprotérozoïque pré-Sturtien, mais il a fallu un certain temps pour voir apparaitre les animaux multicellaires plus complexe.

Des travaux récents[2] laissent penser que cette époque, en dépit de conditions de vie apparemment difficiles à coïncidé avec une hausse des populations d'algues dans les océans cryogéniques et avec l'émergence de premières formes de vies animales (encore très primitives, avec les premières éponges notamment)[3]. Elles seront localement si abondantes et durant une période si longue que leurs spicules est le principal constituant de certaines roches (Spiculites[4],[5],[6], gaizes et spongolites[7]).
C'est donc une période de transition entre un monde vivant bactérien, puis algo-bactérien en partie photosynthétique[8],[9] vers un monde aussi colonisé par des eucaryotes[2].. La période de 800 à 717 millions d'années (Ma) est en effet caractérisée par une croissance de la diversité des microfossiles eucaryotes.

Ceci correspond à l'un des premiers grands bouleversement écologique, l'un des plus profond que la vie sur terre ait connu : avec une totale réorganisation de la distribution du cycle du carbone et des nutriments (phosphore notamment[10],[11]) dans la colonne d'eau et l'augmentation du flux d'énergie vers des niveaux trophiques plus nombreux et complexes[2].

Les progrès de la biogéochimie ont permis l'étude rétrospective de certains biomarqueurs eucaryotes tels que le colestane, l'ergostane, le stigmastane, le dinostane, l'isopropylcholestane, le n-propylcholestane et le cryostane[12]. Elle a confirmé l'importance de cette période géologique pour la radiation évolutive[12]. Et elle apporte des précisions sur la géographie évolutive des premiers eurcaryotes ainsi que sur l'enrichissement taxonomique de ce groupe lors de la grande glaciation de la terre et jusqu'à l'Édiacarien (635-541 Ma)[12].
Le 26-méthylsterol pourrait avoir protégé des éponges, mais aussi d'autres eucaryotes, contre leurs propres toxines membranyliques (divers protistes sécrètent des toxines lytiques (c'est-à-dire capable de dissoudre (lyser) des parois cellulaires), ce qui leur permet à la fois d'échapper à la prédation et de parasiter ou tuer des proies eucaryotes[12].
Comme les membranes cellulaires construites avec des stérols peuvent être la cible de telles attaques, l'abondance du cryostane plaide en faveur d'une prédation dans le groupe Chuar et plaide pour l'hypothèses d'une eucaryophagie qui se serait généralisée au Cryogenien[12].

Le bilan fossile moléculaire des stéroïdes eucaryotes[13] incite à penser que la biomasse bactérienne était initialement encore la seule source primaires trophique importante dans les océans cryogéniens. Ces stéroïdes se sont ensuite diversifiés et sont devenus très abondant, ce qui est le signe de l'accroissement rapide de la biomasse d'algues planctoniques marines (Archaeplastida), dans un intervalle de temps géologiquement très court, entre les glaciations Sturtian et Marinoan « La terre boule de neige », il y a 659-645 millions d'années[2]. Il apporte aussi des indices sur la vie et l'apparence des éponges qui semblent compter parmi les premiers organismes animaux coloniaux importants[14]. .

Certains géobiologistes pensent que c'est le moment du développement des cyanobactéries[2].

L'explosion du plancton algual et cyanobactérien a donné naissance à de nouvelles chaines alimentaires, et surtout à des transferts d'éléments nutritifs et énergétiques plus efficaces et complexes[15], permettant l'élaboration d'écosystèmes de plus en plus complexes et stables comme le montre l'apparition conjointe de biomarqueurs pour les éponges (qui semblent avoir du s'adapter à des protistes toxiques[12]) et les rhizariens prédateurs, et le rayonnement subséquent des eumétazoaires dans la période de l'Édiacarien[3].

Les temps géologique précis de cette transition restent encore à affiner, de même que les les liens possibles avec d'une part la hausse du taux d'oxygène atmosphérique[16],[2] (et donc l'apparition d'une couche d'ozone protectrice), et d'autre part avec le début de l'évolution animale[2].

Ampleur de la glaciation[modifier | modifier le code]

Certains scientifiques estiment que cette glaciation très sévère a concerné la planète entière ; d'autres estiment que la bande équatoriale a été épargnée par la glace.

Paléogéographie[modifier | modifier le code]

À l'époque du Cryogénien, le supercontinent de Rodinia commence à se fragmenter, un rift séparant le continent en deux grandes masses. C'est cette fragmentation qui serait à l'origine de la glaciation[pas clair][17].

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Selon l'ICS [1].
  2. a, b, c, d, e, f et g (en) Jochen J. Brocks, Amber J. M. Jarrett, Eva Sirantoine, Yosuke Hoshino et Tharika Liyanage, « The rise of algae in Cryogenian oceans and the emergence of animals », Nature,‎ (DOI 10.1038/nature23457, lire en ligne)
  3. a et b (en) N.J. Butterfield, « Macroevolutionary turnover through the Ediacaran transition: ecological and biogeochemical implications », Geol. Soc. Spec. Publ, vol. 326,‎ , p. 55-66.
  4. Gammon, P. R., James, N. P., & Pisera, A. (2000). Eocene spiculites and spongolites in southwestern Australia: not deep, not polar, but shallow and warm. Geology, 28(9), 855-858
  5. Cavaroc, V. V., & Ferm, J. C. (1968). Siliceous spiculites as shoreline indicators in deltaic sequences. Geological Society of America Bulletin, 79(2), 263-272.
  6. Schindler, T., Wuttke, M., & Poschmann, M. (2008). Oldest record of freshwater sponges (Porifera: Spongillina)—spiculite finds in the Permo-Carboniferous of Europe. Paläontologische Zeitschrift, 82(4), 373-384.
  7. Gammon P.R. (1978). Spiculites and spongolites. In Sedimentology (pp. 1130-1134). Springer Netherlands.
  8. (en) P. Sánchez-Baracaldo, J.A. Raven, D. Pisani et A.H. Knoll, « Early photosynthetic eukaryotes inhabited salinity habitats », Proc. Natl Acad. Sci. USA,‎ .
  9. (en) N.J. Butterfield, « Proterozoic photosynthesis – a critical review », Palaeontology, vol. 58,‎ , p. 953–972.
  10. (en) N.J. Planavsky et al., « The evolution of the marine phosphate reservoir », Nature, vol. 467,‎ , p. 1088–1090.
  11. (en) C.T. Reinhard et al., « Evolution of the global phosphorus cycle », Nature, vol. 541,‎ , p. 386–389
  12. a, b, c, d, e et f (en) J.J. Brocks et al., « Early sponges and toxic protists : possible sources of cryostane, an age diagnostic biomarker antedating Sturtian Snowball Earth », Geobiology, vol. 14,‎ , p. 129-149 (résumé).
  13. (en) G.D. Love et al., « Fossil steroids record the appearance of Demospongiae during the Cryogenian period », Nature, vol. 457,‎ , p. 718-721
  14. (en) G.D. Love, E. Grosjean, C. Stalvies, D.A. Fike, J.P. Grotzinger, A.S. Bradley, A.E. Kelly, M. Bhatia, W. Meredith, C.E. Snape et al., « Fossil steroids record the appearance of Demospongiae during the Cryogenian period », Nature, vol. 457, no 7230,‎ , p. 718-721.
  15. (en) A.J. Irwin, Z.V. Finkel, O.M.E. Schofield et P.G. Falkowski, « Scaling-up from nutrient physiology to the size-structure of phytoplankton communities », J. Plankton Res., vol. 28,‎ , p. 459–471.
  16. (en) T.W. Lyons, C.T. Reinhard et N.J. Planavsky, « The rise of oxygen in Earth’s early ocean and atmosphere », Nature, vol. 506,‎ , p. 307–315
  17. (en) Torsvik, « The Rodinia Jigsaw Puzzle », Sciences, vol. 300, no 5624,‎ , p. 1379-1381 (lire en ligne)

Liens externes[modifier | modifier le code]

  • (en) Fiche sur GeoWhen Database