Réponse écologique marine complexe durant l’Éocène-Oligocène révélée par le registre mondial des foraminifères

Quand les mers anciennes ont affronté un tournant climatique

Il y a environ 34 millions d’années, le climat de la Terre est passé d’un monde humide avec peu de glace permanente à un régime dominé par d’importantes calottes glaciaires en Antarctique. Ce basculement a remodelé les niveaux de la mer, les températures océaniques et la vie d’innombrables organismes marins. Dans cette étude, les chercheurs plongent dans le registre fossile de petits organismes à coquille appelés foraminifères — acteurs clés des mers anciennes — pour découvrir comment différentes communautés marines ont réellement réagi à cette grande perturbation climatique. Leur travail révèle que l’histoire est bien plus riche qu’une simple hécatombe : différents groupes de foraminifères ont suivi des trajectoires évolutives très diverses en réponse au refroidissement planétaire.

De minuscules coquilles comme voyageurs temporels

Les foraminifères sont des organismes unicellulaires qui construisent des coquilles complexes et vivent soit en dérive à la surface de l’océan, soit sur le fond marin, des zones ensoleillées peu profondes jusqu’aux grands fonds. Comme leurs coquilles fossilisent en très grand nombre, ils forment l’un des meilleurs registres de la vie océanique passée. L’équipe a assemblé un immense jeu de données mondial couvrant plus d’un millier d’espèces issues de 161 carottes de forage et affleurements rocheux, s’étalant de 48 à 20 millions d’années. Ils ont ensuite utilisé un nouvel algorithme informatique qui emprunte des idées à la biologie évolutive — « mutations », « recombinaisons » et « sélection » parmi des chronologies alternatives — pour reconstituer une histoire globale très détaillée des apparitions et disparitions d’espèces, avec un espacement moyen d’environ 29 000 ans.

Reconstituer l’essor et le déclin de la diversité ancienne

Avec cette chronologie haute résolution, les chercheurs ont tracé comment la richesse en espèces — essentiellement le nombre d’espèces différentes — augmentait et diminuait au fil du temps. Ils ont identifié deux grandes phases de croissance et deux déclins majeurs. Avant la grande transition climatique, il y a eu un premier regain de diversité suivi d’un lent déclin pendant le Priabonien tardif. Puis est survenue une poussée de nouvelles espèces au début du Priabonien, en particulier sur les grands fonds. La véritable crise a commencé plus tard, alors qu’un déclin prolongé s’étendait du tout fin de l’Éocène au début de l’Oligocène, scindé en une phase d’extinction étendue puis une nouvelle chute au début de l’Oligocène. La diversité est restée faible jusqu’au début du Miocène, avec seulement de faibles signes de reprise initiale.

Différents habitats, destins différents

Une des conclusions majeures est que tous les foraminifères n’ont pas réagi de la même manière. Les espèces planctoniques dérivant près de la surface et les formes plus grosses vivant en eaux chaudes et peu profondes ont des histoires étroitement liées. Leur diversité suivait la température de surface et le niveau de la mer : à mesure que la planète se refroidissait et que le niveau marin baissait, les spécialistes des eaux chaudes ont perdu du terrain. Les pertes les plus marquées pour ces groupes ont coïncidé avec la formation d’une grande calotte antarctique stable et une chute du niveau marin de plusieurs dizaines de mètres. En revanche, les petites espèces benthiques des grands fonds racontent une autre histoire. Elles ont prospéré brièvement à la fin de l’Éocène, probablement alimentées par des changements dans l’apport de nourriture vers les profondeurs alors que des conditions plus fraîches et des floraisons de microalgues augmentaient l’export de matière organique vers le bas, avant d’entrer plus tard dans un long déclin inégal.

Climat, nourriture et paysages sous-marins

En comparant les tendances fossiles avec des archives indépendantes de température, de niveau marin et de chimie du carbone, l’étude dissèque les moteurs de ces changements. Les espèces de surface et des eaux peu profondes étaient les plus sensibles au refroidissement des mers et à la réduction des habitats littoraux. Les communautés des grands fonds, quant à elles, ont davantage réagi aux variations de température des eaux profondes, à la quantité de débris organiques tombant depuis la surface et aux changements du cycle global du carbone. Les auteurs ont également examiné d’autres événements marquants de l’époque, tels que des impacts météoritiques et d’énormes éruptions volcaniques, et ont constaté que ceux-ci laissaient peu ou pas d’empreinte claire sur la diversité globale des foraminifères comparativement aux changements climatiques et océaniques à long terme.

Un passé complexe qui donne des leçons pour l’avenir

Pour un non-spécialiste, il serait tentant d’imaginer les basculements climatiques anciens comme de simples catastrophes éliminant la vie en un seul coup. Ce travail dresse un tableau plus nuancé : à mesure que la Terre s’est refroidie vers son état actuel de « maison de glace », certaines communautés marines se sont effondrées, d’autres ont connu de brèves flambées, et beaucoup ont réagi de façons étroitement liées à leur habitat et à leurs sources de nourriture. En appliquant des méthodes computationnelles de pointe à un vaste jeu de données mondial, l’étude montre que la réaction du vivant au changement climatique est stratifiée, spécifique aux habitats et fortement dépendante du rythme et de la nature des transformations environnementales. Comprendre cette complexité dans le passé profond aide les scientifiques à mieux anticiper comment les océans d’aujourd’hui — et les innombrables petits organismes qui les soutiennent — pourraient réagir alors que notre propre climat évolue rapidement.

Citation: Lu, Z., Xue, K., Deng, Y. et al. Complex marine ecological response during the Eocene-Oligocene revealed by global foraminiferal record. Nat Commun 17, 3954 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70541-w

Mots-clés: transition climatique Éocène-Oligocène, fossiles de foraminifères, changement de la biodiversité marine, climat ancien et niveau de la mer, écosystèmes des grands fonds