The fossil record of crocodylians and their relatives (pseudosuchians) reveals a rich evolutionary history, prompting questions about causes of long-term decline to their present-day low biodiversity. We analyse climatic drivers of subsampled pseudosuchian biodiversity over their 250 million year history, using a comprehensive new data set. Biodiversity and environmental changes correlate strongly, with long-term decline of terrestrial taxa driven by decreasing temperatures in northern temperate regions, and biodiversity decreases at lower latitudes matching patterns of increasing aridification. However, there is no relationship between temperature and biodiversity for marine pseudosuchians, with sea-level change and post-extinction opportunism demonstrated to be more important drivers. A ‘modern-type’ latitudinal biodiversity gradient might have existed throughout pseudosuchian history, and range expansion towards the poles occurred during warm intervals. Although their fossil record suggests that current global warming might promote long-term increases in crocodylian biodiversity and geographic range, the ’balancing forces’ of anthropogenic environmental degradation complicate future predictions.
Titre de l'article
Le climat contraint l'histoire évolutive et la biodiversité des crocodiliens
Le climat contraint l'histoire évolutive et la biodiversité des crocodiliens
Introduction à l'article
Pseudosuchia est un clade de reptile majeur et dont le plus vieux fossile trouvé date d'il y a 250 Ma, et dont les Crocodiliens sont les seuls représentants existants. Aujourd'hui les Crocodiliens ont une faible diversité morphologique et leur aire géographique se situe dans une bande de 35° de chaque côté de l'équateur. Pourtant, les fossiles de Pseudosuchiens témoignent d'une biodiversité ancienne élevée (plus de 10 000 espèces), avec une distribution latitudinale plus large. Ce fait pose la problématique suivante :
Le climat a souvent été proposé pour avoir façonné la biodiversité et la répartition géographique Pseudosuchienne à travers le temps, y compris pendant les intervalles de changements climatiques rapides qui sont de potentiels analogues de la situation actuelle. Ainsi, les auteurs examinent cette hypothèse en utilisant les données fossiles (occurrence) sur les derniers 250 Ma.
Pseudosuchia est un clade de reptile majeur et dont le plus vieux fossile trouvé date d'il y a 250 Ma, et dont les Crocodiliens sont les seuls représentants existants. Aujourd'hui les Crocodiliens ont une faible diversité morphologique et leur aire géographique se situe dans une bande de 35° de chaque côté de l'équateur. Pourtant, les fossiles de Pseudosuchiens témoignent d'une biodiversité ancienne élevée (plus de 10 000 espèces), avec une distribution latitudinale plus large. Ce fait pose la problématique suivante :
Le climat a souvent été proposé pour avoir façonné la biodiversité et la répartition géographique Pseudosuchienne à travers le temps, y compris pendant les intervalles de changements climatiques rapides qui sont de potentiels analogues de la situation actuelle. Ainsi, les auteurs examinent cette hypothèse en utilisant les données fossiles (occurrence) sur les derniers 250 Ma.
Expériences de l'article
L'effet du climat sur les modèles de de répartition des Crocodiliens sont examinés sur les derniers 250 Ma, afin de reconstruire leurs histoires évolutives. Pour cela, les auteurs se base sur l'occurrence de données fossiles.
Ensemble de données sur les occurrences Pseudosuchiennes
La base de données Paleobiology fournit des données complètes sur les occurrences fossiles des Pseudochiens sur les derniers 250 Ma.
Protocole de sous-échantillonnage
Les genres de Pseudosuchia ont été assignés à des intervalles de temps stratigraphiques à peu près égaux (9 millions d'années) afin de reconstituer les modèles temporels de la biodiversité de chaque groupes en améliorant l'échantillonnage inégal à la fois dans le temps et dans l'espace.
Corrélation de la biodiversité avec les paléotempérature et le niveau de la mer
Des données issues de la littérature sur le delta18O permettent d'obtenir les paléotempératures potentielles et les variations du niveau de la mer.
L'effet du climat sur les modèles de de répartition des Crocodiliens sont examinés sur les derniers 250 Ma, afin de reconstruire leurs histoires évolutives. Pour cela, les auteurs se base sur l'occurrence de données fossiles.
Ensemble de données sur les occurrences Pseudosuchiennes
La base de données Paleobiology fournit des données complètes sur les occurrences fossiles des Pseudochiens sur les derniers 250 Ma.
Protocole de sous-échantillonnage
Les genres de Pseudosuchia ont été assignés à des intervalles de temps stratigraphiques à peu près égaux (9 millions d'années) afin de reconstituer les modèles temporels de la biodiversité de chaque groupes en améliorant l'échantillonnage inégal à la fois dans le temps et dans l'espace.
Corrélation de la biodiversité avec les paléotempérature et le niveau de la mer
Des données issues de la littérature sur le delta18O permettent d'obtenir les paléotempératures potentielles et les variations du niveau de la mer.
Résultats de l'article
Le Trias est témoin d'une diversification rapide et importante des Pseudosuchiens. Un pic de biodiversité est noté au Trias tardif sous les paléotropiques, reflétant une distribution semblable au gradient de diversité actuel. Cependant, seul le clade des Crocodylopmorphe survivra à la crise T/J. Au Jurassique, la biodiversité des Crocodylomorphe non-marins restera faible, tandis que celle des Crocodylomorphe marins augmentera jusqu'au Jurassique tardif. Au Crétacé, les fossiles trouvés sont moins nombreux. Ils indiquent cependant que les lignées phylogéniques présentent au Jurassique ont survécus, et que la biodiversité à diminué suite à la crise K/T.
De manière générale, la biodiversité Pseudosuchienne à subit un déclin progressif vers le présent. Les crocodiliens non marins au Néogéne avaient une biodiversité plus élevée sous les paléotropiques, avec un pic au Miocéne tardif qui correspond à une diversification du genre Crocodylus.
--> Voir figure
Le Trias est témoin d'une diversification rapide et importante des Pseudosuchiens. Un pic de biodiversité est noté au Trias tardif sous les paléotropiques, reflétant une distribution semblable au gradient de diversité actuel. Cependant, seul le clade des Crocodylopmorphe survivra à la crise T/J. Au Jurassique, la biodiversité des Crocodylomorphe non-marins restera faible, tandis que celle des Crocodylomorphe marins augmentera jusqu'au Jurassique tardif. Au Crétacé, les fossiles trouvés sont moins nombreux. Ils indiquent cependant que les lignées phylogéniques présentent au Jurassique ont survécus, et que la biodiversité à diminué suite à la crise K/T.
De manière générale, la biodiversité Pseudosuchienne à subit un déclin progressif vers le présent. Les crocodiliens non marins au Néogéne avaient une biodiversité plus élevée sous les paléotropiques, avec un pic au Miocéne tardif qui correspond à une diversification du genre Crocodylus.
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Rigueur de l'article
Les auteurs établissent un correctif pour l'occurrence des fossiles pour que cette dernière ne biaise pas les résultats, et les calculs statistiques découlant de ce modèle sont tout à fait rigoureux. En revanche, cette étude est la première à analyser les facteurs climatiques de la biodiversité Pseudochienne à travers l'histoire évolutive du groupe sur les derniers 250 Ma, en appliquant une approche quantitative pour améliorer l'échantillonnage inégal à la fois dans le temps et l'espace. Il s'agit également du seul ensemble complet de données sur l'occurrence des fossiles continus pour un groupe de vertébré existants. Ainsi, cette article est le premier à traiter un tel sujet et il est difficile de savoir si leur méthode de correction de l'occurrence des fossiles est fonctionnelle ou si elle présente des défauts, et ce même si les auteurs reste rigoureux dans l'application des calculs statistiques.
Les auteurs établissent un correctif pour l'occurrence des fossiles pour que cette dernière ne biaise pas les résultats, et les calculs statistiques découlant de ce modèle sont tout à fait rigoureux. En revanche, cette étude est la première à analyser les facteurs climatiques de la biodiversité Pseudochienne à travers l'histoire évolutive du groupe sur les derniers 250 Ma, en appliquant une approche quantitative pour améliorer l'échantillonnage inégal à la fois dans le temps et l'espace. Il s'agit également du seul ensemble complet de données sur l'occurrence des fossiles continus pour un groupe de vertébré existants. Ainsi, cette article est le premier à traiter un tel sujet et il est difficile de savoir si leur méthode de correction de l'occurrence des fossiles est fonctionnelle ou si elle présente des défauts, et ce même si les auteurs reste rigoureux dans l'application des calculs statistiques.
Ce que cet article apporte au débat
La biodiversité des Pseudosuchiens et leur répartition géographique semblent avoir été impactés par les événements climatiques au cours des 250 Ma. En effet, la biodiversité et les changements climatiques présentent de fortes corrélations avec le déclin à long terme des taxons terrestres provoqués par la diminution des températures dans les régions tempérées du nord. Ces événements ayant d'ailleurs possiblement contribuais à la mise en place de leur répartition géographique actuelle sous les tropiques. En effet, un gradient de biodiversité de type «moderne» pourrait avoir existé tout au long de l'histoire des Pseudosuchiens, comme le monde notamment leur histoire évolutive au Trias tardif et au Néogène. En revanche, pour les Pseudochiens marins, il semblerait que les variations en richesse spécifique soient dues aux variations du niveau marin et donc indirectement au climat.
La biodiversité des Pseudosuchiens et leur répartition géographique semblent avoir été impactés par les événements climatiques au cours des 250 Ma. En effet, la biodiversité et les changements climatiques présentent de fortes corrélations avec le déclin à long terme des taxons terrestres provoqués par la diminution des températures dans les régions tempérées du nord. Ces événements ayant d'ailleurs possiblement contribuais à la mise en place de leur répartition géographique actuelle sous les tropiques. En effet, un gradient de biodiversité de type «moderne» pourrait avoir existé tout au long de l'histoire des Pseudosuchiens, comme le monde notamment leur histoire évolutive au Trias tardif et au Néogène. En revanche, pour les Pseudochiens marins, il semblerait que les variations en richesse spécifique soient dues aux variations du niveau marin et donc indirectement au climat.
Figure
Climate constrains the evolutionary history and biodiversity of crocodylians
Axe des abscisse : Temps en Ma.
Axe des ordonnées : Nombre de genres.
Titre : Comptes bruts mondiaux des genres Pseudosuchiens au cours des 250 millions d'années écoulées.
Légende : La ligne rouge représente les taxons non marins et la ligne bleue représente les taxons marins.
Chaque case en abscisse correspond à une période géologique, qui sont dans l'ordre de gauche à droite : Trias, Jurassique, Crétacé, Paléogéne et Néogéne.
En fond, les dégradés de couleur rouge représentent des périodes climatiques plus ou moins chaudes, tandis que les couleurs bleu représentent des périodes climatiques froides.
Climate constrains the evolutionary history and biodiversity of crocodylians
Axe des abscisse : Temps en Ma.
Axe des ordonnées : Nombre de genres.
Titre : Comptes bruts mondiaux des genres Pseudosuchiens au cours des 250 millions d'années écoulées.
Légende : La ligne rouge représente les taxons non marins et la ligne bleue représente les taxons marins.
Chaque case en abscisse correspond à une période géologique, qui sont dans l'ordre de gauche à droite : Trias, Jurassique, Crétacé, Paléogéne et Néogéne.
En fond, les dégradés de couleur rouge représentent des périodes climatiques plus ou moins chaudes, tandis que les couleurs bleu représentent des périodes climatiques froides.
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