L’Explosion cambrienne ou l’émergence des écosystèmes modernes

Résumé brien inférieur est marqué par l’apparition des premiers écosystèmes à structure trophique complexe, dominés par les animaux. Les données paléontologiques obtenues à partir de gisements à conservation exceptionnelle, tels que le Lagerstätte de Chengjiang en Chine du Sud, indiquent un niveau élevé d’interactions biologiques (ex : relations proies–prédateurs) et l’occupation de niches écologiques benthiques et pélagiques variées par des prédateurs, nécrophages, détritivores et suspensivores. Les espèces nageuses sont nombreuses, mais rien n’indique que l’ensemble du domaine pélagique ait été occupé au début du Cambrien. L’hypothèse d’une concentration animale dans les milieux hyperbenthiques proches du fond est avancée. Elle aurait constitué une première étape décisive dans la colonisation de la colonne d’eau et la constitution de chaînes alimentaires pélagiques. Une succession d’innovations et d’événements semble avoir catalysé la diversification animale et la mise en place d’un écosystème entièrement nouveau. Elle comprend : (1) l’acquisition de systèmes nerveux plus complexes, d’organes visuels et d’une motricité plus performante, (2) l’introduction de nouvelles pressions sélectives (ex : prédation et effets rétroactifs) et, (3) la colonisation de nouvelles niches écologiques. Le rôle de facteurs environnementaux (ex : oxygène, chimie de l’eau, climat) a sans doute été important dans les stades plus précoces de l’évolution des métazoaires, mais semble moins déterminant dans la « révolution écologique » qui s’opère au début du Cambrien. Les données paléontologiques et de récents modèles mathématiques indiquent de grandes ressemblances entre la structure trophique des écosystèmes actuels et ceux du Cambrien. Un accroissement d’interdépendance entre les espèces animales et les niveaux trophiques a fait que les écosystèmes marins sont probablement devenus plus stables dans leur type de fonctionnement, mais également plus vulnérables aux perturbations environnementales dont les effets sont répercutés à l’ensemble du système. Cela conditionnera en grande partie l’évolution du monde marin postcambrien. ecosystems with complex trophic structure and dominated by animals started to build up in the Early Cambrian. Fossil evidence from exceptional fossil localities such as the Chengjiang Lagerstätte from South China indicate a high level of biological interactivity (e.g. prey–predator relationships) and the colonization of a wide range of pelagic and benthic niches by predators, scavengers, and detritus and suspension feeders. Swimmers are numerous, but there is no evidence for the extensive occupation of the water column by the Early Cambrian. On the contrary, animal life may have concentrated in hyperbenthic environments, close to the sea bottom. This would have been the initial step towards the colonization of the whole pelagic realm and the building-up of pelagic food chains. A chain of biotic innovations and events seems to have catalyzed both the animal diversification and the build-up of a completely new type of ecosytem, with: (1) the achievement of complex nervous systems, visual organs and motor functions; (2) the introduction of new selective pressure (e.g. predation and feed-back effects); and (3) the colonization of new niches. The role of environmental factors (e.g. oxygen, water chemistry, climate) may have been important in the early stages of metazoan evolution, but was probably negligible in the ecological turnover itself that takes place in the Early Cambrian. Close resemblances between the trophic structure of present-day ecosystems and that of Cambrian ones are confirmed by fossil data and recent mathematical models. This unprecedented increase of interdependence between animal species and trophic levels probably increased the general stability of marine ecosystems, but made them for the first time in their history, highly vulnerable to environmental perturbations. This will largely influence the post-Cambrian evolution of the marine world.