Les cinq grandes crises biologiques

Les crises biologiques majeures du Phanérozoïque (cliquez pour agrandir)

Nombre de familles en fonction du temps. Les cinq crises biologiques majeures sont bien visibles. On constate que chacune de ces crises est suivie d'un important épisode radiatif (augmentation rapide du nombre d'espèces) (cliquez pour agrandir)

Recensement des extinctions de masse et corrélation avec les différentex causes possibles : activité volcanique, impacts météoritiques, variations du taux de CO2 atmosphérique et fluctuations du niveau marin (cliquez pour agrandir)

On considère habituellement qu'il y a eu 5 grandes crises biologiques depuis l'apparition de la vie (NB : les pourcentages indiqués concernent les milieux marins) :

la crise Ordovicien - Silurien, il y a environ 445 millions d'années : une grande glaciation aurait provoqué des désordres climatiques et écologiques, rendant difficile l'adaptation de certaines espèces et écosystèmes au recul des mers de plusieurs centaines de kilomètres, et à leur retour en fin de période glaciaire. Elle aboutit à la disparition de 22% des familles, 55% des genres et 85% des espèces.
la crise du Dévonien supérieur, il y a entre 380 et 360 millions d'années : des variations répétées du niveau de la mer et du climat, ainsi que l'apparition d'un couvert végétal plus important sur les continents, auraient provoqué une anoxie des océans. Cette crise est responsable de l'extinction de 22% des familles, 50% des genres et 75% des espèces.
la crise Permien-Trias, il y a entre 252 et 245 millions d'années : la fracturation de la Pangée, couplée à la une importante activité volcanique, aurait provoqué une forte baisse du niveau marin, des variations climatiques significatives, et un ralentissement de la circulation thermohaline, causant ainsi la disparition de 55% des familles, 80% des genres et 95% des espèces.
la crise Trias - Jurassique, il y a 200 millions d'années, sans doute liée à une importante baisse du niveau marin et à une intense activité volcanique, emporte 22% des familles, 50% des genres et 75% des espèces.
la crise Crétacé - Tertiaire, il y a 66 millions d'années : la chute d'une météorite, une activité volcanique importante et un grande régression marine entraînent la disparition de 15% des familles, 45% des genres et 75% des espèces.

Bien que probablement biaisés, ces chiffres permettent néanmoins une comparaison générale des crises. On constate ainsi que la crise Permien - Trais a été la plus dévastatrice et que la crise Crétacé - Tertiaire, si elle est la plus connue, est toutefois la moins importante.

On considère de plus en plus souvent qu'il existe une "sixième extiction". En effet, depuis 13 000 ans, la colonisation de la planète par l'être humain provoque un phénomène d'extinction important, parfois appelé "extinction de l'Holocène". Cependant, ses dégâts en nombre d'espèces sont pour le moment considérablement inférieurs aux cinq autres. De plus, cette extinction ne cible actuellement que certains groupes d'espèces. Il s'agit d'une extinction sélective, et on ne peut donc pas à proprement parler d'extinction de masse. Une inconnue est cependant la taille que doit avoir une population pour échapper à la dégénerescence par consanguinité excessive, et donc à l'extinction.

Un autre épisode d'extinction massive à récemment été découvert : daté d'environ 262 millions d'années, il a principalement touché les brachiopodes. Cette découverte n'est toutefois pas encore totalement acceptée comme une grande crise biologique.

Pour qu'un phénomène d'extinction soit considéré comme une crise biologique majeure, il faut qu'il touche indifféremment tous les groupes d'êtres vivants, sans que l'extinction en cible certains de façon préférentielle. On parle d'extinction non-sélective et d'extinction sélective.

Aujourd"hui, on définit une crise biologique par trois critères :

une durée relativement brève
un impact géographique global
une importante chute de la biodiversité

Cependant, les datations étant incertaines et les données paléontologiques étant incomplètes, essentiellement marines et soumises à des bais d'échantillonnage, sont sujets à débat. De plus, le taux d'extinction peut varier considérablement pour une même crise, selon le niveau taxinomique considéré.

Les idées de phases d'extinction et de renouvellement des faunes au cours des temps géologiques ont commencé à émerger au XVIIIè siècle, sous l'impulsion de deux grands noms de la paléontologie, Cuvier et Buffon. Ainsi, Cuvier était partisan de la théorie du catastrophisme, selon laquelle l'histoire de la Terre était entrecoupée de grandes catastrophes, qu'il pensait être des déluges et qui étaient responsables de la disparition de toutes les formes de vie présentes sur Terre au moment de la catastrophe. Celles-ci étaient ensuite remplacées par d'autres êtres vivants, créés tels quels par Dieu. Par la suite, le catastrophisme fut délaissé, avant de ressurgir au XXè siècle, notamment avec les travaux de Walter Alvarez sur la limite Crétacé - Tertiaire au début des années 1980.

Selon le taux d'extinction, on distingue trois types de crises :

les crises de masse, ou majeures, quand l'extinction concerne au minimum des familles taxinomiques ;
les crises intermédiaires, quand ce sont des espèces, des genres ou quelques familles qui disparaissent ;
les crises mineures, responsables de l'extinction de 5% des espèces au maximum, quand les disparitions d'espèces ou de genres correspondent aux limites d'étages ou de sous-étages géologiques.

Cependant, cette classification masque le continuum qui existe entre ces trois types de crises : près de 40% du nombre total d'extionction ont été provoquées par des crises mineures (on parle alors de "background extinction", ou "extinction de fond"). Les crises majeures ne sont elles responsables que de 4% des extinctions. Les paléontologues ont ainsi dénombré une soixantaine de crises au cours du Phanérozoïque (qui regroupe Paléozoïque, Mésozoïque et Cénozoïque).

On appelle crise biologique, ou extinction massive, un événement relativement bref à l'échelle des temps géologiques (de l'ordre de quelques millions d'années) au cours duquel au moins 75% des espèces animales et végétales présentes sur la Terre disparaissent. Une telle extinction touche aussi bien les formes de vie terrestres que celles des océans, et est souvent à l'origine de transitions entre des formes de vie dominantes.

Le taux "normal" d'extinction montre un déclin progressif : il est passé de 5 familles par million d'années au Cambrien à 2 familles par millions d'années depuis le début du Cénozoïque (exclusion faite de l'Holocène). Il existe cependant des événements où le taux d'extinction est de loin supérieur.