Grand echange inter-americain

Grand echange inter-americain

Grand échange inter-américain

Le grand échange inter-américain a été un évènement paléozoogéographique important durant lequel la faune terrestre et d'eau douce migra d'Amérique du Nord via l'Amérique centrale vers l'Amérique du Sud et vice versa, quand l'isthme volcanique de Panama se dressa au dessus du niveau de la mer et fit office de passerelle entre les deux continents. La migration culmina de façon spectaculaire il y a environ 3 million d'années (durant le Piacenzien, la première moitié du Pliocène supérieur).

Cela conduisit au raccordement de l'écozone néotropicale et l'écozone néarctique. Son effet le plus spectaculaire a été sur la zoogéographie des mammifères mais il donna également une possibilité aux oiseaux aptères, aux arthropodes, aux reptiles, et aux amphibiens et même aux poissons d'eau douce de migrer.

Exemples d'espèces ayant migré d'un continent à un autre. En vert les silhouettes des espèces nord-américaines originaires d'Amérique du Sud; en bleus les silhouettes des espèces sud-américaines originaires d'Amérique du Nord.

Sommaire

La faune endémique d'Amérique du Sud

Suite au morcellement du Gondwana (un supercontinent qui réunissait à la fois l'Amérique du sud, l'Antarctique, l'Inde et l'Australie) à la fin du crétacé, l'Amérique du Sud se retrouva séparé des autres terres continentales. Elle demeura une île-continent pendant la majeure partie du Cénozoïque. Ce splendide isolement permis à une faune très diverse et originale, en grande partie éteinte aujourd'hui, de s'y développer. Les mammifères endémiques étaient constitués à l'origine de marsupiaux, de xénarthres ou édentés, et de divers groupes d'ongulés: notongulés (les "ongulés du Sud"), litopternes, astrapothères et pyrotheres. Les marsupiaux ont probablement pu migrer d'Amérique du Sud vers l'Australie et vice-versa via le continent Antarctique à la fin du Crétacé et au tout début du Tertiaire.

Les marsupiaux présents en Amérique du Sud comprenaient les didelphimorphes (opossums et apparentés) ainsi que d'autres petits groupes.

Les grands prédateurs étaient représentés par des méthatériens non marsupiaux. Le Borhyaena ressemblait à une hyène tandis que le Thylacosmilus avait l'apparence d'un félin à dents en lame de sabre. Mais ces grands prédateurs ne semblent pas avoir joué un rôle si prépondérant puisque les phorusrhacidés ou oiseaux-terreur, de redoutables oiseaux carnivores inaptes au vol de deux à trois mètres de hauteur, purent cohabiter et prospérer à leurs côtés. Par ailleurs au miocène vivait dans le nord de l'Argentine le plus grand oiseau volant n'ayant jamais existé, Argentavis magnificens. Son envergure atteignait 6 mètres lorsqu'il déployait entièrement ses ailes et il se nourrissait probablement des carcasses abandonnées au sol par le Thylacosmilus.

Les xénarthres sont un groupe singulier de mammifères qui ont su développer très tôt dans leur histoire des morphologies adaptées à leurs régimes alimentaires très spécialisés. En plus des formes de tatous, fourmiliers et paresseux existants aujourd'hui, il existait des tatous géants dont le fameux glyptodon ainsi que des paresseux terrestres (certains atteignaient la taille d'un éléphant comme le mégathérium), ou encore aquatiques.

Macrauchenia, un litopterne à l'allure étrange

Les notongulés et litopternes comportaient de nombreuses formes étranges telle que Macrauchenia, un litopterne ressemblant à un chameau mais doté d'une trompe. Ils produisirent aussi un nombre important de formes familières qui peuvent être considérés comme des exemples d'évolutions parallèles ou convergentes: Thoatherium, dont le pied se terminait par un seul doigt, avait des membres comparables à ceux des chevaux, Pachyrukhos ressemblait à un lapin, et Trigodon possédait une corne sur son museau comme le rhinocéros. Ces deux groupes descendaient probablement des condylarthres vivant au Paléocène. Ils se diversifièrent, puis déclinèrent avant le grand échange, pour s'éteindre au Pléistocène. Les pyrotheres et astrapotheres étaient non moins étranges mais ils étaient moins diversifiés et disparurent bien avant le grand échange.

Les premières vagues migratoires

L'invasion du continent sud-américain débuta il y a 31,5 millions d'années avec une première vague migratoire, celle des rongeurs caviomorphes. Ils y connurent un succès fulgurant et donnèrent naissance au détriment des petits marsupiaux présents sur ce continent à une multitude d'espèces dont les capybaras, les chinchillas, les viscaches et les porcs-épic sud-américains en sont les représentants actuels.

Ces rongeurs migrèrent probablement depuis l'Afrique. La distance séparant alors l'Afrique de l'ouest du Brésil était plus courte qu'aujourd'hui en raison de la dérive des continents. Par ailleurs l'existence d'un chapelet d'îles et de courants marins orientés favorablement est-ouest ont pu faciliter la traversée. Cette traversée s'est probablement effectuée au moyen d'un radeau constitué de bois flottant ou de mangrove qui a dérivé accidentellement et a transporté avec lui un groupe d'animaux comportant au moins une femelle fertile.

Un peu plus tard, il y a 25 millions d'années, les primates les suivirent. Ils étaient originaires probablement aussi d'Afrique et arrivèrent sur le continent sud-américain sans doute de la même manière. Les primates capables de migrer devaient être de petite taille. Ne rencontrant pas non plus de concurrence sérieuse, ils se diversifièrent rapidement et donnèrent naissance aux singes du nouveau monde.

Les tortues terrestres arrivèrent aussi sur le continent sud-américain à l'oligocène. Pendant longtemps on a pensé qu'elles étaient originaires d'Amérique du Nord mais une étude de génétique comparative a démontré récemment que les membres sud-américains avaient pour plus proches parents, les Kinixys, un genre de tortue terrestre africaine. Les tortues ont pu franchir les océans grâce à leurs extraordinaires aptitudes à la survie: elles sont capables de flotter en maintenant la tête hors de l'eau et de rester sans manger pendant 6 mois. Les tortues sud-américaines colonisèrent par la suite les îles Galapagos et les Caraïbes.

Le premier mammifère en provenance de l'Amérique du nord à être parvenu en Amérique du sud fut un procyonidé carnivore. Il y a 7 millions d'années, il utilisa le chapelet d'îles de l'Amérique centrale existant avant la formation de l'isthme de Panama pour rejoindre le continent sud-américain. Les procyonidés sud-américains se diversifièrent pour donner naissance à des espèces aujourd'hui éteintes.

Par la suite d'autres espèces empruntèrent ce chapelet d'îles. Ce fut le cas notamment des pécaris, des rats et souris d'Amérique et des mouflettes.

Les paresseux terrestres utilisèrent aussi cette voie mais dans le sens inverse. Ils parvinrent en Amérique du Nord il y a 9 millions d'années après avoir colonisés les Antilles au début du miocène.

Le grand échange biotique

Titanis walleri, l'unique oiseau-terreur connu d'Amérique du Nord

Mais le grand échange biotique eu lieu il y a environ 3 millions d'années avec la surrection de l'isthme de Panama. Son impact fut considérable sur les faunes préexistantes d'Amérique. Elle se traduisit par l'immigration vers l' Amérique du sud des ongulés nord-américain (lamas, tapirs, cervidés, chevaux), des proboscidiens, des carnivores ( félins tels que le puma et le chat à dents de sabre, canidés, mustélidés, procyonidés et ours) et d'un grand nombre de rongeurs.

Au début cet échange était équilibré, les courants migratoires étant d'égale importance dans les deux sens. Mais par la suite il s'avéra que les espèces sud-américaines réussirent moins bien que les espèces nord-américaines. Alors que les espèces sud-américaines migrants vers le continent nord-américain n'arrivaient pas à concurrencer les espèces déjà présentes sur place occupant des niches écologiques similaires aux leurs, les espèces nord-américaines migrants vers le continent sud-américain s'établirent par contre en grand nombre et se diversifièrent considérablement.

Bien que les oiseaux-terreurs réussirent au début à s'établir en Amérique du Nord (il y a environ 5 millions d'années en utilisant le chapelet d'îles d'Amérique centrale), ce succès ne fut que temporaire. Tous les plus grands oiseaux sud-américains et les prédateurs métathériens disparurent par la suite. Les petits marsupiaux réussirent mieux tandis que les édentés à l'aspect pourtant primitif se montrèrent, chose surprenante, fort compétitifs.

La présence aujourd'hui de tatous, d'opossums et de porcs-épic en Amérique du Nord s'explique par le grand échange inter-américain. Les opossums et les porcs-épic furent les migrants sud-américains qui connurent la plus grande réussite, atteignant respectivement le Canada et l'Alaska. Les paresseux terrestres géants qui migrèrent vers le nord connurent aussi une belle réussite puisque Megalonyx migra jusqu'au Yukon et en Alaska et serait peut-être parvenu en Eurasie si l'extinction de la fin du Quaternaire ne s'était pas produite.

Les rongeurs de la sous famille Sigmodontinae(sous famille regroupant les rats et les souris du nouveau monde) sont les mammifères nord-américain qui prospérèrent et se diversifièrent le plus en Amérique du Sud. D'autres groupes de mammifères nord-américain migrèrent avec beaucoup de succès, notamment les canidés et les cervidés, avec chacun 6 genres présents en Amérique du Sud.

Les raisons de ces succès et de ces échecs

La dissymétrie des zones climatiques sur les continents américains. Les zones de climat tropical, qui apparaissent en bleu sur la carte couvrent une bonne partie de l'Amérique du Sud et de l'Amérique centrale mais sont presque inéxistantes en Amérique du Nord.

Le triomphe des espèces nord-américaines sur les espèces sud-américaines résulte de facteurs géographiques. Le premier facteur est climatique. Les espèces migrant vers le nord, une fois franchi la Sierra Nevada, étaient confrontés à des conditions climatique bien plus sèches et froides que celles rencontrées dans la forêt tropicale humide sud-américaine. Le second facteur est lié à l'aire géographique dont disposaient les ancêtres des espèces nord-américaines par rapport aux ancêtres des espèces sud-américaines. Durant le Cénozoïque l'Amérique du Nord était relié périodiquement à l'Eurasie via la Béringie, si bien que des échanges réciproques de leur faune étaient possible, contribuant à l'uniformisation de celle-ci. L'Eurasie était elle-même relié à l'Afrique, ce qui élargissait encore plus l'espace disponible. Au contraire l'Amérique du Sud s'est trouvé très tôt dans son histoire séparé de l'Antarctique et de l'Australie. Par ailleurs ces continents étaient de taille plus modeste et peu d'animaux ( apparemment uniquement des marsupiaux parmi les mammifères) semblent avoir transiter entre ces différents continents. Ceci signifie que la faune d'Amérique du Nord disposait d'un espace terrestre six fois plus vaste que celle d'Amérique du Sud.

Les xénarthres, qui réussirent à résister à la vague migratoire nord-américaine, constituent néanmoins une exception. Leur succès peut s'expliquer par les moyens de défenses efficaces qu'ils ont su mettre en place pour faire face aux prédateurs: griffes puissantes, armures corporelles. Ils ont probablement développer ces moyens de défense pour compenser leur métabolisme très lent. Par ailleurs la lenteur de leur métabolisme leur permet de réduire leurs besoins nutritifs au stricte minimum.

Les extinctions de la fin du pleistocène

A la fin du pleistocène, il y a environ 12 000 ans, trois évènements majeurs se produisirent : les ancêtres des amérindiens envahirent et occupèrent le nouveau monde, la dernière glaciation prit fin et la mégafaune des Amériques connu une importante vague d'extinctions. Cette vague d'extinctions fit de nombreuses victimes et n'épargna pas les espèces qui avaient su profiter avec succès du grand échange inter-américain. Tous les glyptodons et apparentés, les paresseux terrestres, les équidés, les proboscidiens, les loups, les lions d'Amérique et les smilodons des deux continents disparurent. Les derniers des notongulés d'Amérique centrale et du Sud s'éteignirent aussi, de même que les castors géants, les dholes, les guépards autochtones, les homotheriums qui peuplaient l'Amérique du nord. Certaines familles disparurent d'Amérique du Nord, leur continent d'origine, mais survécurent dans leur nouvel habitat en Amérique du Sud telles les camélidés (vigognes et guanacos), les tapiridés et les ours du genre Tremarctos (ours à lunette). D'autres espèces survécurent dans leur habitat d'origine mais s'éteignirent ailleurs. C'est notamment le cas du capybara. Il s'avère que toute la faune sud-américaine ayant migré en Amérique du Nord dont le poids dépassait 10 kg ( le poids d'un grand tatou) fut éliminé ainsi que toute la faune sud-américaine vivant dans son habitat d'origine dont le poids dépassait 65 kg (le poids d'un fourmilier géant ou d'un grand capybara). Par contre, le bison laineux, l'espèce de la plus grand taille nord-américaine à n'avoir pas migré ayant survécu, dépasse les 900 kg et le Tapir de Baird, l'espèce de la plus grande taille nord-américaine à avoir migré en Amérique du Sud ayant survécu, atteint 400 kg.

La quasi simultanéité de l'extinction de la mégafaune avec le peuplement par l'homme de l'Amérique et le retrait des glaciers suggère que ces évènements ne sont pas totalement indépendants. Mais ce sujet prête à discussion. Bien que le changement climatique affecta toutes les régions du globe, la mégafaune en Afrique et en Asie du Sud-Est n'a pas été touchée par les extinctions massives. Par ailleurs, au cours de ces derniers millions d'années, les périodes de glaciation et de réchauffement climatique se sont succédé sans que cela n'ait un impact dramatique sur la mégafaune d'alors.

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