Un exemplaire fossilisé des premiers arbres a été découvert dans l'Etat de New York

Christiane Galus LE MONDE | 19.04.07

Nous sommes habitués à contempler de grandes forêts peuplées d'arbres majestueux. Mais la conquête des zones terrestres par les plantes a été un processus très long. Il faut remonter de 360 à 380 millions d'années dans le passé pour trouver trace des premiers arbres, qui appartenaient à l'espèce Eospermatopteris.
Ils étaient déjà connus, grâce à la découverte, en 1870, de plusieurs souches fossilisées à Gilboa (Etat de New York), aux Etats-Unis. Mais on ignorait jusqu'à présent à quoi ressemblait le sommet de ces arbres, qui constituent, aux yeux de la communauté scientifique, la plus vieille forêt du monde.
Cette énigme est maintenant résolue, grâce à la découverte, en 2004 et 2005, d'un tronc et de la partie supérieure de ce végétal à environ 13 km de Gilboa, dans le comté de Schoharie, par Frank Mannolini et Linda Van Aller Hernick, du New York State Museum. L'étude de ces restes, aplatis par le temps et dont l'âge est évalué à 375 millions d'années, a été réalisée sous la direction de William Stein (département des sciences biologiques, université de Binghamton, New York).
Publiés dans la revue Nature, jeudi 19 avril, ces travaux montrent que le tronc, haut de plus de huit mètres, ressemble à celui d'Eospermatopteris, tandis que la couronne de petites branches qui coiffait le sommet de l'arbre appartient plutôt à l'espèce Wattieza, dont de petits rameaux fossilisés avaient été découverts précédemment en Belgique et au Venezuela.
Les arbres de la forêt de Gilboa, auxquels on peut rattacher la dernière découverte, étaient encore relativement rudimentaires. "On en était encore au début de la conquête des terres par les plantes et ces arbres n'avaient pas encore inventé la feuille, qui permet de capturer la lumière le mieux possible pour fabriquer des sucres", explique Brigitte Meyer-Berthaud, paléobotaniste au Centre national de la recherche scientifique (CNRS) à Montpellier, qui signe, avec Anne-Laure Decombeix (université Montpellier-II), un article dans le même numéro de Nature.
Ces végétaux se reproduisaient grâce à des spores, comme les fougères, et vivaient en milieu humide - bords de rivière ou de lac - pour que la fécondation puisse avoir lieu. Leurs racines étaient petites et peu profondes, et le tronc destiné à faire monter la sève était surmonté d'un toupet de branches qui fabriquaient de la chlorophylle et tombaient au fur et à mesure de la croissance de l'arbre.
Les signataires de l'article publié dans Nature estiment que leur découverte permet de mieux comprendre l'impact des plantes sur l'environnement terrestre. "En formant les premières forêts, expliquent-ils, ces arbres ont changé l'écosystème terrestre. Ils ont créé de nouveaux types de micro-environnements favorables à des plantes plus petites, aux insectes et aux arthropodes. Ils ont aussi stocké de grandes quantités de gaz carbonique et contribué à la formation du sol."
Plus tard, Eospermatopteris a été remplacé par une autre espèce végétale, nommée Archaeopteris, affiliée aux plantes à graines, plus perfectionnée et plus grande. Elle possédait des feuilles palmées, et son tronc avait un diamètre de 1,5 m pour une hauteur de 40 m. "La circulation de la sève devient alors plus sophistiquée grâce à l'existence de tissus plus spécialisés", précise Brigitte Meyer-Berthaud. Les branches deviennent pérennes, le système racinaire est plus important et le sol plus compact.
Les premières forêts auront un impact climatique important. Au début du dévonien, il y a 410 millions d'années, l'atmosphère contenait dix fois plus de gaz carbonique qu'aujourd'hui. L'effet de serre était donc élevé, et le climat chaud. A la fin de cette ère géologique, 50 millions d'années plus tard, le taux de CO2 était devenu similaire à celui que nous connaissons, et la température avait nettement baissé.