Le monde a changé pour toujours il y a environ trois millions d’années, ont pensé des scientifiques. À cette époque, pour la première fois, un ruban de terre sèche a relié l’Amérique du Nord et l’Amérique du Sud, l’isthme de Panama s’étant libéré de l’eau qui l’entourait. Ce nouveau pont terrestre a permis aux plantes et aux animaux de voyager librement entre les deux continents, colonisant ainsi de nouveaux mondes. Il a également changé les courants océaniques et a inauguré une ère glaciaire.
Voici que cette date du manuel scolaire est remise en question. La connexion sud-nord s’est produite il y a environ 15 millions d’années et peut-être même avant, et non pas trois millions dérisoires, soutient Camilo Montes, géologue à l’Université des Andes à Bogota. Dans une série d’études menées au cours des quatre dernières années, Camilo Montes et un petit groupe de biologistes évolutionnistes et de géologues ont proposé cette date plus ancienne en se basant principalement sur l’âge des roches et des fossiles découverts lors du récent élargissement du canal de Panama. “Les travaux soutenant cette nouvelle date sont magnifiques. C’est tout simplement une histoire hermétique”, déclare Peter Molnar, géologue à l’Université du Colorado Boulder.
L’âge plus avancé est scientifiquement bouleversant. Si le grand âge glaciaire, il y a environ trois millions d’années, n’a pas été déclenché par l’isthme, cela signifie qu’un autre facteur inconnu a joué un rôle majeur dans la détermination de ce dramatique changement climatique naturel. Cela rend également plus difficile d’expliquer pourquoi certaines des espèces les plus charismatiques des Amériques – des animaux ressemblant à des chameaux comme les alpagas et les lamas, d’adorables paresseux et des oiseaux terreurs géants disparus – ne se sont pas déplacés entre les continents jusqu’à il y a environ trois millions d’années.
En raison des implications, Montes s’attendait à des réactions hostiles. Ce qu’il a obtenu, cependant, c’est une bataille scientifique féroce. Anthony Coates, paléobiologiste à l’Institut de recherche tropicale Smithsonian au Panama et défenseur de la date précédemment acceptée – il a effectué une grande partie de la recherche derrière elle – se moque de l’idée d’une connexion vieille de 15 millions d’années, qualifiant l’analyse de “bâclée” et “bâclée”. Lui et une équipe de 30 autres scientifiques ont jeté le gant dans un article paru en 2016 dans Science Advances, affirmant que les chercheurs débutants disposaient de données dérisoires pour étayer leur nouvelle théorie. Montes, pour sa part, affirme que Coates doit encore colmater les trous de l’ancien modèle ouverts par les nouveaux résultats.
Voici ce sur quoi les scientifiques s’accordent : Lorsque la grande masse continentale méridionale connue sous le nom de Gondwana s’est disloquée il y a environ 180 millions d’années, la plaque de la croûte terrestre portant l’Amérique du Sud a commencé sa longue dérive depuis l’Afrique actuelle jusqu’à son emplacement actuel. Il y a 50 millions d’années, l’Amérique centrale et l’Amérique du Sud étaient séparées par des centaines de kilomètres et une étendue d’océan d’une profondeur de deux kilomètres. Cette profonde voie maritime d’Amérique centrale (CAS) a créé une démarcation nette non seulement entre les masses continentales d’Amérique du Nord et du Sud, mais aussi entre leurs espèces. Il y a 15 à 20 millions d’années, la CAS était devenue beaucoup moins profonde mais séparait toujours les terres. Les données géologiques et fossiles que Coates avait recueillies dans les années 1960 et 1970 indiquaient que le Panama n’avait pas complètement comblé le fossé avant environ trois millions d’années avant aujourd’hui.
En 2008, Montes a reçu une subvention de recherche d’un million de dollars de l’Autorité du canal de Panama, alors qu’un nouveau canal plus profond était en cours de construction pour permettre le passage de cargos toujours plus grands. Montes voulait affiner les dates des roches de la région à l’aide d’analyses magnétiques et chimiques afin de fournir des dates plus précises pour les fossiles. Il s’attendait à ce que les dates convergent vers l’âge admis de la fermeture de l’isthme, mais ce ne fut pas le cas. Au lieu de cela, il a découvert que les roches étaient âgées de 10 à 15 millions d’années.
Perplexe devant cette divergence, Montes s’est tourné vers un type de cristal appelé zircon pour résoudre la question. Les zircons piègent et conservent souvent de petites quantités d’uranium radioactif en leur cœur lors de leur formation. Cet uranium se désintègre à un rythme régulier, comme le tic-tac d’une horloge, ce qui en fait un matériau parfait pour dater les vieilles roches. À l’aide d’échantillons provenant des montagnes San Blas, qui s’étendent le long de la côte nord-est du Panama et jusqu’en Colombie, Montes a montré que cette chaîne de montagnes volcaniques a commencé à se former il y a environ 70 millions d’années et a contribué à fermer l’isthme au plus tard il y a environ 10 millions d’années. Il a présenté ses premières conclusions selon lesquelles la formation de l’isthme était plus ancienne et beaucoup plus compliquée qu’on ne le pensait auparavant à la Geological Society of America en 2012.
De nouvelles données fossiles ont apporté un soutien supplémentaire à l’hypothèse de Montes. Les biologistes évolutionnistes Christine Bacon de l’Université de Göteborg en Suède et Carlos Jaramillo du Smithsonian Tropical Research Institute ont analysé les arbres évolutifs de 3 589 espèces trouvées en Amérique du Nord et du Sud qui ont traversé l’isthme. Les données, publiées dans Proceedings of the National Academy of Sciences en mai 2015, indiquent plusieurs mouvements majeurs à travers l’isthme, dont un remontant à 23 millions d’années. Pour Bacon, les espèces voyageant du nord au sud ont contribué à l’énorme biodiversité de l’Amérique du Sud, et si les organismes ont commencé à voyager plus tôt que prévu, cette biodiversité peut avoir pris beaucoup plus de temps à apparaître et à évoluer que ce que l’on pensait auparavant.
Coates ne croit pas que les données de zircon de Montes soient suffisantes pour réécrire l’histoire. Les données fossiles de Bacon ne le sont pas non plus, dit-il. Les espèces traversent la haute mer tout le temps. C’est ainsi que des îles comme Hawaii et celles des Caraïbes ont été peuplées. Et même s’il y a eu un premier flux migratoire, les données fossiles de Coates indiquent que les grands mammifères comme les paresseux et les ancêtres des lamas n’ont commencé à traverser l’isthme en masse qu’il y a environ trois millions d’années. Pour contredire Montes et Bacon, Coates s’est appuyé sur des fossiles marins montrant que des petites créatures identiques, comme les foraminifères (minuscules organismes unicellulaires à coquille), peuvent être trouvées dans le Pacifique oriental et les Caraïbes jusqu’à il y a environ trois millions d’années. Cela indique qu’une étendue d’océan libre existait jusqu’à cette date, permettant aux foraminifères de passer sans entrave. “Beaucoup de plantes et d’animaux peuvent traverser l’océan ouvert, mais la vie marine ne peut pas simplement marcher à travers la terre ferme”, dit Coates.
Coates et certains autres géologues pensent que ce qui est aujourd’hui le Panama moderne a peut-être commencé à poindre au-dessus des vagues très tôt, mais il est resté une série d’îles jusqu’à il y a environ trois millions d’années, lorsque l’isthme s’est finalement fermé. Coates compare ce processus à ce qui se passe actuellement en Indonésie. La plaque australienne jouxte actuellement la plaque eurasienne, mais les deux masses continentales n’ont pas toujours été aussi proches et ont apparemment séparé les espèces animales. Les plaques de croûte terrestre sont toujours en mouvement, et les scientifiques prévoient que les îles qui parsèment une partie de l’Indonésie finiront par former une étendue de terre sèche, un peu comme l’isthme de Panama l’a fait plusieurs millions d’années auparavant. C’est le modèle indonésien que Coates et 35 autres auteurs citent dans leur réfutation des travaux de Montes et de ses collègues dans Science Advances d’août 2016.
Le modèle de Montes laisse effectivement des questions sans réponse, dit Andrew Crawford, biologiste à l’Université des Andes, même s’il dit “pencher vers” la date la plus ancienne. Crawford a proposé une hypothèse dans une étude de 2016 sur la géologie, co-écrite par Bacon, qui pourrait expliquer à la fois l’isthme précoce et l’arrivée tardive de nombreux animaux. Avant l’ère glaciaire, ce qui est aujourd’hui la jungle d’Amérique centrale a pu être une savane beaucoup plus sèche, ce qui a pu interférer avec le mouvement des grands animaux parce qu’ils étaient incapables de s’adapter aux conditions sèches et de trouver une nourriture appropriée. “Les grenouilles peuvent physiquement gravir des montagnes, mais elles ne le feront pas à cause de barrières environnementales comme la pluie et le froid”, explique Crawford, qui soutient que les barrières environnementales ont pu interférer avec les échanges d’espèces.
Et puis il y a le mystère de la période glaciaire de trois millions d’années. Les chercheurs ont généralement pensé que la fermeture de la CAS a déplacé les courants océaniques, qui ont modifié les régimes climatiques en apportant de l’air tropical humide vers l’Arctique via le Gulf Stream. Cet air a déposé son humidité dans les latitudes septentrionales glaciales, qui sont devenues la base des énormes couches de glace qui ont finalement recouvert une grande partie de l’hémisphère nord. Mais si la voie maritime entre l’Amérique centrale et l’Amérique du Sud était bloquée plusieurs millions d’années avant le début de cette période glaciaire – comme le soutient Montes – les scientifiques doivent trouver un autre déclencheur. Selon Molnar, les géologues et les océanographes ont proposé diverses hypothèses, mais aucune n’est considérée comme une explication définitive.
“Au lieu d’être en désaccord, nous devrions être en train de recueillir davantage de données”, dit Bacon. Les continents qu’elle étudie ont fini par fusionner en une masse unifiée, mais personne ne peut dire si, ou quand, la compréhension scientifique de l’isthme aura le même résultat.