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Au début du Miocène, il y a environ 20 millions d'années, l'Antarctique avait un climat tempéré à subpolaire. Le continent était principalement couvert de végétation de toundra et de forêts de Nothofagus. Cette situation a changé brusquement lorsqu'il y a 14 millions d'années, le continent a commencé à se refroidir rapidement. Les calottes de glace se sont étendues sur l'Antarctique et les plantes et les animaux ont disparu.
 On a longtemps supposé que les micro-organismes, en raison de leur répartition géographique très large, étaient beaucoup moins affectés par ces changements climatiques que les plantes et les animaux qui ont souvent des aires de répartition très réduites. En examinant des fossiles de micro-organismes antarctiques, une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l'Université de Gand et du Jardin botanique de Meise a montré que cette hypothèse est incorrecte.
Figure 1. Mount Boreas dans l’Olympus Range (Dry Valleys occidentales, Antarctica) où une partie du matériel analysé dans cette étude a été ramassé (photo ©Allan C. Ashworth)
Une flore miocène diversifiée de diatomées
Les chercheurs ont analysé des diatomées dans des sédiments lacustres antarctiques datant de 14 à 15 millions d'années, déposés juste avant le début du grand refroidissement du Miocène. Les diatomées sont l'un des groupes d'algues les plus divers et écologiquement les plus importants au monde et peuvent facilement se fossiliser grâce à leur paroi cellulaire en silice.
 À leur grande surprise, les chercheurs ont découvert plus de 200 espèces de diatomées entièrement inconnues dans les sédiments. Presque toutes les espèces étaient nouvelles pour la science. C’est pourquoi, l’équipe a approfondi l'analyse des sédiments lacustres au niveau du genre le niveau de classification au-dessus du niveau spécifique. L'analyse a révélé que la flore diatomique du Miocène présentait une grande similitude avec les communautés que l’on trouve aujourd'hui dans l'Arctique, et en particulier qu’elle partageait des espèces trouvées uniquement aujourd’hui dans les régions tempérées de l'hémisphère sud, à savoir l'Amérique du Sud, l'Australie et la Nouvelle-Zélande. Il y avait, par contre, très peu de similitudes avec les diatomées présentes actuellement en Antarctique. Les chercheurs postulent que les communautés modernes extrêmement pauvres en espèces de l'Antarctique ont évolué à partir des survivants de la flore éparse du Miocène et des nouveaux colons adaptés aux conditions froides.
Figure 2. Les Friis Hills (Continent antarctique) où quelques carottes de sédiments ont été pris (photo ©Allan C. Ashworth)
Vagues d'extinction dues aux changements climatiques
Les chercheurs concluent que des changements climatiques majeurs, comme ceux qui se sont produits dans l'Antarctique du Miocène, pourraient avoir des conséquences dramatiques pour les micro-organismes et conduire à des vagues d'extinction à grande échelle. Les micro-organismes jouant un rôle crucial dans le bon fonctionnement des écosystèmes, il est important de mieux comprendre l'impact des changements climatiques et environnementaux sur leur diversité.
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Figure 3. Eunotia sp., une des espèces de diatomées miocènes, microscopie à balayage (photo ©Bart Van de Vijver)
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Figure 4. Eunophora sp., une des espèces relictes, maintenant éteintes sur le Continent antarctique, microscopie à balayage (photo ©Bart Van de Vijver)
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Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Science Advances (lien: https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciaadv.abh3233).
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