Quand vous fermez les yeux et pensez au Canada, qu'est-ce qui vous vient à l'esprit ? Des palmiers et des plages ? Probablement pas. Des images de toundra, de neige et de glace, peut-être avec un match de hockey en plein air ? Voilà qui est plus plausible. Pourtant, des scientifiques ont récemment découvert qu'à l'Éocène, il y a 48 millions d'années, des palmiers canadiens se balançaient sous la chaleur du soleil arctique.
Les palmiers constituent un groupe ancien de plantes à fleurs monocotylédones (Arecaceae) connues pour prospérer dans des climats chauds. Aujourd'hui, les espèces de palmiers se rencontrent principalement dans les régions tropicales et subtropicales du monde, souvent dans les forêts pluviales, notamment en Amérique centrale et du Sud. Elles sont cependant remarquablement absentes des latitudes nordiques plus froides. Même les rares espèces tolérantes au froid ne peuvent résister à la glace permanente ni aux conditions de gel prolongées, comme celles que l'on observe dans une grande partie du Canada en hiver.
« Parce que les palmiers restent physiologiquement actifs tout au long de l’année, ne subissent pas de dormance et ont une teneur en eau élevée, ils sont incapables d’occuper des zones qui subissent des conditions de gel prolongées ou des épisodes de gel sévères », expliquent Siver et ses collègues dans leur article publié dans un numéro spécial de Annals of Botany sur le "Rôle des fossiles dans la reconstitution de l'évolution des plantes".
Ces limitations de croissance offrent donc une occasion idéale de mieux comprendre les paysages écologiques passés, car la présence de fossiles de palmiers dans une région, même très froide de nos jours, est un bon indicateur de conditions climatiques plus chaudes par le passé.
« Cette forte préférence environnementale a été exploitée pour reconstituer des climats passés sensiblement plus chauds que les climats actuels dans des régions actuellement caractérisées par des températures moyennes annuelles <10 °C et des températures moyennes du mois le plus froid autour de −10 °C, par exemple le nord-est de la Russie, le centre-sud de l’Alaska, le centre de l’Alberta, au Canada, et le Wyoming, l’Utah et le Colorado », écrivent Siver et ses collègues.
Pour trouver des palmiers, Siver et ses collègues ont recherché des fossiles particuliers de phytolithes. Aussi appelés « pierres végétales », les phytolithes sont des structures microscopiques produites lorsque les plantes absorbent la silice du sol par leurs racines, puis la déposent à l'intérieur de leurs cellules ou dans des compartiments extracellulaires spécifiques. Sur le plan biologique, on pense que les phytolithes contribuent à renforcer la plante et pourraient également la protéger des herbivores ou des champignons pathogènes. Ces phytolithes persistent dans le sol ou les sédiments aquatiques après la mort de la plante.
L'avantage des phytolithes réside dans leur forme variable selon les espèces, qui permet d'identifier des groupes de plantes spécifiques, comme les palmiers. De ce fait, les paléontologues peuvent aujourd'hui les utiliser pour reconstituer les climats et les écosystèmes passés à travers le monde.
« Les palmiers produisent souvent un grand nombre de phytolithes, notamment dans les tissus foliaires, qui peuvent être diagnostiques au niveau de la tribu, voire du genre », écrivent Siver et ses collègues, qui ajoutent que « plus important encore peut-être, la présence de phytolithes de palmiers dans un gisement fossilifère peut être utilisée efficacement pour déduire des températures hivernales moyennes supérieures à zéro ».
Siver et ses collègues ont mené leurs travaux sur le site de Giraffe (64.73°N, 109.75°O), près du cercle polaire arctique au Canada. Les sédiments de cette région se sont formés suite à des éruptions volcaniques et à des processus sédimentaires ultérieurs. Une carotte de forage diamantée de 163 m de long, prélevée dans la zone, a fourni le matériel nécessaire à la recherche de fossiles. L'âge des couches sédimentaires a été déterminé par datation radiométrique ; les sédiments étudiés ont été datés à 48 millions d'années, soit de la fin de l'Éocène inférieur. Les microfossiles ont été extraits de la matrice rocheuse par des procédés chimiques et analysés par microscopie optique et microscopie électronique à balayage.
Les phytolithes fossilisés ont été comparés aux phytolithes d'un palmier vivant (Trachycarpus fortunei) et se sont révélées très similaires, confirmant ainsi qu'elles provenaient d'espèces de palmiers anciennes.
« Des phytolithes de palmiers ont été enregistrés dans des mudstones provenant de 45 strates couvrant 37 m de la carotte », écrivent Siver et ses collègues.
En outre, divers organismes d'eau chaude, dont une éponge que l'on trouve actuellement exclusivement dans les régions néotropicales et afrotropicales (Potamophloios canadensis), une algue endémique des tropiques (Mallomonas bangladeshica), une algue apparentée que l'on trouve uniquement dans les étangs côtiers de Caroline du Nord dépourvus de glace hivernale (Mallomonas multiunca var. pocosinensis) et cinq nouvelles espèces de diatomées (ActinellaDes phytolithes de palmiers, présentant une morphologie similaire à celles que l'on trouve aujourd'hui exclusivement dans les régions tropicales et subtropicales, ont été découverts dans l'échantillon de carotte de diamant.
Sur la base de ces résultats, Siver et ses collègues ont pu confirmer la présence d'un climat subtropical chaud à la fin de l'Éocène inférieur à des latitudes d'environ 65°N et ont étendu la distribution connue des palmiers anciens aux régions subarctiques du Canada.
« La présence de phytolithes de palmiers permet de déduire un climat régional chaud à la fin de l'Éocène inférieur, avec des températures moyennes des mois froids supérieures à zéro malgré une obscurité hivernale prolongée », concluent-ils.
Ainsi, même si vous ne réservez pas de vacances balnéaires dans le nord du Canada d'aujourd'hui, un soupçon des tropiques est encore enfoui dans le sable.
LIRE L'ARTICLESiver, P., Reyes, A., Pisera, A., Buryak, S. et Wolfe, A. (2025) Les phytolithes de palmiers dans le Canada subarctique impliquent des hivers sans glace il y a 48 millions d'années, à la fin de l'Éocène inférieur. Annals of Botany. Disponible à l'adresse: https://doi.org/10.1093/aob/mcaf021.
Image de couverture : Koh Mak, paradis tropical moderne en Thaïlande. Source : Wikimedia Commons / Viacheslav Argenberg
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