De rares fossiles 3D montrent que certains des premiers arbres avaient des formes différentes de celles que vous avez jamais vues

“La façon dont cet arbre a produit des feuilles extrêmement longues autour de son tronc grêle, ainsi que leur nombre sur une courte longueur de tronc, est surprenante”, déclare Robert Gastaldo du Colby College de Waterville, dans le Maine.

Les formes prises par ces arbres vieux de 350 millions d'années ressemblent à celles d'une fougère ou d'un palmier, même si les palmiers ne sont apparus que 300 millions d'années plus tard, explique-t-il. Cependant, les feuilles fonctionnelles des fougères ou des palmiers se regroupent au sommet et sont relativement peu nombreuses.

“En revanche, Sanfordiacaulis conserve plus de 250 feuilles autour de son tronc, chaque feuille partiellement préservée s'étendant sur 1,75 mètre”, explique Gastaldo. “Nous estimons que chaque feuille a poussé au moins un autre mètre avant de se terminer. Cela signifie que la « brosse à bouteille » avait une canopée dense de feuilles qui s'étendait sur au moins 5,5 mètres (ou 18 pieds) autour d'un tronc non ligneux et de seulement 16 centimètres (ou 0,5 pied) de diamètre. Pour le moins surprenant.”

Ce travail a été rendu possible grâce à une collaboration internationale à long terme avec Matthew Stimson et Olivia King du Musée du Nouveau-Brunswick, Saint John, et de l'Université Saint Mary's à Halifax. Les découvertes des chercheurs offrent des informations importantes sur l'évolution des plantes et de l'arborescence, c'est-à-dire des plantes qui atteignent la hauteur d'un arbre, ou au moins 15 pieds à maturité. Ils rappellent également qu'au cours de l'histoire de la vie sur Terre, il a existé des arbres qui ne ressemblent à aucun autre que nous ayons jamais vu auparavant et dont certains semblent provenir de l'imagination du Dr Seuss, disent les chercheurs.

“Nous avons tous une idée mentale de ce à quoi ressemble un arbre, selon l'endroit où nous vivons sur la planète, et nous avons une vision de ce qui nous est familier”, explique Gastaldo. “Le fossile dont nous parlons est unique et constitue une forme de croissance étrange dans l'histoire de la vie. Il s'agit d'une des expériences de l'évolution à une époque où les plantes forestières subissaient une biodiversification, et c'est une forme qui semble avoir une durée de vie de courte durée.

Les fossiles en question ont été préservés par l’enfouissement catastrophique d’arbres et d’autres végétaux provoqués par un tremblement de terre le long du bord d’un lac de rift. Le premier arbre fossile a été découvert il y a environ 7 ans dans une carrière, mais il ne contenait qu'un échantillon partiel. Il a fallu plusieurs années pour trouver également quatre autres spécimens de la même plante, à proximité spatiale, explique Gastaldo.

L'un des spécimens a révélé comment les feuilles s'éloignaient du sommet de l'arbre, ce qui le rend “absolument unique”. Selon les chercheurs, il s'agit de l'un des rares spécimens fossiles remontant à plus de 400 millions d'années à conserver un tronc autour duquel les feuilles de la couronne sont encore attachées.

“Tout arbre fossile avec une couronne intacte est une rareté dans l'histoire de la vie”, explique Gastaldo. “Le fait que les feuilles de la couronne soient attachées à un tronc, en soi, soulève la question de savoir de quel type de plante il s'agit, comment cette plante est-elle organisée, et s'agit-il d'une forme qui continue jusqu'à présent, ou est-ce en dehors du concept “normal” d'un arbre ? Toutes ces questions, et bien d'autres, ont conduit à cet effort pluriannuel.

Les chercheurs rapportent que l’arbre s’est probablement appuyé sur sa forme de croissance inhabituelle pour maximiser la quantité de lumière qu’il pouvait capter et réduire sa concurrence avec les autres plantes au sol. Ils suggèrent que l’arbre représente désormais la première preuve d’arbres plus petits poussant sous un couvert forestier plus haut. Cela signifie que la vie végétale au début du Carbonifère était plus complexe que prévu, ce qui suggère Sanfordiacaulis vivait à une époque où les plantes « expérimentaient » une variété de formes ou d’architectures possibles.

“L'histoire de la vie sur terre est constituée de plantes et d'animaux qui ne ressemblent à aucun de ceux qui vivent aujourd'hui”, explique Gastaldo. “Les mécanismes évolutifs opérant dans un passé profond ont donné naissance à des organismes qui ont vécu avec succès pendant de longues périodes, mais leurs formes, leurs architectures de croissance et leurs cycles de vie ont suivi des trajectoires et des stratégies différentes. Des fossiles rares et inhabituels, comme l'arbre du Nouveau-Brunswick, n'est qu'un exemple de ce qui a colonisé notre planète mais qui s'est avéré une expérience infructueuse. »