Invertébrés terrestres
Les dommages causés par les insectes sur les feuilles fossilisées de plantes à fleurs de quatorze emplacements en Amérique du Nord ont été employés comme indicateur de la diversité des insectes à travers la limite K-T et analysés pour déterminer le taux d'extinction. Les chercheurs ont constaté que les sites du crétacé, avant l'évènement d'extinction, avaient une grande richesse en plantes et diverses formes d'alimentation par les insectes. Cependant, au début du paléocène, la flore étaient relativement diverse avec peu de prédation des insectes, même 1,7 million d'années après le phénomène d'extinction[39],[40]
Dans les latitudes élevées de l'hémisphère sud, comme la Nouvelle-Zélande et l'Antarctique, la décroissance de masse de la flore n'a causé aucun renouvellement significatif dans les espèces, mais des changements dramatiques à court terme dans l'abondance relative des groupes de plantes[39],[43]. En Amérique du Nord, approximativement 57 % des plantes se sont éteintes. La redressement des plantes au paléocène a commencé par des re-colonisations par des espèces de fougères, qui se présentent sous forme de pointe de fougère (en) au niveau géologique ; on a observé ce même type de re-colonisation de fougères après l'éruption du mont Saint Helens en 1980[44]. En raison de la destruction en masse des plantes à la limite K-T, il y a eu prolifération des organismes détritivores comme les mycètes qui n'ont pas besoin de photosynthèse et utilisent les nutriments de la végétation en décomposition. La domination des espèces fongiques a duré seulement quelques années tandis que l'atmosphère se dégageait et qu'il y avait abondance de matière organique. Une fois l'atmosphère dégagée, les organismes photosynthétiques comme les fougères et d'autres plantes sont revenues[45]. La polyploïdie semble avoir augmenté la capacité des plantes à fleur à survivre à l'extinction, probablement parce que les copies additionnelles du génome que ces plantes possédaient leur ont permis de s'adapter plus facilement aux conditions environnementales en pleine mutation qui ont suivi l'impact[46]. Amphibiens Il n'y a aucune trace d'extinctions de masse d'amphibiens à la limite K-T, et il y a une preuve irréfutable que la plupart des amphibiens ont survécu à l'évènement relativement indemnes[7]. Plusieurs études approfondies des genres de salamandres dans les lits fossiles du Montana montrent que sur sept genres, six étaient inchangés après l'évènement[47]. Les espèces de grenouilles semblent avoir survécu jusqu'au paléocène avec peu d'extinction d'espèces. Cependant, les fossiles pour des familles et des genres de grenouille sont irréguliers[7]. Une étude approfondie de trois genres des grenouilles du Montana montrent qu'elles n'étaient pas changées par l'événement de K-T et qu'elles ont été survécu apparemment sans changement[47]. Les données montrent peu ou pas d'évidence d'extinction de familles amphibies qui encadrent l'événement de K-T. La survie amphibie a résulté de la capacité du clade à se chercher un l'abri dans l'eau ou à construire des terriers en sédiments, sol, bois, ou sous des roches[38]. Reptiles non-archosaures Les deux taxa de reptiles non-archosaures vivants, les testudines (tortues) et lépidosauriens (serpents, lézards, et lézard verts), ainsi que les choristodères (des archosauromorphes semi-aquatiques qui se sont éteints au début du miocène) ont survécu au passage de la limite K-T[7]. Plus de 80% des espèces de tortues du crétacé ont traversé la limite K-T. De plus, les six familles de tortues qui existaient à la fin du crétacé ont survécu au tertiaire et sont représentées par des espèces actuelles[48]. Les lépidosauriens vivants incluent les rhynchocéphales et les squamates. Les Rhynchocephalia, qui regroupe aujourd'hui les seuls Tuataras, étaient un groupe répandu et relativement prospère de lépidosauriens au début du mésozoïque, mais qui ont commencé à diminuer à partir du mi-Crétacé. Ils sont représentés aujourd'hui par un genre unique localisé exclusivement en Nouvelle Zélande[49]. L'ordre des squamates, qui est représenté aujourd'hui par les lézards, les serpents et les amphisbènes, a rayonné dans diverses niches écologiques pendant le jurassique et a réussi à passer au travers du crétacé. Ils ont survécu au passage de la limite K-T et sont actuellement le groupe le plus prospère et le plus diversifié de reptiles vivants avec plus de 6 000 espèces existantes. Aucune famille connue des squamates terrestres ne s'est éteinte à la limite, et les fossiles indiquent qu'ils n'ont souffert d'aucun déclin significatif dans leurs effectifs. Leur petite taille, leur métabolisme adaptable, et leur capacité à changer d'habitat pour trouver des conditions plus favorables ont été des facteurs clefs dans leur survie pendant la fin du crétacé et le début du paléocène[7][48]. Les reptiles marins non-archosaurien comprenant les mosasaures et les plésiosaures, les reptiles aquatiques géants qui étaient les prédateurs marins supérieurs, se sont éteints vers la fin du crétacé.
Archosaures Le clade des archosauriens inclut deux ordres vivants, les crocodiliens (dont les Alligatoridae, les Crocodylidae et les Gavialidae sont les seules familles survivantes) et des dinosaures (dont les oiseaux sont les uniques membres survivants, alors que les dinosaures non-aviaires et les ptérosaures sont éteints). Toutes les familles de crocodiliens survivantes habitaient des environnements d'eau douce et terrestres, excepté les Dyrosauridae à la fois marins et dulçaquicole. La seule tendance apparente étant qu'aucun des grands crocodiles, tels que le crocodile nord-américain géant Deinosuchus, ne survécurent[7]. La survie des crocodiliens à ces événements a pu simplement résulter de la persistance de leur niche aquatique et de leur capacité à creuser, qui a réduit leur susceptibilité aux effets négatifs sur l'environnement de la limite K-T[38]. En 2008, Stéphane Jouve et ses collègues ont suggéré que les juvéniles de Dyrosauridae auraient vécu dans l'eau douce comme les juvéniles des crocodiles marins modernes, ce qui les aurait aidés à survivre là où d'autres reptiles marins se sont éteints ; les environnements d'eau douce n'ayant pas été pas aussi fortement affectés par des événements de K-T que les environnements marins[51]. Ptérosauriens La seule famille de ptérosauriens dont la présence au Maastrichtien est certaine, les Azhdarchidae, s'est éteinte à la limite K-T. Ces grands ptérosauriens étaient les derniers représentants d'un groupe en déclin qui comprenait dix familles durant le Crétacé moyen. Les ptérosauriens de plus petite taille s'étaient éteints avant le Maastrichtien au cours d'une période qui avait vu le déclin des espèces animales de petite taille au profit des espèces de grande taille. Simultanément, les oiseaux modernes avaient connu une forte diversification et avaient remplacé des oiseaux archaïques et des groupes de ptérosauriens, probablement en raison de la concurrence directe, ou simplement en remplissant des niches vides[38],[52],[53]. La plupart des paléontologues considèrent les oiseaux comme les seuls survivants des dinosaures. Cependant, tous les oiseaux non-Néornithes se sont éteints, y compris des groupes florissants comme les enantiornithines et les hesperornithiforms[54]. Plusieurs analyses de fossiles d'oiseaux montrent une divergence d'espèces avant la limite K-T, et que des parents du canard, du poulet et des autruches ont coexisté avec les dinosaures non-aviaires[55]. Les oiseaux Néornithes ont survécu à la limite K-T en raison de leurs capacités de plonger, nager, ou chercher un abri dans l'eau et les marécages. Beaucoup d'espèces d'oiseaux peuvent construire les terriers, ou des nids dans les trous d'arbre ou les termite nests ⇔ termitières, ce qui les a mis à l'abri des effets sur l'environnement à la limite K-T. La survie à long terme après la limite a été garantie par la possibilité de remplir les nombreuses niches écologiques laissées vides par l'extinction des dinosaures non-aviaires[38]. L'extinction des dinosaures au passage de la limite K-T a donné lieu à plus de publications que n'importe quel autre groupe d'organismes. À l'exception de quelques revendications controversées, on convient que tous les dinosaures non-aviaires se sont éteints à la limite K-T. Les fossiles de dinosaures ont été interprétés à la fois pour montrer un déclin dans la diversité et aucun déclin dans la diversité pendant les derniers millions d'années du crétacé, et il se peut que la qualité des fossiles de dinosaures ne soit simplement pas assez bonne pour permettre à des chercheurs de distinguer les choix[56]. Puisqu'il n'y a aucune preuve que les dinosaures non-aviaires de la fin du Maastrichtien aient pu creuser, nager ou plonger, ils ne pouvaient pas s'abriter pendant les plus mauvaises moments du stress environnemental qui se sont produites à la limite K-T. Il est possible que les petits dinosaures (autre que des oiseaux) aient survécu, mais ils auraient été privés de nourriture car des dinosaures herbivores auraient trouvé la matière végétale rare, et les carnivores se seraient rapidement trouvés à court de proies[38]. Le consensus croissant au sujet du caractère endotherme des dinosaures (voir Physiology of dinosaurs (en)) aide à comprendre leur extinction complète par rapport à la survie de leurs parents proches, les crocodiliens. Les crocodiles étant ectothermes (animaux à « sang froid »), ils ont des besoins très limités en nourriture (ils peuvent survivre à plusieurs mois sans manger) tandis que des animaux de la taille semblable mais endothermes (à « sang chaud ») ont besoin de beaucoup plus de nourriture afin de soutenir leur métabolisme plus rapide. Ainsi, dans les circonstances de la rupture de chaîne alimentaire précédemment mentionnées, les dinosaures non-aviaires sont morts[57] tandis que certains crocodiles survivaient. Dans ce contexte, la survie d'autres animaux endothermiques, tels que quelques oiseaux et mammifères, a pu être due, entre d'autres raisons, à leurs plus petits besoins de nourriture, liés à leur petite taille à l'époque de l'extinction[58]. Plusieurs chercheurs ont mentionné que l'extinction des dinosaures avait été progressive, de sorte qu'il y aurait eu des dinosaures au Paléocène (en). Ces arguments sont fondés sur la découverte de restes de dinosaures dans la Formation de Hell Creek (en) jusqu'à 1,3 mètres (4,27 ft) au dessus et 40 000 années après la limite K-T[4]. Des échantillons de pollen prélevés près d'un fémur fossilisé d'hadrosaure découvert dans du grès à Ojo Alamo près du fleuve de San Juan indiquent que l'animal a vécu pendant le tertiaire, approximativement 64,5 MA (environ 1 million d'années après l'événement de K-T). Si leur existence après la limite K-T peut être confirmée, ces hadrosaures seraient considérés comme une clade mort-vivante. La recherche actuelle indique que ces fossiles ont été érodés de leurs endroits originaux et puis ré-ensevelis par des sédiments très postérieurs (retouchés)[6]. Les groupes de mammifères existants aujourd'hui étaient déjà présents au Crétacé, qu'il s'agisse des monotrèmes qui pondent des œufs, des marsupiaux ou des placentaires, mais aussi d'autres groupes disparus comme les multituberculés, Dryolestoidea (en)[59], et les Gondwanatheria (en)[60]. Tous ont survécu à l'événement de K-T, bien qu'ils aient enregistré des pertes. Beaucoup de marsupiaux ont disparu, en particulier ceux d'Amérique du Nord et plus particulièrement encore les espèces asiatiques regroupées dans le taxon des deltatheroïdes (en)[61]. Dans les gisements de fossiles de la formation de Hell Creek, au dessus de la limite K/T, on ne trouve plus de trace d'au moins la moitié des dix espèces de multituberculés ni d'aucune espèce marsupiale parmi les onze présentes avant la limite[56]. Les espèces de mammifères ont commencé à se diversifier approximativement 30 millions d'années avant la limite du Crétacé et du Tertiaire. Une radiation évolutive de mammifères s'est produite dans les quelques millions d'années qui ont suivi[62]. La recherche actuelle indique que les mammifères n'ont pas eu d'explosion de diversification au passage de la limite K-T, en dépit des niches écologiques libérées par l'extinction des dinosaures[63]. Plusieurs ordres de mammifères ont été interprétés comme se diversifiant juste après la limite K-T, comme les Chiroptera (chauves-souris) et les Cetartiodactyla (un groupe divers qui inclut aujourd'hui les baleines et dauphins et les Artiodactyla)[63], mais des recherches plus récentes concluent que seuls les ordres de marsupaiux se sont diversifiés directement après la limite K-T[62]. Les espèces mammifères qui existaient à la limite K-T étaient généralement petites, de taille comparable aux rats ; cette petite taille les aurait aidées à trouver des abris dans des environnements protégés. En outre, on postule que quelques monotrèmes, marsupiaux, et placentaires primitifs étaient semi-aquatiques ou fouisseurs, car il existe encore de nombreuses lignées de mammifères ayant conservé de tels comportements aujourd'hui. Enfin, n'importe quel mammifère semi-aquatique ou creusant des terriers aurait eu la protection additionnelle contre le stress environnemental de la limite K-T[38]. Données paléontologiques Fossiles nord-américains Dans les terrestrial sequences ⇔ dépôts terrestres d'Amérique du Nord, l'événement d'extinction est particulièrement bien représenté par la différence marquée entre le palynomorphe riche et relativement abondant du Maastrichtien supérieur par rapport à l'abondance de fougères succédant à la limite[41]. Dans l'état actuel des découvertes, les gisements de fossiles de dinosaures les plus instructifs sur la limite K-T se trouvent à l'ouest de l'Amérique du Nord, en particulier la Formation Hell Creek (en) dans le Montana, États-Unis qui date du Maastrichtien supérieur. En comparant cette formation avec Judith River Formation (en), Montana et Dinosaur Park Formation, Alberta, Canada qui sont plus anciennes d'environ 75 mA, on obtient des informations sur les changements dans les populations de dinosaures au cours des 10 derniers millions d'années du Crétacé. Ces gisements de fossiles sont géographiquement limités, couvrant seulement une partie d'un continent[56]. Les formations du Campanien moyen présentent une diversité de dinosaures plus grande que n'importe quel autre couche de roches. Les roches du Maastrichtien supérieur contiennent les plus grands membres de plusieurs clades importants : Tyrannosaurus, Ankylosaurus, Pachycephalosaurus, Triceratops et Torosaurus[64], ce qui suggère que la nourriture était abondante immédiatement avant l'extinction. Ces gisements sont non seulement riches en fossiles de dinosaures, mais comprennent également des fossiles de plantes qui illustrent la réduction du nombre d'espèces de plantes au passage de la limite K-T. Dans les sédiments au-dessous de la limite K-T les grains de pollen angiosperme dominent, alors que la couche correspondant à la limite contient peu de pollen et est dominée par des spores de fougères[65]. Les niveaux normaux de pollen reprennent graduellement au-dessus de la couche limite. Cela rappelle les secteurs touchés par des éruptions volcaniques, où le rétablissement est mené par les fougères qui plus tard sont remplacées par de grandes quantités d'angiospermes[66]. Fossiles marins L'extinction de masse du plancton marin semble avoir été brusque et correspondre exactement à la limite K-T[67]. Les genres d'Ammonites se sont éteints exactement à la limite K-T ou juste après ; il faut cependant noter qu'une décroissance plus modérée et plus lente des genres d'ammonites avait commencé avant la limite en raison d'une régression des espèces marines au crétacé supérieur. L'extinction progressive de la plupart des bivalves inocérames avait commencé bien avant la limite K-T, et une réduction légère et progressive de la diversité d'ammonite s'est produite à la fin du crétacé supérieur[68]. Des analyses plus approfondies mettent en évidence que plusieurs processus étaient en cours dans les océans à la fin du crétacé, certains se chevauchaient en partie dans le temps, puis ils se sont terminés brusquement avec l'extinction de masse[68]. Théories Plusieurs théories expliquent la limite K-T et les causes de l'extinction massive. À la base de ces théories on trouve des impacts de météorites ou un volcanisme accru ; certaines théories intègrent les deux éléments. On a aussi proposé un scénario combinant trois causes : le volcanisme, la régression marine, et un impact cosmique. Dans ce dernier scénario, les communautés terrestres et marines auraient été perturbées par les changements dans leurs écosystèmes et par des pertes d'habitats. Les dinosaures, ainsi que les plus grands vertébrés, auraient été les premiers affectés par les changements environnementaux, en conséquence leur diversité aurait diminué. En même temps, des particules en suspension provenant du volcanisme auraient refroidi et asséché certains secteurs du globe. Puis, un impact cosmique se serait produit, ce qui aurait causé un effondrement des chaînes alimentaires fondées sur la photosynthèse, affectant à la fois les chaînes alimentaires terrestres déjà perturbées et les chaînes alimentaires marines. La différence principale entre cette théorie et les théories reposant sur une cause unique est que ses partisans pensent qu'aucune des causes uniques ne soit suffisante pour expliquer l'ampleur des extinctions ni pour produire le modèles taxonomiques de l'extinction[56].Plantes terrestres
Il existe des preuves dominantes d'une rupture globale des groupes de plantes à la limite K-T[41]. Cependant, il y a eu d'importantes disparités selon les régions observées dans la succession des plantes. En Amérique du Nord, les données suggèrent une dévastation massive des plantes dans les sections de limite K-T, bien qu'il y ait aussi eu des changements mégafloraux ⇔ merci d'apporter votre expertise, et de préciser substantiels avant la limite[42].
Sphénodon mâle, unique représentant actuel des rhynchocéphalesCrocodiliens
Dix familles des crocodiliens ou de leurs proches parents sont déjà représentées dans les fossiles du Maastrichtien. Alors que cinq se sont éteintes avant la limite K-T[50], cinq autres familles ont des représentants fossiles jusqu'au Paléocène.
Zhejiangopterus linhaiensis, un ptérodactyle vivant en Chine au Crétacé supérieurDinosaures aviaires (Oiseaux)
Article détaillé : histoire évolutive des oiseaux.
Dinosaures non aviaires
Tyrannosaurus était l'un des derniers dinosaures à prospérer sur terre avant l'extinction.Mammifères
Durée
La durée de l'extinction fait l'objet de controverses, parce que certaines théories de la cause de l'extinction exigent une extinction rapide sur une période relativement courte (de quelques années à quelques milliers d'années) tandis que d'autres nécessitent de de plus longues périodes. Le problème est difficile à résoudre en raison de l'effet Signor-Lipps (en) ; c'est-à-dire que les données fossiles ne sont que très partielles ce qui fait que la plupart des espèces qui se sont éteintes ne se sont probablement réellement éteintes que longtemps après le fossile le plus récent qui a été trouvé[69]. De plus, les scientifiques n'ont
trouvé que très peu de gisements de fossiles couvrant de manière continue un intervalle de temps s'étalant de plusieurs millions d'années avant l'extinction de K-T à quelques millions d'années après[7].
