Une étude, dont les résultats intitulés «Truncated bimodal latitudinal diversity gradient in early Paleozoic phytoplankton» sont publiés dans la revue Science Advances, a permis de montrer que les plus anciens représentants du phytoplancton présentaient un maximum de diversité aux moyennes latitudes de l’hémisphère Sud au Paléozoïque inférieur (541 à 444 millions d’années avant l’actuel), une distribution spatiale différente de celles observées de nos jours.

Relevons tout d'abord que, parmi les motifs d’organisation spatiale fondamentaux de la biodiversité dits 'biogéographiques', le gradient latitudinal de diversité (GLD), «qui correspond à l’augmentation du nombre d’espèces des pôles vers l’équateur», est «considéré comme le plus largement répandu sur Terre». Alors que ce GLD «est documenté chez un grand nombre d’espèces actuelles», son origine, sa prépondérance dans le registre fossile ainsi que ses mécanismes explicatifs «restent largement débattus».

Dans ce contexte, en associant l'analyse «de données fossiles et la modélisation des climats anciens», l'étude ici présentée a montré que les acritarches, premiers représentants du phytoplancton, «présentaient un gradient latitudinal de diversité dès l'apparition des principaux embranchements d’animaux actuels au Paléozoïque inférieur, il y a plus de 500 millions d’années».

De plus, «d’importantes variations de ce GLD au cours du temps, notamment en réponse aux variations climatiques», ont été mis en évidence. Ainsi, «tandis que la première période (le Cambrien, -541 à -485.4 Ma) est caractérisée par un climat chaud avec des températures équatoriales trop élevées pour permettre à la vie de pleinement se diversifier, le refroidissement global observé à partir de la seconde période (l’Ordovicien, -485.4 à -443.8 Ma) s'accompagne d'une augmentation spectaculaire de la diversité marine et d'une colonisation de la zone équatoriale»: alors, le GLD devient «plus marqué et le pic maximum de diversité se rapproche de l'équateur».

Surtout, ce gradient montre «une différence fondamentale avec ceux que l’on connaît aujourd’hui: il ne présente qu’un seul pic de diversité (on parle alors de gradient unimodal) situé aux moyennes latitudes de l'hémisphère Sud, là où le maximum de diversité chez les espèces actuelles est classiquement situé à l’équateur ou se subdivise en deux pics centrés sur les basses/moyennes latitudes de chaque hémisphère (gradient bimodal)».

Cependant, l'utilisation d’un modèle de distribution spatiale de la biodiversité (METAL) établi avec la paléogéographie et le paléoclimat connus au Paléozoïque inférieur prédit «un second pic dans l’hémisphère Nord» de sorte que «ce modèle suggère que le GLD des acritarches observé grâce aux données fossiles correspondrait en fait à un gradient bimodal tronqué, dont le pic initialement situé dans l’hémisphère Nord ne peut plus être observé aujourd'hui».

Cette absence de second pic dans cet hémisphère pourrait provenir «d'une faible préservation des sédiments, et donc des fossiles qu’ils contiennent, dans cette zone alors essentiellement occupée par un immense océan appelé Panthalassa». Cependant, comme «le modèle METAL n’intègre pas certains paramètres indispensables à la survie du phytoplancton, comme par exemple la concentration en nutriments, liée à la proximité des continents», la faible diversité des acritarches observée dans l’hémisphère Nord pourrait aussi «correspondre à un réel signal biologique reflétant une quantité limitée d’espace propice au développement du phytoplancton dans cette zone géographique alors quasi exempte de continents».