Un rare fossile d'arbre en 3D pourrait être le premier aperçu d'un sous-bois forestier.

L'arbre Sanfordiacaulis densifolia, avec sa cime en spirale et son tronc mince, semble avoir sauté du Lorax du Dr Seuss. Cependant, malgré son apparence fantaisiste, il ne s’agit pas simplement d’une version réelle d’une truffe. Il s’agit plutôt d’un rendu tridimensionnel d’un fossile vieux de 350 millions d’années offrant un rare aperçu de l’histoire des plantes grâce à son tronc et ses feuilles préservés. Cette découverte a été rapportée le 2 février dans Current Biology.

Le géologue Robert Gastaldo du Colby College de Waterville, dans le Maine, a été étonné lorsqu'il a découvert le fossile pour la première fois. La rareté d’une telle découverte l’a amené à assimiler sa survenance à un gain à la loterie.

En sept ans, les chercheurs ont mis au jour cinq spécimens de S. densifolia. Tous ces fossiles se trouvaient près de ce qui était autrefois un lac au Nouveau-Brunswick, au Canada. Les arbres proviennent d’une époque relativement obscure de l’histoire des plantes, appelée le début du Mississippien. Il est intéressant de noter que la hauteur modeste de ce fossile récemment découvert, associée au tronc et à la couronne préservés, laisse penser à l'existence probable de plus de couches dans les forêts du Mississippien qu'on ne le pensait auparavant. Il se classe comme l’arbre fossile le plus complet de cette époque et l’un des très rares présentant de tels traits trouvés tout au long de l’histoire géologique.

Le botaniste Mihai Tomescu de l'Université polytechnique de l'État de Californie à Humboldt, qui ne faisait pas partie de cette étude, a salué la découverte comme étant « remarquable » car elle comble un vide dans notre compréhension de la structure forestière à l'époque du Mississippien.

Les scientifiques pensent que ces arbres ont probablement été renversés par un tremblement de terre et se sont retrouvés au pied d'un lac voisin où ils ont ensuite été préservés. Mais contrairement à la plupart des fossiles, le spécimen nouvellement découvert n’était pas aplati. L’arbre a étonnamment conservé sa structure tridimensionnelle, ce qui, selon la biologiste Patricia Gensel de l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill, est rare.

Les chercheurs ont utilisé Blender, un programme d'infographie, ainsi que le fossile pour développer une reconstruction numérique en 3D de l'apparence probable de l'arbre. Bien qu'il fasse apparemment la moitié de la taille d'une girafe adulte, l'arbre portait une grande couronne et avait peut-être des feuilles d'environ 3 mètres de long. Malgré l'incertitude quant à savoir si l'arbre avait atteint sa pleine croissance, les chercheurs estiment qu'il n'aurait pas approché la hauteur d'autres arbres connus de l'époque du Mississippien, dont certains auraient pu dépasser 20 mètres.

La taille relativement moyenne de l'arbre et ses feuilles de grande taille ont incité les chercheurs à considérer le S. densifolia comme la première preuve potentielle d'un arbre sous-couvert, qui conférerait une structure en couches aux forêts. Pour survivre dans le sous-couverte, les arbres auraient dû compter sur leurs grandes feuilles pour absorber autant de lumière solaire que possible. Gastaldo note que l'établissement de la couche forestière aurait pu donner naissance à de nouveaux écosystèmes, augmentant ainsi la biodiversité.

Découvrir davantage de fossiles de S. densifolia peut éclairer la manière dont les plantes se sont adaptées au fil du temps. "Comprendre les transformations subies par les plantes au fil du temps nous aide à prédire comment elles pourraient s'adapter pour survivre dans le futur", explique Gensel.