Pendant 90 % de son histoire, la Terre n'a pas eu une seule feuille.

La Terre se forme par accrétion, fond sous les impacts, puis refroidit assez pour que la vapeur retombe en océans. L'atmosphère est un mélange d'azote, de gaz carbonique et de vapeur d'eau. Il n'y a pas d'oxygène libre : le peu qui apparaît est aussitôt capté par le fer dissous et par les roches.

Aucune plante, bien sûr — mais toute l'histoire qui suit se joue sur ce décor : beaucoup de CO₂, beaucoup de lumière, et personne pour s'en servir.

O₂ atmosphérique

≈ 0 %

Vie

aucune trace sûre

Continents

embryonnaires

Dans les mers peu profondes, des bactéries mettent au point la photosynthèse oxygénique : elles cassent la molécule d'eau pour capter des électrons, et rejettent l'oxygène comme un déchet. Ce sont les cyanobactéries. Elles empilent leurs colonies en coussins calcaires — les stromatolithes — dont on trouve encore des fossiles vieux de 3,5 milliards d'années, et des exemplaires vivants en Australie.

Tout ce que fera une forêt plus tard est déjà là, en miniature : de la lumière, de l'eau, du CO₂, du sucre. Le reste n'est qu'une question d'échelle et de plomberie.

La plante n'a rien inventé de la photosynthèse. Elle l'a avalée.

O₂ atmosphérique

< 1 %

Acteur

cyanobactéries

Archive

stromatolithes

Pendant des centaines de millions d'années, l'oxygène produit est absorbé par le fer dissous dans l'océan, qui rouille et tombe au fond : ce sont les fers rubanés, ces roches rayées rouge et noir qu'on exploite aujourd'hui en mines. Quand le stock de fer est saturé, l'oxygène s'échappe enfin dans l'air.

Pour la vie de l'époque, majoritairement anaérobie, c'est un poison. On appelle l'événement la Grande Oxydation. Il détruit aussi le méthane atmosphérique, puissant gaz à effet de serre, et la planète bascule dans une glaciation d'une violence rare — possiblement une Terre entièrement gelée.

Premier théorème de cette histoire : les organismes photosynthétiques ne s'adaptent pas seulement au climat, ils le fabriquent.

O₂ atmosphérique

1 – 3 %

Signature

fers rubanés

Conséquence

glaciation globale

Une cellule à noyau engloutit une cyanobactérie sans la digérer. La captive continue de photosynthétiser à l'intérieur de son hôte, se transmet aux cellules filles et finit par ne plus pouvoir vivre seule : elle est devenue un chloroplaste. C'est l'endosymbiose primaire, et c'est l'acte de naissance des végétaux. Aujourd'hui encore, le chloroplaste garde son propre ADN, circulaire, comme une bactérie.

De cette lignée sortent les algues rouges — Bangiomorpha, vers 1 050 Ma, est l'un des plus anciens fossiles montrant clairement une reproduction sexuée — puis les algues vertes, dont descendent toutes les plantes terrestres. La mer se remplit lentement de vert.

O₂ atmosphérique

2 – 10 %

Innovation

chloroplaste

Lignées

algues rouges, vertes

Les continents sont nus : de la roche, du sable, des croûtes microbiennes. Puis apparaissent dans les sédiments des spores minuscules à paroi résistante, groupées par quatre. Ce sont les premières traces de plantes terrestres, proches des mousses et des hépatiques actuelles.

Sortir de l'eau, c'est résoudre quatre problèmes d'un coup : ne pas sécher, tenir debout, respirer sans se dessécher, et se reproduire hors de l'eau. La cuticule cireuse règle le premier. Pour le reste, il faudra du temps — et de l'aide.

Car ces pionnières ne sont pas seules : leurs tissus contiennent déjà des champignons. La symbiose mycorhizienne, où le champignon fournit l'eau et les minéraux du sol contre des sucres, est probablement aussi ancienne que la conquête des terres. Plus de 80 % des plantes actuelles la pratiquent encore.

Aucune plante n'a colonisé la terre ferme seule. Elles y sont allées à deux.

O₂ atmosphérique

≈ 14 %

Taille

quelques centimètres

Alliance

champignons du sol

Cooksonia ne dépasse pas quelques centimètres : de simples tiges vertes qui se divisent en Y, terminées par des sporanges. Pas de feuilles, pas de racines. Mais à l'intérieur, une nouveauté décisive : des cellules mortes, vidées, mises bout à bout et renforcées de lignine, qui forment un tube conducteur. Le xylème.

Avec ce tuyau, une plante peut tirer l'eau du sol vers le haut et se tenir debout sans flotter. La lignine, elle, est si difficile à décomposer qu'elle changera plus tard le destin du carbone terrestre. Les stomates — des pores ajustables sur l'épiderme — permettent enfin d'échanger du gaz sans mourir de soif.

O₂ atmosphérique

≈ 16 %

Innovations

xylème, lignine, stomates

Hauteur record

quelques cm

Le Dévonien est la période la plus inventive de l'histoire végétale. Les racines véritables apparaissent et s'enfoncent, fissurant la roche et fabriquant les premiers vrais sols. Les feuilles s'aplatissent pour capter plus de lumière. Et surtout, le bois : un xylème secondaire qui s'ajoute année après année et permet de grandir en épaisseur.

Vers 385 Ma, Archaeopteris — tronc d'arbre, feuillage de fougère — atteint trente mètres et forme les premières forêts du monde. À la fin de la période arrivent les premières graines : un embryon emballé avec ses réserves, capable d'attendre. La reproduction n'a plus besoin d'un film d'eau.

Les conséquences sont planétaires. Les racines accélèrent l'altération des roches, qui consomme du CO₂ ; le carbone des plantes est enfoui. Le climat se refroidit, les nutriments lessivés vers la mer provoquent des eaux anoxiques et de lourdes extinctions marines. Les arbres, en poussant, ont déstabilisé les océans.

O₂ atmosphérique

≈ 17 %

Hauteur record

≈ 30 m

Innovations

racines, feuilles, bois, graine

Des marécages équatoriaux couvrent des continents entiers. Les lycopodes arborescents — Lepidodendron, Sigillaria — montent à trente ou quarante mètres sur des troncs presque creux, couverts d'écailles losangées. Autour d'eux, des fougères arborescentes, des prêles géantes, des premières plantes à graines.

Ces arbres tombent dans une eau stagnante et pauvre en oxygène, où ils ne pourrissent que très lentement. Compressé pendant des dizaines de millions d'années, ce carbone devient le charbon. La quasi-totalité des gisements mondiaux vient de cette période : quand une centrale en brûle une tonne, elle relâche du carbone capté par une feuille il y a trois cents millions d'années.

L'enfouissement massif fait grimper l'oxygène jusqu'à 30-35 % de l'atmosphère, un record. Les insectes, qui respirent par diffusion, atteignent des tailles impossibles aujourd'hui : des libellules de soixante-dix centimètres d'envergure. Les incendies deviennent fréquents.

Notre économie fossile est une dette contractée au Carbonifère.

O₂ atmosphérique

30 – 35 % (record)

Hauteur record

≈ 40 m

Héritage

charbon

Les continents se soudent en un supercontinent, la Pangée. L'intérieur des terres devient aride et saisonnier : les marécages reculent. Les plantes à graines — gymnospermes — prennent l'avantage, car la graine et le pollen les libèrent de l'eau libre. Conifères, ginkgos, cycadales et le grand Glossopteris de l'hémisphère sud dominent.

Il y a 252 Ma, l'extinction Permien-Trias élimine environ 80 % des espèces marines, et les forêts s'effondrent presque partout. Le rétablissement de la végétation prendra plusieurs millions d'années — un « trou à charbon » où les gisements disparaissent des archives géologiques.

O₂ atmosphérique

≈ 21 %, en chute

Dominance

gymnospermes

Crise

−252 Ma

Le paysage jurassique est vert sombre et monotone à nos yeux : forêts de conifères, bosquets de cycas trapus aux couronnes de palmes, fougères en tapis, et le ginkgo — dont l'unique espèce survivante, Ginkgo biloba, a une feuille pratiquement identique à ses fossiles de 170 millions d'années.

Les grands dinosaures herbivores broutent cette végétation coriace. Rien ne fleurit encore. Il n'y a ni pelouse, ni prairie, ni fruit charnu : la couleur du monde tient dans une gamme de verts et de bruns.

O₂ atmosphérique

≈ 20 %

Survivant actuel

Ginkgo biloba

Fleurs

aucune

Les plantes à fleurs — les angiospermes — apparaissent dans les archives fossiles vers 130 millions d'années et se diversifient à une vitesse qui laissera Darwin parler d'un « abominable mystère ». En quelques dizaines de millions d'années, elles dominent la plupart des flores terrestres.

Leur avantage n'est pas la beauté, c'est l'efficacité. La fleur transforme la pollinisation en service rendu : au lieu de disperser du pollen au hasard du vent, la plante paie un insecte en nectar pour qu'il le livre à la bonne adresse. Le fruit fait la même chose avec les graines et les animaux. Le cycle de reproduction s'accélère, les nervures des feuilles se densifient, la croissance devient plus rapide.

Pour la première fois depuis quatre milliards d'années, la couleur d'un être vivant devient un argument adressé à un autre être vivant. Les insectes pollinisateurs, les oiseaux et plus tard les mammifères se diversifient en retour : la coévolution est lancée.

Une fleur est une publicité. Le nectar en est le budget.

O₂ atmosphérique

≈ 22 %

Nouveauté

fleur, fruit, double fécondation

Aujourd'hui

≈ 90 % des plantes terrestres

Après l'astéroïde de 66 Ma, la végétation repart : les fougères d'abord, puis des forêts tropicales denses — celles d'Amazonie descendent en droite ligne de cette recolonisation. Le climat, très chaud au début du Paléogène, se refroidit ensuite lentement et s'assèche.

Il y a environ 30 millions d'années, un groupe discret prend le pouvoir sur les zones sèches : les graminées. Beaucoup adoptent la photosynthèse en C4, un mécanisme de concentration du CO₂ plus efficace sous forte chaleur et faible teneur en CO₂. Leur point de croissance est à la base des feuilles : brouter ne les tue pas, cela les taille. Les prairies et savanes s'étendent entre 8 et 3 Ma.

Les herbivores répondent par des dents à croissance continue et des pattes de coureur. Nos propres ancêtres apparaîtront dans ce paysage ouvert — les graminées ont contribué à fabriquer l'habitat des hominines avant de fabriquer, sous forme de blé, riz et maïs, l'essentiel de leur alimentation.

O₂ atmosphérique

≈ 21 %

Nouveauté

photosynthèse C4

Biome créé

prairie, savane

Le Quaternaire est une alternance de périodes glaciaires et interglaciaires. À chaque avancée des glaces, la végétation européenne recule vers des refuges au sud — péninsules ibérique, italienne, balkanique — puis remonte quand le climat se radoucit, à des vitesses de quelques centaines de mètres par an, mesurées grâce aux grains de pollen conservés dans les tourbières.

L'Europe y perd des genres entiers, comme le tulipier ou le séquoia, bloqués par les Alpes et la Méditerranée alors qu'ils survivent en Amérique du Nord et en Asie où les montagnes s'orientent nord-sud. La flore que nous appelons « naturelle » est en grande partie le résultat de ces allers-retours récents.

Archive

pollens fossiles

Vitesse de migration

≈ 100 – 500 m / an

Cycles

≈ tous les 100 000 ans

Il y a environ 12 000 ans, plusieurs sociétés humaines, indépendamment, commencent à sélectionner des plantes : blé et orge au Proche-Orient, riz en Chine, maïs au Mexique, pomme de terre dans les Andes. La domestication modifie ces espèces en quelques millénaires — épis qui ne se brisent plus, graines plus grosses, amertume perdue. Une poignée de lignées d'herbes nourrit désormais la majorité de l'humanité.

On dénombre aujourd'hui autour de 400 000 espèces de plantes vasculaires. Elles produisent l'oxygène de chaque respiration, l'essentiel de notre alimentation, et absorbent près d'un quart du CO₂ que nous émettons. Le taux de CO₂ atmosphérique, longtemps compris entre 180 et 300 ppm au cours du dernier million d'années, dépasse aujourd'hui 420 ppm — un changement dont la vitesse, plus que le niveau, est inédite.

Environ deux espèces végétales sur cinq sont considérées comme menacées, surtout par la destruction des habitats. Les plantes ont traversé cinq extinctions de masse et modifié l'atmosphère à trois reprises. Cette fois, elles ne sont pas la cause du changement : elles sont ce qui l'amortit.

Quatre milliards d'années de lumière transformée en matière. Nous en vivons entièrement.

O₂ atmosphérique

20,9 %

CO₂

> 420 ppm

Espèces vasculaires

≈ 400 000