Les écosystèmes des Guyanes comptent aujourd’hui parmi les plus riches et complexes sur Terre, mais qu’en était-il dans le passé ? De récentes avancées dans l’analyse des restes fossiles découverts en Amazonie permettent une plongée dans les profondeurs du temps, à la découverte d’organismes étonnants, parfois aux frontières de l’imaginable.

Quoi de plus naturel aujourd’hui que de se retrouver nez à nez avec un sapajou (saïmiri), un aï (paresseux à trois doigts) ou un pian (opossum) le long du Sentier de Montabo, de rencontrer un caïman dans son jardin par temps de pluie, ou de devoir ralentir pour qu’un tayra (martre à tête grise) traverse tranquillement la Route Nationale 1 ? En fait, chacun de ces animaux a une histoire particulière, étroitement liée à celle du Plateau des Guyanes et, plus largement, à celle de l’Amérique du Sud. Selon les cas, cette histoire remonte à la nuit des temps, des milliers, des millions, voire des dizaines de millions d’années avant notre ère, et met en jeu des phénomènes globaux (tectonique des plaques et climat), régionaux (soulèvement des Andes) ou des événements pourtant hautement improbables (traversée transatlantique sur des radeaux naturels). La biologie et la paléontologie offrent des approches complémentaires pour expliquer l’histoire de ces organismes et l’évolution de leurs écosystèmes. Ces deux disciplines sont largement représentées au sein du Centre d’étude sur la biodiversité amazonienne (Labex CEBA), basé à Cayenne, et qui soutient actuellement un programme original de recherche visant à mieux définir les sources mêmes de la biodiversité guyanaise.
Alors, quels sont les animaux qui peuplaient jadis le Plateau des Guyanes ? Dans quels environnements s’épanouissaient-ils ? Ont-ils tous disparu ? Quand et comment ? La plupart de ces questions restent encore ouvertes, mais des éléments de réponse commencent à se profiler.

Les indices s’accumulent… mais ailleurs !
Véritables hybrides entre biologistes et géologues, les paléontologues étudient les restes fossilisés des organismes conservés dans les sédiments laissés par les rivières et les mers du passé. Riche d’une expérience unique en Amazonie occidentale (30 expéditions au Pérou et en Équateur sur les 15 dernières années), l’équipe a effectué en mars 2017 une première campagne de terrain en Guyane, afin d’évaluer le potentiel paléontologique des dépôts côtiers et des principaux fleuves du territoire. Pour l’instant, nous n’avons guère de fossiles à nous mettre sous la dent, mais nous avons pu évaluer les conditions de fossilisation sur place et des résultats probants viendront assurément nous réjouir au fil des prochaines campagnes : Rome ne s’est pas construite en un jour, la forêt amazonienne non plus !
Si les fossiles sont vraiment discrets en Guyane, faute de couverture sédimentaire appropriée, toutes les régions limitrophes (au Brésil, Venezuela, Colombie et Pérou) ont au contraire livré de véritables bestiaires du passé, témoignant de la présence quasi permanente d’une forêt tropicale humide, parcourue de fleuves, au cours de l’ère Tertiaire. Il y a donc fort à parier que les Guyanes hébergeaient des écosystèmes très similaires, avec les mêmes animaux et plantes qu’ailleurs dans le nord de l’Amérique du Sud. Suivez le guide !

Des singes et des rongeurs sur des radeaux de fortune
L’Amérique du Sud a été isolée de tous les autres continents pendant presque toute l’ère Tertiaire (65-4 millions d’années), notamment par un profond sillon marin à l’emplacement de l’isthme de Panama actuel. Ce confinement a fait de cette île-continent un véritable laboratoire de l’évolution, à l’image de l’Australie. Il y a 40 millions d’années, vivaient alors des animaux issus d’une longue évolution sur place, comme les premiers coumarous (pacous), caïmans et tatous, des tortues apparentées aux taouarous (podocnémides), des cousins éteints des pians et des herbivores proches des… chevaux !
Les premiers rongeurs sud-américains apparaissent à ce moment-là dans le registre fossile, en Amazonie péruvienne. Les singes montrent leur museau à peine plus tard, toujours au Pérou. Dans les deux cas, les plus proches parents de ces éclaireurs sont africains ! L’hypothèse la plus plausible pour expliquer ces brusques apparitions implique le transport fortuit de quelques individus depuis les côtes ouest-africaines, embarqués malgré eux sur de gros amas de végétation flottants accumulés par les grands fleuves en crue. Tectonique des plaques oblige, l’océan Atlantique était bien plus étroit à l’époque (800–1000 km). Sous l’effet des alizés, ces dérives transatlantiques ont pu durer moins de quinze jours.

Une mer au pied des Andes
Singes et rongeurs se sont ensuite parfaitement acclimatés aux forêts sud-américaines, qui offraient un environnement très stable et propice à leur diversification. Toutefois, vers -18 millions d’années, un réchauffement climatique global entraîne la montée du niveau de la mer. Régionalement, le piémont andin s’affaisse sous l’effet de la tectonique andine et l’eau s’engouffre alors petit à petit au fond des vallées, formant de véritables fjords tropicaux et scindant le nord de l’Amérique du Sud en de multiples îlots. Un vaste domaine couvrant une partie de la Colombie, du Venezuela, du Brésil, du Pérou et de la Bolivie est bientôt sous les eaux. Cette gigantesque zone humide, connectée à l’océan Atlantique au niveau de l’actuel Lac Paramaribo, porte le nom de système Pebas, du nom d’un petit village amazonien. Les conséquences de ce système Pebas sur la biodiversité sont majeures, puisque les peuplements de chacun de ces îlots sont probablement restés indépendants les uns des autres sur de longues périodes. Comme on peut l’observer aujourd’hui, un tel fractionnement durable des biotopes conduit à l’extinction de nouvelles autres espèces, qui peuvent alors occuper les niches écologiques libérées.
Les composantes aquatiques des écosystèmes connaissent une période de véritable foisonnement, mêlant les espèces d’eau douce dans les criques des îlots à l’arrivée de formes aquatiques d’affinités marines comme des raies, des scies (poissons-scie) et des requins, ou encore des dauphins et des siréniens (les premières mamans dilo – lamantin). Les hôtes les plus emblématiques du système Pebas sont assurément les caïmans, avec une diversité unique de formes et de tailles, depuis le petit croqueur-de-coquillages Gnatusuchus jusqu’au super-prédateur Purussaurus, un caïman géant de 12 m de long ! Sont inscrits à son menu des herbivores dépassant allègrement la tonne (toxodontes et astrapothères, aujourd’hui éteints), des paresseux terrestres, cousins de l’aï, ou encore de nombreux rongeurs, proches du potopic (Coendou) de l’agouti et du pac. Les criques et pripris (marais d’eau douce) abritent déjà des piraïs (piranhas), des torches-tigre (poissons-chats), des arapaimas et des matamatas.
Ce système va rester stable pendant des millions d’années, mais à la faveur d’une nouvelle phase de soulèvement des Andes et de l’assèchement du système Pebas, naît alors l’Amazone… et avec lui l’Amazonie ! Depuis plus de 9 millions d’années maintenant, ce fleuve majestueux prend sa source dans les Andes, traverse de part en part le continent sud-américain et déverse ses millions de m3 d’eau dans l’océan Atlantique.

Et Panama devint un isthme…
Partout ailleurs dans le monde, le climat s’assèche ensuite, la forêt recule et les savanes, steppes et autres prairies gagnent peu à peu du terrain. Quoiqu’étant moins affectée par ce phénomène global grâce aux pluies providentielles liées à l’élévation des Andes, l’Amazonie présente toutefois une grande mosaïque de paysages à partir de cette période. Les grains de pollen et les spores découverts dans les sédiments datant de cette époque, à l’embouchure de l’Amazone, permettent en effet d’en avoir une idée assez précise : les plantes de moyenne et haute altitude voient leur pollen charrié par les rivières depuis les Andes ; la forêt tropicale humide perdure et domine toujours, mais la proportion des espèces herbacées, typiques des savanes et cerrados, augmente régulièrement sur les 12 derniers millions d’années. Depuis leurs arbres, les cousins des babounes (singes hurleurs), kwatas (singes araignée) et macaques (capucins) surplombent des rongeurs de grande taille, apparentés au kapiaye (capybara). D’autres rongeurs, cousins éteints du pacarana, ont carrément les dimensions d’une vache (700 kg), comme Phoberomys, Telicomys et Josephoartigasia.
Le confinement de l’Amérique du Sud s’interrompt durablement il y a un peu moins de 4 millions d’années, quand l’Isthme de Panama émerge, dans la continuité des Andes. L’occasion est belle pour certains animaux nord-américains de se disperser vers ces nouveaux territoires. Ce chassé-croisé est ainsi appelé le grand échange faunique américain. Nombreux sont ceux qui tentent cette aventure, couronnée de succès tant leur empreinte est encore profonde dans le bestiaire guyanais, qu’il s’agisse de carnivores, comme le tig rouge (puma), le tig (jaguar), le chat tig (ocelot) et le tayra ou d’herbivores, comme les pakiras et cochons bwa (pécaris), les maïpouris (tapirs) ou les cariacous (mazamas). Les coachis (coatis) et les tigs dilos (loutres) avaient déjà franchi le détroit plus tôt). Les lamas, vigognes et autres ours à lunettes, également originaires d’Amérique du Nord, vont essentiellement rester confinés aux Andes et à leurs abords. Dans ce chassé-croisé, les mammifères sud-américains qui ont gagné l’Amérique du Nord sont bien plus rares (tatous, pians ou kapiayes). Quelques-uns, à l’instar de plusieurs rongeurs, de quelques primates et des paresseux terrestres, avaient été plus prompts à se disperser vers le nord, il y a 30, 20 ou 10 millions d’années. Certains d’entre eux ont même gagné les lointaines îles des Petites et des Grandes Antilles, sans que les détails de leurs pérégrinations soient pour autant bien connus à l’heure actuelle (un peu de patience nous sommes sur le pont !).

Au temps des smilodons
Compte tenu de ses latitudes équatoriales, le Plateau des Guyanes n’a pas subi les glaciations qui ont transformé les paysages et les environnements des pays du Nord au cours du Quaternaire (de -2, 5 millions d’années à -10 000 ans), mais les forêts plus sèches et les savanes semblent dominer pendant ces épisodes glaciaires. Comme illustré dans le livre  Au temps des smilodons, la faune de Guyane est toujours aussi exubérante, avec des mastodontes (cousins éteints des éléphants et des mammouths) et des tigres à dents de sabre (Smilodon) venus d’Amérique du Nord. Les mammifères autochtones sont nettement dominés par les xénarthres, le groupe des tatous, paresseux et fourmiliers actuels, représentés par des tatous géants (glyptodontes et pampathères), de vrais tatous et des paresseux terrestres géants, dont le gigantesque et ultra-massif Megatherium. Ils sont associés aux derniers mammifères à sabots d’Amérique du Sud, les litopternes (Macrauchenia, à l’allure de chameau et doté d’une trompe) et les énormes toxodontes (Toxodon, rappelant hippos et rhinocéros). Ces faunes se sont éteintes il y a un peu moins de 10 000 ans, quand un réchauffement global consécutif à la dernière glaciation a entraîné le fractionnement de leur environnement de prédilection. Les hommes, récemment installés en Amérique du Sud à l’époque, y ont côtoyé ces bestioles, peut-être même en Guyane. Toutefois, et compte tenu de leur effectif extrêmement réduit, ils ont manifestement joué un rôle mineur dans cette extinction massive.
Quel avenir pour ce passé de la Guyane ?
Les prospections paléontologiques en sont à leur balbutiement en Guyane et les conditions semblent généralement être très défavorables à la préservation des fossiles « classiques  ». Ce n’est toutefois pas le cas pour les restes végétaux, découverts sous forme de pollen, de bois silicifié et de résine (copal). Comme ailleurs en Amazonie, ces résines, fréquemment conservées dans les sédiments des criques, ont pu piéger insectes et autres arthropodes. Or, ces organismes constituent un pan énorme de la biodiversité actuelle et ils sont pratiquement inconnus à l’état fossile. Les premiers blocs, découverts par des naturalistes guyanais, sont en cours d’étude. Une autre piste consistera à élargir la zone de recherche au Suriname, dont la couverture sédimentaire paraît complémentaire de celle de Guyane française. Un projet de recherche commun impliquant l’Université de Guyane, le CEBA et l’Universiteit Anton de Kom devrait d’ailleurs bientôt voir le jour. Tous les espoirs sont permis !

Texte de Pierre-Olivier Antoine, Arnauld Heuret et Laurent Marivaux.
Illustrations numériques extraites du documentaire Le Mystère des Géants perdus (90 mn) sortie printemps 2018, diffusion en prime time sur la chaîne France 5. Il est réalisé par Eric Ellena et Paul-Aurélien Combre. Il est coproduit par la société Bérénice Médias Corp basé à Cayenne et le CNRS Images.
Remerciements à Eric Ellena (French Connection film) et Sylvétude Guyane, à Myriam Boivin, François Pujos, Frédéric Delsuc, François Catzeflis, Jean Olivier, Bérénice Médias, à la SIAL, à l’Université de Guyane et au Labex CEBA .Dessins extraits de « Au temps des Smilodons, voyage dans la préhistoire de la Guyane » , (ed. ONF – 9 €), par Géraldine Jaffrelot, Maël Dewynter, Jean-Pierre Penez.