L’augmentation de la température ou des nutriments peut nuire aux écosystèmes en déstabilisant les réseaux trophiques, qui sont toutes les chaînes alimentaires interconnectées qui font que les communautés se comportent comme elles le font. Cependant, lorsque la température et les nutriments augmentent ensemble, les écosystèmes se comportent parfois de manière inattendue.
Dans une étude publiée dans Actes de la Royal Society B: Sciences biologiques, les scientifiques ont étudié en laboratoire un réseau trophique microbien composé de proies bactériennes et de prédateurs protistes. Ils ont découvert que les changements de température et de nutriments affectent la relation entre l’abondance et la taille moyenne des espèces microbiennes. Ces travaux offrent une nouvelle façon de comprendre les changements dans les communautés microbiennes face au réchauffement climatique rapide et à la pollution par les nutriments.
Comprendre comment le changement global pourrait avoir un impact sur la structure et la dynamique des communautés microbiennes est important pour développer des modèles d’écosystème prédictifs. Bien que l’augmentation de la température ou des nutriments puisse déstabiliser les réseaux trophiques, des augmentations simultanées peuvent produire des résultats qualitativement différents de leurs effets négatifs additifs, un phénomène mal compris.
Dans cette étude, des chercheurs de l’Université Duke ont manipulé la température et les niveaux de nutriments dans des réseaux trophiques microbiens synthétiques composés de bactéries, de protistes bactérivores et de prédateurs supérieurs omnivores. Le suivi des densités de population et des tailles corporelles au fil du temps a permis aux scientifiques de quantifier les interactions trophiques et les rétroactions entre la taille corporelle des espèces et la dynamique des populations.
Les expériences ont indiqué que la température et les nutriments affectaient de manière significative mais différentielle la dynamique de la population des espèces à tous les niveaux trophiques, tandis que leurs effets interactifs étaient plus forts dans les niveaux trophiques supérieurs. Les interactions les plus fortes entre la taille corporelle et la dynamique de la population, ainsi que les interactions entre les espèces, ont été observées à des niveaux de nutriments plus faibles et à des températures plus élevées.
L’étude montre comment la stabilité des réseaux trophiques microbiens peut changer lorsque plusieurs facteurs de stress environnementaux changent à l’unisson. Cela fournit un nouveau cadre pour comprendre comment les écosystèmes réagissent aux effets de l’activité humaine. Plus précisément, comprendre comment ces réponses pourraient se produire à différents niveaux d’un écosystème conduira à de meilleures prédictions des réponses de la communauté microbienne au changement climatique. Cela aidera à son tour les scientifiques à mieux prédire comment des écosystèmes entiers réagiront à un changement climatique.
Les résultats suggèrent que des changements rapides de la taille corporelle modifient les réponses de température au niveau de la population et de la communauté, renforçant potentiellement les interactions entre les espèces en cas de changement environnemental. L’étude fournit des informations sur les réponses des réseaux trophiques microbiens au réchauffement et à l’eutrophisation, clarifiant comment les facteurs de stress environnementaux pourraient avoir un impact sur la dynamique complexe des réseaux trophiques naturels dans un monde en mutation.
Plus d’information:
Ze-Yi Han et al, La température et les nutriments conduisent la dynamique éco-phénotypique dans un réseau trophique microbien, Actes de la Royal Society B: Sciences biologiques (2023). DOI : 10.1098/rspb.2022.2263