Depuis que le HMS Beagle est arrivé aux Galapagos avec Charles Darwin pour rencontrer une famille fatidique de pinsons, les écologistes ont du mal à comprendre une question particulièrement déroutante : pourquoi y a-t-il une abondance ridicule d’espèces à certains endroits sur Terre et une rareté à d’autres ? Quels sont exactement les facteurs qui déterminent la diversité animale ?
Avec l’accès à un ensemble gigantesque de données climatiques à l’échelle mondiale et une nouvelle stratégie, une équipe du Département des sciences des bassins versants du Quinney College of Natural Resources et de l’Ecology Center a identifié plusieurs facteurs pour aider à répondre à cette question écologique fondamentale. Ils ont découvert que ce que mange un animal (et comment cela interagit avec le climat) façonne la diversité de la Terre.
Le travail était récemment publié dans la revue Lettres d’écologie.
« Historiquement, les études portant sur la répartition des espèces sur le gradient latitudinal de la Terre ont négligé le rôle de l’écologie trophique : l’impact de ce que mangent les animaux sur l’endroit où ils se trouvent », a déclaré Trisha Atwood, auteur de l’étude du Département des sciences des bassins versants et du Centre d’écologie. . « Ce nouveau travail montre que les prédateurs, les omnivores et les herbivores ne sont pas dispersés au hasard à travers le globe. Il existe des modèles quant à l’endroit où nous trouvons ces groupes d’animaux. »
Certains endroits présentent une abondance inattendue de prédateurs carnivores – certaines parties de l’Afrique, de l’Europe et du Groenland. Les herbivores sont communs dans les régions plus fraîches et les omnivores ont tendance à être plus dominants dans les endroits chauds. Deux facteurs clés sont apparus comme cruciaux pour façonner ces tendances : les précipitations et la croissance des plantes.
Les modèles de précipitations au fil du temps jouent un rôle important dans la détermination des endroits où prospèrent différents groupes de mammifères, a déclaré Atwood. Les zones géographiques où les précipitations varient selon les saisons, sans être trop extrêmes, présentaient les plus hauts niveaux de diversité de mammifères.
« Gardez à l’esprit que nous ne parlons pas de la quantité totale de pluie », a déclaré Jaron Adkins, auteur principal de la recherche. « Si vous imaginez les écosystèmes du monde entier à l’échelle des précipitations et des saisons, certains endroits de l’Utah et de la forêt amazonienne se situent à une extrémité avec une faible variabilité : ils ont des niveaux de précipitations stables tout au long de l’année. D’autres régions, comme le sud de la Californie, ont une variabilité très élevée, représentant environ 75 pour cent des précipitations annuelles entre décembre et mars.
Mais le point idéal pour les prédateurs et les herbivores se situe dans une zone intermédiaire entre les deux extrêmes, a-t-il déclaré. Des endroits comme Madagascar, où les régimes de précipitations étaient répartis à parts égales entre une saison humide et une saison sèche (six mois chacune), disposaient du cocktail écologique idéal pour promouvoir les conditions de ces deux groupes. La diversité omnivore a tendance à prospérer dans des endroits aux climats très stables.
Le deuxième facteur important lié à la diversité des mammifères découvert par les travaux était une mesure de la quantité de croissance végétale dans une zone, mesurée comme « productivité primaire brute ».
« Il est intuitif que les animaux herbivores bénéficient de la croissance des plantes », a déclaré Adkins.
Mais cette mesure a en réalité eu un impact plus important sur les carnivores, selon la recherche. La relation étroite entre les prédateurs et la croissance des plantes met en évidence l’importance de l’abondance des plantes sur l’intégrité structurelle de l’ensemble de la chaîne alimentaire.
« Il était surprenant que ce facteur soit plus important pour les prédateurs que pour les omnivores et les herbivores », a déclaré Atwood. « La raison pour laquelle cela reste un mystère. »
Bien que les processus évolutifs soient en fin de compte responsables des différences entre les espèces, les conditions climatiques peuvent avoir un impact sur des facteurs connexes (taux de changement évolutif, d’extinction et de dispersion des animaux), influençant les espèces et la richesse basée sur leurs caractéristiques, selon la recherche.
La diversité animale diminue rapidement dans de nombreux écosystèmes du monde entier en raison de la perte d’habitat et du changement climatique. Cela a des conséquences négatives sur les écosystèmes. Il est extrêmement important de prévoir comment le changement climatique perturbera les systèmes animaux à l’avenir, a déclaré Atwood, et cette recherche constitue une première étape vers une meilleure gestion des conditions futures des animaux dans le monde entier.
« La diversité animale peut servir de système d’alarme pour la stabilité des écosystèmes », a déclaré Atwood. « L’identification des mécanismes écologiques qui contribuent à déterminer les modèles de richesse permet de mieux gérer et prédire comment la diversité pourrait changer sous les climats futurs. »
Outre Adkins et Atwood, la recherche comprenait sept auteurs actuellement ou précédemment associés au Département des sciences des bassins versants et au Centre d’écologie : Edd Hammill, Umarfarooq Abdulwahab, John Draper, Marshall Wolf, Catherine McClure, Adrián González Ortiz et Emily Chavez.
Plus d’information:
Jaron Adkins et al, Les variables environnementales déterminent les modèles spatiaux de diversité trophique chez les mammifères, Lettres d’écologie (2023). DOI : 10.1111/ele.14306