Les insectes qui sont adaptés aux environnements humides en permanence, comme les forêts tropicales humides, ont tendance à ne pas bien se comporter lorsque leur environnement se dessèche. De nouvelles recherches publiées ce mercredi indiquent qu’ils pourraient être tout aussi opposés aux fortes pluies.
Les résultats d’une vaste étude de cinq ans menée au Pérou ont révélé une baisse de 50 % de la biomasse des arthropodes après de courtes périodes de sécheresse et d’augmentation des précipitations. L’une des rares études de cette envergure menées sous les tropiques, les résultats suggèrent que les arthropodes terrestres, un groupe qui comprend des insectes et des araignées, seront plus sensibles au changement climatique qu’on ne le pensait auparavant.
« La plupart du temps, lorsque nous pensons au changement climatique, nous pensons au réchauffement des températures, mais les régimes de précipitations changeront également, ce à quoi les insectes semblent être particulièrement sensibles », a déclaré Felicity Newell, associée postdoctorale et ancienne étudiante au doctorat. le musée d’histoire naturelle de Floride. « Nous constatons que les précipitations extrêmes peuvent avoir des effets négatifs sur des échelles de temps très courtes. »
L’apocalypse des insectes prend de nouvelles dimensions
La découverte d’une préférence Goldilocks pour juste la bonne quantité d’eau fait ses débuts dans un contexte inquiétant de déclin de la population. Au cours des deux dernières décennies, des milliers d’études ont documenté le déclin et l’extinction des insectes sur tous les continents à l’exception de l’Antarctique, un schéma que certains ont surnommé l’apocalypse des insectes.
Ces résultats brossent un tableau sombre mais incomplet. La plupart de ces études ont été menées dans des régions tempérées densément peuplées, tandis que les écosystèmes les plus riches en biodiversité de la planète – les tropiques – ont reçu beaucoup moins d’examen.
La moitié de toute la diversité des insectes réside dans les tropiques et, par conséquent, les scientifiques en savent beaucoup sur seulement une petite fraction des espèces d’insectes en péril. Ce déséquilibre impose des limites strictes à la compréhension de la réaction des insectes face au problème complexe du changement climatique.
« L’un des plus grands défis est que les facteurs abiotiques tels que la température et les précipitations influencent plusieurs choses. Ils peuvent influencer à la fois la croissance de nouvelles feuilles et les arthropodes qui s’en nourrissent. Dans les systèmes tempérés, il est difficile de distinguer les deux car ils sont souvent très synchronisée », a déclaré Newell.
Dans les zones tempérées, les saisons se succèdent à un rythme serré. La vie s’agite et s’épanouit au printemps et en été, puis décline et sommeille en automne et en hiver. Près de l’équateur, les variations annuelles sont moins prononcées. Les saisons humides et sèches créent des variations rythmiques, mais les températures constantes permettent aux plantes de conserver leurs feuilles et aux écosystèmes tropicaux de rester actifs toute l’année.
Avec un approvisionnement constant en nourriture végétale, toute augmentation ou diminution importante de l’abondance des insectes est plus susceptible d’être le résultat des changements climatiques. Pour les scientifiques comme Newell qui veulent comprendre comment le changement climatique affectera les populations d’insectes, les tropiques sont l’endroit idéal pour étudier.
Les insectes déclinent en conditions humides pour des raisons qui restent obscures
Newell et le co-auteur Ian Ausprey ont passé deux ans et demi combinés entre 2015 et 2019 à mener des travaux sur le terrain le long des pentes des Andes dans le nord du Pérou. Vivant et travaillant avec les habitants des villages locaux, ils ont collecté des insectes plusieurs fois par an sur des sites s’étendant sur plus de 4 500 pieds d’altitude. Au total, ils ont collecté plus de 48 000 insectes, qu’ils ont comparés aux mesures de précipitations et de températures prises tout au long de l’année.
Ils s’attendaient à ce que l’abondance des insectes soit fortement liée à la croissance des plantes. Alors que la plupart des arbres et arbustes ne perdent pas leurs feuilles sous les tropiques, la production de jeunes feuilles souples favorisées par les insectes herbivores coïncide avec le début de la saison des pluies. Mais ce n’est pas ce qu’ils ont trouvé. La poussée de croissance vert clair, telle qu’interprétée par les données satellitaires et par l’inspection visuelle sur le terrain, n’a eu qu’un faible effet sur la biomasse des insectes.
Au lieu de cela, les précipitations étaient le meilleur prédicteur du nombre d’insectes que vous pourriez vous attendre à trouver à un endroit donné.
« La biomasse des arthropodes a diminué après trois mois de temps sec, mais elle a également diminué après trois mois de conditions exceptionnellement humides », a déclaré Newell. « La biomasse a culminé à des précipitations intermédiaires, créant un équilibre dynamique entre trop humide et trop sec. »
Newell et Ausprey sont allés plus loin en essayant de déterminer le mécanisme exact derrière les déclins. Ils ont mené des expériences de dessiccation sur des insectes collectés sur le terrain. La plupart de leurs spécimens ont eu du mal à faire face à même une petite réduction de l’humidité. Cela était particulièrement vrai des petits insectes; leur plus grand rapport surface/volume les rend particulièrement sujets au dessèchement.
Les chercheurs sont cependant incapables d’expliquer pourquoi des conditions plus humides que la moyenne sont problématiques. Les théories vont des dommages physiques que les petits insectes subissent en étant bombardés de gouttes de pluie à la diminution des temps de recherche de nourriture causée par des tempêtes plus fréquentes. Une autre idée postule que des températures plus fraîches dues à une couverture nuageuse prolongée pourraient entraver la croissance et le développement des insectes.
« Une hypothèse est qu’il y a plus de spores fongiques pendant la saison des pluies, ce qui entraînerait une plus grande occurrence de champignons entomopathogènes », a déclaré Newell. Ces agents pathogènes fongiques qui se nourrissent d’insectes sont courants dans les écosystèmes tropicaux. L’infection entraîne souvent la mort de l’insecte hôte, mais seulement après que son comportement a été radicalement modifié pour assurer une dispersion optimale du prochain lot de spores, comme c’est le cas pour la fourmi zombie.
Quelle que soit la raison, les auteurs s’inquiètent de ce que leurs résultats pourraient présager pour les insectes et les animaux qui en dépendent dans un monde qui se réchauffe rapidement. En combinant leurs informations recueillies sur le terrain avec 50 ans de données pluviométriques régionales, ils ont également développé un modèle prédictif qui pourrait aider à démêler la « boîte noire » de la fonction et de la réponse de l’écosystème. Leur modèle suggère que les insectes seront parmi les premiers organismes à réagir si les conditions continuent à évoluer vers un climat dangereusement déséquilibré.
« Les insectes sont incroyablement divers et importants. Ils remplissent les rôles écosystémiques de pollinisation et de décomposition, et ils servent de ressource alimentaire pour de nombreux oiseaux et mammifères », a déclaré Newell. « Notre modèle prédictif montre que les insectes réagissent aux précipitations extrêmes, mais il reste à voir comment ils réagissent aux changements climatiques à long terme. »
Les extrêmes humides et secs réduisent la biomasse des arthropodes indépendamment de la phénologie des feuilles dans les tropiques humides, Biologie du changement global (2022). DOI : 10.1111/gcb16379