Le mystère qui entoure la stabilité des écosystèmes complexes se dissipe

Publié par Adrien le 31/08/2016 à 00:00
Source: CNRS-INEE
Dans les années soixante-dix, le chercheur australien Robert May développe un modèle prédisant que les écosystèmes complexes ne devraient exister du fait de leur trop grande sensibilité aux perturbations. Dans deux études publiées récemment dans Nature Communications, une équipe internationale regroupant des scientifiques de l'Unité Evolution, Ecologie et Paléontologie (La paléontologie est la science qui étudie les restes fossiles des êtres vivants du passé et les implications évolutives de ces études.) (EEP, CNRS/Université des sciences et technologies de Lille) et du Centre pour la biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie en considérant la diversité des écosystèmes, des espèces, des populations et celle des...) marine, l'exploitation et la conservation (MARBEC, CNRS/Université de Montpellier/IRD/IFREMER) analyse le modèle de May sous un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel....) nouveau. En proposant une extension spatiale de ce modèle théorique puis en vérifiant ses prédictions à l'aide d'un important jeu de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement,...) empiriques, ces travaux devraient aider à mieux appréhender plusieurs problèmes pratiques de l'écologie.


Réseau trophique marin de la péninsule du Yucatan (Mexique) Illustration d'un écosystème complexe. Chaque cercle (Un cercle est une courbe plane fermée constituée des points situés à égale distance d'un point nommé centre. La valeur de cette distance est appelée rayon du cercle. Celui-ci étant infiniment variable, il...) représente une espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique....). La couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) des cercles illustre la position de l'espèce dans la chaine alimentaire, des producteurs primaires (en vert) aux prédateurs apicaux (en rouge). Chaque ligne représente une interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) trophique entre deux espèces. Un écosystème complexe, composé d'un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'espèces interconnectées, est théoriquement moins stable qu'un écosystème moins diversifié. (Crédit: Claire Jacquet)

Les travaux de Robert May ont joué un rôle fondamental dans le développement de l'écologie théorique. L'étude qu'il publie en 1972 dans la revue Nature jette pour sa part un véritable pavé (Un pavé est un bloc de forme cubique ou parallélépipédique en pierre ou en béton utilisé dans le domaine de la construction pour le revêtement de sols ou de chaussées par pavage. Il...) dans la mare. A l'aide d'un modèle mathématique (Un modèle mathématique est une traduction de la réalité pour pouvoir lui appliquer les outils, les techniques et les théories mathématiques, puis généralement,...), le chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les...) y démontre en effet que des écosystèmes aussi élaborés que la grande barrière de corail (Le corail est un animal de l'embranchement des Cnidaires, vivant généralement en colonies d'individus (les polypes), construisant tout au long de leur vie un squelette...) ou la forêt (Une forêt ou un massif forestier est une étendue boisée, relativement dense, constituée d'un ou plusieurs peuplements d'arbres et...) tropicale ne peuvent perdurer. Du fait de leur trop grande complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri Atlan), en sociologie, en informatique ou en...), ceux-ci seraient en effet trop exposés aux perturbations pour être suffisamment résilients. Quarante ans plus tard, les chercheurs en écologie théorique tentent toujours de prendre en défaut le modèle de Robert May, sans grand succès. En abordant la question sous deux angles originaux, une équipe constituée de chercheurs français, québécois et américains ouvre sans doute la voie à des avancées majeures en la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...).

Dans un premier article, les scientifiques ont développé une extension spatiale du modèle de May afin de mieux rendre compte des nombreuses connexions qui s'établissent entres divers écosystèmes. Il en va par exemple ainsi des nutriments qui circulent d'un océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence...) à l'autre jusqu'à influencer la distribution des stocks de poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18 avril. Dans l'ordre du zodiaque, elle se situe entre le Verseau à l'ouest et le Bélier à...) ou des grandes migrations d'oiseaux qui connectent les continents entre eux. "Notre modèle démontre qu'un niveau de dispersion intermédiaire entre des milieux naturels distincts tend à stabiliser l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) du système dès lors que celui-ci est envisagé à une échelle beaucoup plus vaste, ce qui rend alors possible l'existence d'écosystèmes riches et complexes", explique François Massol, chercheur au sein de l'Unité Evolution, Ecologie et Paléontologie de Lille et coauteur de ces travaux.

La seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une mesure d'angle plan. La...) étude a quant à elle consisté à compiler et analyser les données issues de 116 réseaux trophiques terrestres, marins et d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) douce afin de vérifier les funestes prédictions du modèle de May concernant les écosystèmes complexes. Pour chacun de ces réseaux qui peuvent être assimilés à autant d'écosystèmes différents, les chercheurs ont fait varier de manière aléatoire les interactions de type prédation susceptibles de relier les espèces entre elles. Leurs investigations tendent à montrer que l'existence d'un grand nombre d'interactions faibles et la structure très organisée des réseaux écologiques sont les fondements de la stabilité des écosystèmes. "Au-delà de leur porté fondamentale évidente, les résultats de ces deux études devraient contribuer à mieux comprendre plusieurs problèmes pratiques de l'écologie comme la relative fragilité (La fragilité est l'état d'une substance qui se fracture lorsqu'on lui impose des contraintes mécaniques ou qu'on lui fait subir des déformations brutales (c'est-à-dire sous forme de choc), sa fracture n'exige...) des milieux insulaires face aux invasions biologiques ou aux changements climatiques", conclut François Massol.
Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.816 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique