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Complexité des écosystèmes : un gage de résilience face au changement

par Frédéric Magné - publié le

Le fonctionnement d’un écosystème s’articule autour de relations de natures diverses entre une myriade d’espèces. Identifier de manière exhaustive ces interactions et le rôle qu’elles jouent dans le fonctionnement d’un écosystème demeure toutefois peu évident. Dans une étude publiée récemment dans PLos Biology, une équipe internationale menée par deux chercheurs de l’Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier (ISEM, CNRS / IRD / EPHE) et du Laboratoire Biométrie et Biologie Evolutive de Villeurbanne (CNRS / Université de Lyon) a pu étudier l’ensemble des relations trophiques et non-trophiques entre les espèces présentes dans la zone de balancement des marées de la côte centrale du Chili. Ce travail inédit, basé sur la modélisation mathématique des réseaux, montre que ces interactions sont fortement structurées selon une organisation qui assure la résilience de la communauté. Il confirme ainsi l’importance de prendre en compte la diversité des relations interspécifiques d’un écosystème pour prévoir ses réactions face à des perturbations de grande ampleur comme le changement climatique.

Les communautés écologiques de la zone intertidale sont caractérisées par une surprenante diversité,
avec des espèces aussi variées que des algues, des étoiles de mer, des oursins, des anémones ou
des crabes qui coexistent et partagent des ressources et l’espace disponible. © E. A. Wieters

 
La plupart des travaux scientifiques qui s’intéressent au fonctionnement des milieux naturels se sont jusqu’ici focalisés sur les relations trophiques entre les espèces qui les composent. Or d’autres formes d’interactions comme le mutualisme ou la compétition pour l’espace semblent jouer un rôle tout aussi important. Ces relations non-trophiques sont pourtant rarement prises en compte dans les études portant sur les réseaux écologiques. Avec l’aide des scientifiques chiliens du Center for Marine Conservation et du Center for Applied Ecology and Sustainability, qui analysent depuis plusieurs décennies les interactions entre les espèces qui peuplent la côte du centre du Chili, des chercheurs français et américains sont parvenus à visualiser pour la première fois un réseau écologique dans toute sa complexité. « En traitant l’importante masse de données collectée par nos collègues chiliens à l’aide de puissants outils de modélisation statistique des réseaux, nous avons pu dresser une cartographie précise des relations s’établissant entre les 106 espèces qui peuplent cette zone intertidale  », détaille Sonia Kéfi, chercheuse en écologie à l’Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier et cosignataire de l’article.

Les scientifiques ont ainsi constaté que les interactions non-trophiques comme la compétition pour l’espace ou la création d’habitats étaient deux fois plus nombreuses que celles correspondant à la consommation directe d’autres organismes. L’équipe a ensuite réparti les 106 espèces impliquées dans ces interactions en différents groupes au sein desquels les espèces sont très proches sur le plan taxonomique. Chacun d’eux rassemblait des organismes entretenant le même genre de relations avec les autres êtres vivants de la zone de balancement des marées. A partir de cette représentation simplifiée du fonctionnement de l’écosystème, les chercheurs ont élaboré un système dynamique simulant l’évolution de sa biomasse totale et de sa biodiversité en fonction de l’organisation initiale de ce réseau d’interactions. « Lorsque nous introduisions de l’aléatoire dans la structure du réseau, nous observions à chaque fois une diminution de ces deux variables au cours du temps, détaille Sonia Kéfi. La structuration observée dans la nature conduisait quant à elle au maintien de la biodiversité et à une biomasse totale élevée ». Les résultats de cette étude mettent ainsi en avant l’importance de la complexité des relations entre les espèces qui composent une communauté écologique. A l’avenir, ce genre de travaux devrait aider à mieux comprendre la réaction des écosystèmes face à des perturbations comme le changement climatique ou l’exploitation, par l’Homme, des ressources naturelles.

Diversité des interactions qui lient les espèces dans la nature. En haut à gauche : différentes espèces
d’algues en compétition pour l’espace. En haut à droite : étoile de mer à la recherche de proies/ressources.
En bas à gauche : crabe caché de ses prédateurs et protégé des vagues par les moules (qui sont aussi
une de ses ressources). En bas à droite : crabe caché dans une algue. © E. A. Wieters

 
 class= Référence

"How Structured Is the Entangled Bank ? The Surprisingly Simple Organization of Multiplex Ecological Networks Leads to Increased Persistence and Resilience", Sonia Kéfi , Vincent Miele , Evie A. Wieters, Sergio A. Navarrete et Eric L. Berlow, PLoS Biology, 3 août 2016.
 
Contact chercheur

Sonia Kefi
Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier (ISEM)
Email : sonia.kefi@univ-montp2.fr
 
Source : CNRS-INEE http://www.cnrs.fr/inee/