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Les organismes rétrécissent avec le réchauffement climatique ! Quelles conséquences pour leur survie ?

Arnaud Sentis

par Frédéric Magné - publié le , mis à jour le

Un des effets principaux du réchauffement climatique est de réduire la taille des organismes à sang froid tels que les insectes, les poissons et les bactéries. Cependant les conséquences écologiques de ces changements de taille sont encore mal connues. Des chercheurs du Laboratoire Évolution et Diversité Biologique de Toulouse (EDB, CNRS / Université Toulouse III / ENSFEA / IRD), du département de biologie des écosystèmes de l’Université de Bohême du Sud (République Tchèque) et du département de physique, chimie et biologie de l’Université de Linköping (Suède) ont pu analyser les conséquences à long terme de la diminution de taille des organismes à sang froid sur la survie de leurs populations et sur le fonctionnement des chaines alimentaires. Ils démontrent que le rétrécissement des organismes peut augmenter la survie des organismes et de leurs populations et donc atténuer les conséquences écologiques du réchauffement climatique sur les écosystèmes. Ces résultats publiés dans la revue Ecology Letters le 24 mai 2017 soulignent la nécessité de considérer les réponses phénotypiques des organismes à la température pour mieux comprendre et anticiper les effets du changement climatique sur la biodiversité.

 

[Figure 1] Exemple de l’effet de la température sur la taille des organismes dans une chaine alimentaire
composée de la larve de libellule Libellula quadrimaculata (photo : © Arnaud Sentis) consommant le
crustacé Daphnia magnia (photo : © Hajime Watanabe) qui lui-même se nourrit de l’algue verte Chlorella
vulgaris
(photo : © natesis.com). Plus la température augmente, plus les individus sont petits.

 
Les scientifiques dénombrent trois principaux effets du changement climatique sur les êtres vivants : changements (1) de distribution spatiale, (2) de distribution temporelle et (3) de la taille corporelle. Les deux premiers effets ont été identifiés assez rapidement et leurs conséquences sont relativement bien connues pour un certain nombre d’organismes. En revanche, nous connaissons mal les conséquences de la diminution de la taille des êtres vivants sur le fonctionnement des écosystèmes et la survie des espèces. Nous savons néanmoins que toutes les espèces ne sont pas égales face au changement climatique et que le rétrécissement des organismes varie en fonction de leur habitat (aquatique ou terrestre) et de leur taille corporelle (les gros organismes sont plus sensibles que les petits). Ces sensibilités différentes entre organismes peuvent influencer les interactions entre espèces, comme les relations « prédateur-proie » et « pollinisateur-plante », dont dépendent directement la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes. Imaginez, par exemple, qu’un prédateur devienne plus petit que sa proie ; dans bien des cas, cela diminuerait les chances du prédateur de blesser et tuer sa proie ce qui aurait des répercussions importantes sur les populations de prédateurs et de proies. Toutefois, en dépit du nombre croissant d’espèces qui sont impactées par le changement climatique, rares sont les études ayant tenté d’évaluer l’impact écologique des changements de taille corporelle sur la survie des populations et pour les interactions entre espèces.
 

Chenille (Lepidoptera sp.) © Arnaud Sentis

 
Dans cette étude, les chercheurs ont en premier lieu passé en revue la littérature scientifique afin de collecter des données concernant les effets de la température sur la physiologie, l’activité et le développement des organismes à sang froid. Ces organismes ont une température corporelle qui varie avec celle de leur milieu ce qui les rend particulièrement vulnérables au changement climatique. Les chercheurs ont ensuite utilisé les données collectées afin de paramétrer des modèles mathématiques de dynamique des populations. Finalement, des simulations numériques ont permis de déterminer quels pourraient être les effets de la température et du rétrécissement des organismes à sang froid sur la survie de leurs populations et le maintien des chaines alimentaires. Ces simulations révèlent que le rétrécissement des organismes pourrait augmenter significativement la survie des espèces et le maintien des chaines alimentaires. En devenant plus petits, les organismes pourraient tolérer des températures jusqu’à 2°C plus chaudes que ne le permettrait leur taille initiale. Un gain de 2°C peut ne pas paraitre important mais il correspond pourtant à l’objectif principal de la COP21 qui est de limiter à +2°C le réchauffement climatique d’ici 2100. Cette étude a ainsi mis en lumière un rôle important des changements de taille corporelle pour la survie des espèces et pour le fonctionnement des réseaux alimentaires.
 

Criquet (Caelifera sp.) © Arnaud Sentis

 
Néanmoins, ces perspectives encourageantes sont à prendre avec précautions. En effet, les chercheurs ont pu démontrer que les effets des changements de taille sur la survie des espèces dépendent fortement de la sensibilité de chaque espèce à l’augmentation des températures. Ainsi, si la taille des proies diminue avec la température alors que celle des prédateurs ne change pas, on observe alors une réduction de la survie des prédateurs pouvant atteindre -10% (en comparaison avec un scénario dans lequel la taille des organismes est indépendante de la température). Comme les études empiriques le montrent, les effets de la température sur la taille des individus sont très variables d’une espèce à l’autre. On peut donc s’attendre à des effets positifs ou négatifs des changements de taille sur le fonctionnement des réseaux alimentaires en fonction de l’effet relatif de la température sur la taille des différents organismes qui composent les réseaux alimentaires. Finalement, les simulations numériques révèlent que les conséquences des changements de taille seraient plus importantes dans les écosystèmes aquatiques que terrestres car les organismes aquatiques rétrécissent d’avantage que les organismes terrestres avec l’augmentation des températures. Ces travaux soulignent par ailleurs l’importance de prendre en compte les réponses plastiques des organismes lorsque l’on étudie les effets des changements environnementaux sur les organismes et leurs interactions.
 

Syrphe (Syrphidae sp.) © Arnaud Sentis

 
 
 class= Référence

"Temperature-size responses alter food chain persistence across environmental gradients", Arnaud Sentis, Amrei Binzer & David S. Boukal, Ecology Letters, 24 May 2017
 
Contact chercheur

Arnaud Sentis - Évolution et Diversité Biologique - EDB (CNRS / Université Toulouse III Paul Sabatier / ENSFEA / IRD)
E-mail : arnaud.sentis@univ-tlse3.fr
 
Contact communication

Frédéric Magné, Évolution et Diversité Biologique (EDB – CNRS / Univ. Toulouse III Paul Sabatier / ENSFEA / IRD)
E-mail : frederic.magne@univ-tlse3.fr
 
Source : CNRS INEE http://www.cnrs.fr/inee