Un merle d’Amérique mange une groseille à maquereau. Les petits oiseaux comme le merle dispersent généralement les graines sur des distances relativement courtes. Crédit : Photo de Paul Vitucci
La capacité des plantes dispersées par les animaux à suivre le rythme du changement climatique est réduite de 60 %.
Dans l’une des premières études de ce type, des chercheurs ont évalué l’impact de la perte de biodiversité des oiseaux et des mammifères sur les chances des plantes de s’adapter au réchauffement climatique provoqué par l’homme.
Plus de la moitié des espèces végétales dépendent des animaux pour disperser leurs graines. Dans une étude présentée en couverture de l’édition de la semaine dernière de la revue Science , des chercheurs américains et danois ont montré que la capacité des plantes dispersées par les animaux à suivre le rythme du changement climatique a été réduite de 60 % en raison de la disparition des mammifères et des oiseaux qui aident ces plantes à s’adapter aux changements environnementaux.
Des chercheurs de l’université de Rice, de l’université du Maryland, de l’université d’État de l’Iowa et de l’université d’Aarhus <span aria-describedby="tt" class="glossaryLink" data-cmtooltip="
“> ont utilisé l’apprentissage automatique et des données provenant de milliers d’études sur le terrain pour cartographier les contributions des oiseaux et des mammifères disperseurs de graines dans le monde entier. Pour comprendre la gravité des déclins , les chercheurs ont comparé les cartes de la dispersion des graines aujourd’hui avec des cartes montrant ce à quoi la dispersion ressemblerait sans les extinctions causées par l’homme ou les restrictions de l’aire de répartition des espèces.
“Certaines plantes vivent des centaines d’années, et leur seule chance de se déplacer est pendant la courte période où elles sont une graine se déplaçant à travers le paysage,”dit l’écologiste Evan Fricke de Rice, le premier auteur de l’étude.
Un ours noir mange des baies d’aubépine. Les grands animaux peuvent disperser les graines sur de grandes distances, mais de nombreux grands disperseurs de graines ont disparu ou sont en déclin. Crédit : Photo de Paul D. Vitucci
Avec les changements climatiques , de nombreuses espèces végétales doivent se déplacer vers un environnement plus adapté. Les plantes qui dépendent des disperseurs de graines peuvent être menacées d’extinction s’il y a trop peu d’animaux pour déplacer leurs graines suffisamment loin pour suivre le rythme des conditions changeantes.
“S’il n’y a pas d’animaux disponibles pour manger leurs fruits ou emporter leurs noix, les plantes dispersées par les animaux ne vont pas très loin,”dit-il. Or, de nombreuses plantes dont les gens dépendent, tant sur le plan économique qu’écologique, sont tributaires des oiseaux et des mammifères qui dispersent les graines, a déclaré M. Fricke, qui a mené ces recherches dans le cadre d’une bourse postdoctorale au National Socio-Environmental Synthesis Center (SESYNC) de l’université du Maryland, en collaboration avec les coauteurs Alejandro Ordonez et Jens-Christian Svenning d’Aarhus et Haldre Rogers de l’Iowa State.
Fricke a déclaré que l’étude est la première à quantifier l’ampleur du problème de la dispersion des graines au niveau mondial et les régions les plus touchées. Les auteurs ont utilisé des données synthétisées à partir d’études sur le terrain dans le monde entier pour former un modèle d’apprentissage automatique pour la dispersion des graines, puis ont utilisé le modèle formé pour estimer la perte de dispersion liée au climat causée par le déclin des animaux.
Un jaseur de Bohème s’envole avec un fruit dans son bec. Crédit : Photo de Christine Johnson
Il a déclaré que l’élaboration d’estimations des pertes par dispersion des graines nécessitait deux progrès techniques importants. Tout d’abord, nous avions besoin d’un moyen de prédire les interactions de dispersion des graines entre les plantes et les animaux à n’importe quel endroit du monde”, a déclaré Fricke. En modélisant les données sur les réseaux d’interactions entre espèces provenant de plus de 400 études sur le terrain, les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient utiliser les données sur les caractéristiques des plantes et des animaux pour prédire avec précision les interactions entre les plantes et les disperseurs de graines.
“Deuxièmement, nous devions modéliser comment chaque interaction plante-animal affectait réellement la dispersion des graines,”Par exemple, lorsqu’un animal mange un fruit, il peut détruire les graines ou les disperser à quelques mètres ou à plusieurs kilomètres. Les chercheurs ont utilisé les données de milliers d’études portant sur la quantité de graines dispersées par des espèces spécifiques d’oiseaux et de mammifères, la distance à laquelle elles sont dispersées et la qualité de la germination de ces graines.
“Outre le fait que le déclin des espèces animales a considérablement limité la capacité des plantes à s’adapter au changement climatique, cette étude démontre magnifiquement la puissance des analyses complexes appliquées à d’énormes données accessibles au public,&rdquo ; a déclaré Doug Levey,directeur du programme de la Direction des sciences biologiques de la National Science Foundation (NSF), qui a partiellement financé les travaux.
L’étude a montré que les pertes de dispersion des graines étaient particulièrement graves dans les régions tempérées d’Amérique du Nord, d’Europe, d’Amérique du Sud et d’Australie. Si les espèces menacées disparaissent, les régions tropicales d’Amérique du Sud, d’Afrique et d’Asie du Sud-Est seront les plus touchées.
“Nous avons trouvé des régions où la dispersion des graines en fonction du climat a diminué de 95 %, même si elles n’avaient perdu que quelques pour cent de leurs espèces de mammifères et d’oiseaux,”a déclaré Fricke.
Fricke a déclaré que le déclin des disperseurs de graines met en évidence une intersection importante des crises du climat et de la biodiversité.
“La biodiversité des animaux disperseurs de graines est essentielle pour la résilience climatique des plantes, ce qui inclut leur capacité à continuer à stocker du carbone et à nourrir les gens,&rdquo ; a-t-il déclaré.
La restauration des écosystèmes pour améliorer la connectivité des habitats naturels peut contrecarrer certains déclins dans la dispersion des graines, a déclaré Fricke. Les grands mammifères et les oiseaux sont particulièrement importants pour la dispersion des graines sur de longues distances et ont été largement perdus dans les écosystèmes naturels”, a déclaré M. Svenning, auteur principal de l’étude, professeur et directeur du Centre pour la dynamique de la biodiversité dans un monde en mutation de l’université d’Aarhus. Cette recherche souligne la nécessité de restaurer les faunes pour assurer une dispersion efficace face à un changement climatique rapide.
Fricke a ajouté : “Lorsque nous perdons des mammifères et des oiseaux dans les écosystèmes, nous ne perdons pas seulement des espèces. L’extinction et la perte d’habitat endommagent les réseaux écologiques complexes. Cette étude montre que le déclin des animaux peut perturber les réseaux écologiques d’une manière qui menace la résilience climatique d’écosystèmes entiers dont les gens dépendent.&rdquo ;
Levey, de la NSF, a déclaré : “Grâce à SESYNC et à d’autres investissements de la NSF, nous permettons aux écologistes de prévoir ce qui arrivera aux plantes lorsque leurs “coéquipiers” disperseurs disparaîtront, de la même manière que nous prévoyons les résultats des matchs sportifs. &rdquo ;
Référence : “The effects of defaunation on plants&rsquo ; capacity to track climate change&rdquo ; by Evan C. Fricke, Alejandro Ordonez, Haldre S. Rogers and Jens-Christian Svenning, 13 January 2022, Science .
DOI : 10.1126/science.abk3510
Cette recherche a été soutenue par la NSF (1639145), la Fondation Villum (16549) et la Fondation de recherche de l’Université d’Aarhus (AUFF-F-2018-7-8).
