Décrypter les liens entre le réchauffement climatique et la fragmentation des habitats
Le changement climatique et la fragmentation des habitats naturels sont deux des plus grandes menaces qui pèsent aujourd’hui sur la biodiversité. Pourtant, malgré les nombreuses recherches menées sur ces impacts, il existe encore une lacune fondamentale dans la compréhension et la prévision de leurs effets combinés. Dans le cadre du projet FRAGCLIM, financé par le Conseil européen de la recherche, une équipe de scientifiques dirigée par José Montoya, directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS), a élaboré une nouvelle théorie sur les conséquences écologiques de ces menaces globales sur les communautés biologiques complexes, qu’elle a testée dans le cadre d’une série d’expériences. «Notre nouvelle théorie permet de prévoir les effets du réchauffement et de la fragmentation sur les communautés plurispécifiques et le fonctionnement des écosystèmes», explique José Montoya, coordinateur du projet FRAGCLIM.
Développer une nouvelle théorie
Le nouveau cadre théorique conçu dans le cadre du projet FRAGCLIM vise à prédire les effets combinés du réchauffement climatique et de la fragmentation des habitats sur la biodiversité, la dynamique au sein d’une communauté et les impacts sur le fonctionnement des écosystèmes. Il permet de prédire de manière simple et précise les effets du réchauffement sur la structure et la stabilité des communautés, d’identifier les paramètres biologiques les plus sensibles au réchauffement et de tester des résultats expérimentaux précédemment contradictoires. L’équipe a également mis au point un nouveau modèle de réseau alimentaire qui explore la stabilité des écosystèmes face à la perte d’habitat.
Essais expérimentaux
Certaines des prédictions de cette nouvelle théorie ont été testées dans une expérience de mésocosme – une expérience contrôlée en plein air qui vise à reproduire les conditions du monde naturel – et dans plusieurs expériences en laboratoire. En laboratoire, l’équipe a étudié l’impact du réchauffement sur l’interaction et la dynamique entre plusieurs espèces d’algues et le zooplancton qui s’en nourrit, dans des incubateurs dont la température varie de 14 à près de 40 degrés. Les mésocosmes contenaient plus de 2 000 litres d’eau, remplis d’une communauté complexe de phytoplancton et de zooplancton provenant des lacs environnants. «Nous avons manipulé le réchauffement et la fragmentation, de sorte que nous disposions de 48 mésocosmes au total, divisés en trois séries de quatre réservoirs correspondant à quatre traitements expérimentaux», explique José Montoya. Les expériences ont duré trois ans et les scientifiques ont mesuré la diversité et l’abondance des espèces et des niveaux trophiques – la position des organismes dans un réseau alimentaire – ainsi que des mesures quotidiennes d’un certain nombre de fonctions de l’écosystème, en particulier la séquestration et la libération du carbone.
Résultats et avenir
Le projet a révélé un certain nombre de résultats potentiels nouveaux, parfois contre-intuitifs. «Plus généralement, nous avons développé un nouveau cadre conceptuel pour comprendre et prédire les conséquences éco-évolutives du réchauffement de l’habitat, de la fragmentation et de leur interaction sur les systèmes multi-espèces», ajoute José Montoya. «Nous avons démontré comment le réchauffement et la fragmentation peuvent modifier individuellement les pressions sélectives, ainsi que la taille, la structure et la connectivité des populations, des espèces en interaction et des communautés plus complexes.» Le projet a donné lieu à plusieurs études importantes. L’une d’entre elles, publiée dans «PNAS» en 2021, a constitué une percée dans le domaine des effets du changement climatique sur l’importance de la biodiversité pour le fonctionnement des écosystèmes, en constatant que dans des environnements plus fluctuants, la biodiversité est plus importante pour le fonctionnement des écosystèmes que dans des environnements constants. Une autre publication, qui sera bientôt présentée, explore l’effet combiné du réchauffement et de la fragmentation sur les écosystèmes. «Nous montrons que la fragmentation a des effets plus importants que le réchauffement sur la biodiversité du phytoplancton à toutes les échelles spatiales, ce qui remet en question les idées reçues», explique José Montoya.
Mots‑clés
FRAGCLIM, changement climatique, fragmentation des habitats, biodiversité, combinaison, effet, réchauffement, écosystèmes
