Les étangs, les lacs, les rivières et les ruisseaux ne couvrent qu’une infime partie de la surface de la Terre, mais ils abritent un nombre relativement important d’espèces différentes, selon une étude menée par des écologistes de l’Université de l’Arizona.
Alors que de nombreuses recherches se sont concentrées sur les différences frappantes de biodiversité entre les régions tropicales et tempérées, un autre modèle, tout aussi dramatique, n’a pas été étudié : les différences de richesse en espèces entre les trois principaux types d’habitats de la Terre – la terre, les océans et l’eau douce.
Une nouvelle étude menée par des écologistes de l’Université de l’Arizona révèle les origines de la diversité des espèces animales et végétales dans les habitats terrestres, océaniques et d’eau douce à l’échelle mondiale. Il explore également les causes possibles de ces modèles de richesse.
Publiée dans la revue Ecology Letters , l’étude a été dirigée par Cristian Román-Palacios , professeur adjoint à la UArizona School of Information du College of Social and Behavioral Sciences, et John J. Wiens , professeur au UArizona Department of Ecology and Evolutionary. Biologie au Collège des sciences. Il a été co-écrit par Daniela Moraga-López, doctorante à la Pontificia Universidad Católica de Santiago, au Chili.
Petite échelle mais grande richesse
Wiens déclare dans un communiqué : “Pour autant que nous le sachions, notre article est le premier à fournir une analyse globale de la biodiversité par habitat et à fournir des explications possibles sur ce qui pourrait conduire les modèles observés“.
Bien que les océans couvrent 70% de la surface de la Terre, environ 80% des espèces végétales et animales se trouvent sur terre. Leurs habitats ne représentent donc que 28% de la surface de la Terre. Les habitats d’eau douce couvrent une fraction infime de la surface de la Terre, environ 2%, mais ont la plus grande richesse en espèces animales par zone, a révélé l’étude.
Plus de 99 % des espèces animales connues ont été incluses dans l’analyse, ainsi que toutes les espèces végétales connues. Les auteurs estiment que 77% des espèces animales vivantes connues habitent la terre, 12% les habitats océaniques et 11% les habitats d’eau douce. Parmi les plantes, seulement 2% des espèces vivent dans l’océan et à peine 5% vivent en eau douce.
Les auteurs se sont également intéressés à ce que les scientifiques appellent la diversité phylogénétique, qui fournit une mesure de la proximité ou de la distance entre les organismes sur l’arbre de la vie (qui descend de qui, qui est le cousin de qui, etc., en termes simples). Lorsque l’équipe a examiné la diversité phylogénétique par unité de surface de chaque type d’habitat, elle a constaté que la diversité des eaux douces était au moins deux fois plus élevée que la diversité des habitats terrestres et océaniques, tant pour les animaux que pour les plantes.
La grande diversité phylogénétique par unité de surface dans les habitats d’eau douce souligne l’importance de la conservation des écosystèmes d’eau douce. Les auteurs estiment : “Les modèles à grande échelle de la composition des communautés d’eau douce ressemblent au processus de création de l’art de la mosaïque – où de nombreux groupes d’eau douce sont comme des” pièces “provenant d’écosystèmes terrestres ou marins. Par conséquent, la création de protections supplémentaires pour les habitats d’eau douce pourrait aider à conserver efficacement, à la fois, des groupes très divergents d’animaux et de plantes“.
Comme de nombreuses espèces de grenouilles, elle dépend des étangs et des marécages pour la reproduction et la reproduction.
(c) John J.Wiens
En revanche, les espèces animales et végétales des habitats terrestres ont tendance à ne représenter que quelques embranchements ou groupes taxonomiques d’organismes. Quelques exemples de phylum comprennent les éponges, les nématodes, les mollusques et les cordés – le groupe qui contient les vertébrés. Cette découverte a conduit les auteurs de l’étude à conclure que la préservation des habitats d’eau douce peut protéger plus d’espèces et plus d’histoire évolutive que la préservation de la même superficie sur terre ou dans l’océan.
Wiens déclare : “Les informations sur la diversité phylogénétique nous offrent une excellente occasion de préserver des éléments importants de l’histoire de l’évolution“, ajoutant que la répartition des phylum parmi les habitats aide à expliquer ces modèles de diversité phylogénétique.
Des habitats riches par le jeu du renouvellement des générations
Les chercheurs ont découvert que les modèles observés de richesse en espèces s’expliquent mieux par les différences de taux de diversification entre les habitats, qui sont une mesure du nombre d’espèces qui naissent et s’accumulent dans un laps de temps donné. En d’autres termes, les habitats où les espèces prolifèrent plus rapidement ont une plus grande biodiversité.
Les taux de diversification peuvent dépendre de plusieurs facteurs différents. Mais les barrières géographiques peuvent être les plus importantes pour expliquer les différences de taux de diversification entre les habitats.
Wiens déclare : “Les espèces peuvent proliférer plus rapidement sur terre que dans l’océan ou en eau douce car il y a beaucoup plus d’obstacles à la dispersion sur terre que dans l’océan, où les organismes peuvent se déplacer plus librement. Ces barrières semblent contribuer à l’origine de nouvelles espèces dans tous les habitats, tant chez les plantes que chez les animaux.“
Les explications alternatives, telles que si un habitat a été colonisé plus tôt ou plus fréquemment au fil du temps, n’ont pas été prises en charge. Wiens explique : “Nous avons pu montrer que d’une manière générale, les océans ont d’abord été colonisés, puis les espèces se sont déplacées dans les habitats d’eau douce et enfin, sur la terre. Et cela vaut pour les plantes et les animaux. Par conséquent, la plus grande biodiversité des terres ne peut s’expliquer par une colonisation antérieure des habitats terrestres.”
La productivité biologique – essentiellement la croissance des plantes – qui a toujours été considérée comme l’un des principaux moteurs des modèles de biodiversité mondiale, s’est avérée avoir un effet beaucoup plus faible qu’on ne le pensait auparavant.
Wiens souligne : “La productivité globale est similaire entre l’océan et la terre, ce qui nous indique qu’à l’échelle mondiale, la productivité n’est pas le déterminant le plus important de la biodiversité“. De même, la superficie ne semble pas non plus être un facteur décisif, puisque les océans ont la plus grande superficie mais un nombre d’espèces très limité.
Les auteurs concluent donc que le taux de prolifération des espèces pourrait être l’aspect le plus important dans la conduite de la richesse des espèces à travers la planète. Une nouvelle perspective à pendre ne compte dans les programmes de protection des zones fragiles à l’avenir. De plus, indispensables pour l’eau potable, l’irrigation des cultures et la santé, les écosystèmes d’eau douce sont soumis à de nombreuses pressions et de rudes épreuves. Leur préservation est aujourd’hui une urgence et une priorité.
Source : Román-Palacios, C., Moraga-López, D. & Wiens, J.J. (2022) The origins of global biodiversity on land, sea and freshwater. Ecology Letters, 00, 1– 11. https://doi.org/10.1111/ele.13999