Biodiversité au niveau local et global

Géologie - évolution
marie-claude segui
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Biodiversité au niveau local et global

Messagepar marie-claude segui » 26 sept. 2010, 17:13

Bonjour,

Gilles ESCARGUEL a écrit :L'augmentation exponentielle de la démographie, et donc de l'emprise au sol (au sens large, c'est-à-dire océans inclus, via la pression de pêche), aboutit, indépendamment du réchauffement climatique, à un fractionnement des milieux, lequel est la cause de chute de la biodiversité au niveau régional, mais pas nécessairement au niveau global (car à moyen-long terme, fragmenter génère de la spéciation).

S'il y a morcellement des biotopes, pourquoi cela n'augmente pas la biodiversité au niveau local par sélection naturelle?

Pourquoi cette opposition entre le niveau local et global?

Merci

Gilles ESCARGUEL
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Re: Biodiversité au niveau local et global

Messagepar Gilles ESCARGUEL » 27 sept. 2010, 23:00

Bonjour !

Bon là, effectivement, j’ai été un peu rapide en besogne lors de ma précédente réponse. Il faut un peu préciser les choses. Le problème n’est pas vraiment compliqué, mais il est complexe – plusieurs éléments doivent être pris en compte simultanément.

Pour commencer, voir les diapos 28 & 29 de ma conf. sur : http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/spip.php?article389.

Notez que dans ce qui suit, il est plus simple pour comprendre de réduire la biodiversité à sa seule composante « richesse spécifique » (==> dans ce qui suit, « diversité » = richesse spécifique). Cependant, le raisonnement est fondamentalement le même, au moins sur le principe, pour d’autres dimensions de la biodiversité.

L’idée est la suivante : considérez 2 niveaux de résolution géographique distincts emboîtés l’un dans l’autre (par exemple, local et régional). On peut, de façon plus ou moins arbitraire, scinder une surface géographique régionale en M surfaces locales dont la somme équivaut à la surface régionale. Chaque surface locale présente une diversité, et la surface régionale présente une autre valeur de diversité, forcément comprise (par « construction ») entre la plus grande des M diversités locales (valeur limite inférieure) et la somme des M diversités locales (valeur limite supérieure). Ces valeurs limites définissent deux cas extrêmes :
- INF : au sein de la région, plus les espèces que l’on va retrouver au niveau local vont être communes à un grand nombre de localités, moins la diversité régionale va être grande au regard des diversité locales. Le cas extrême de cette situation est que, fixant la localité la plus diversifiée de la région comme référence, toutes les autres localités de la région présentent des assemblages d’espèces qui sont des sous-ensembles de cette localité la plus diversifié. Au total, la diversité de la région est donc la diversité de la localité la plus diversifiée.
- SUP : inversement, imaginons (cas extrême là aussi) que chaque localité au sein de la région présente un ensemble d’espèce qui lui soit propre, c'est-à-dire que l’on ne trouve dans aucune autre localité de la région, et la diversité régionale va être maximale au regard des diversités locales (elle va être la simple somme arithmétique des diversités locales).
Bien entendu, tous les intermédiaires entre ces 2 limites existent (et ce sont eux qu’on rencontre dans la pratique) : elles définissent un gradient qui renvoi à la notion de « diversité de différenciation », c'est-à-dire de différences dans les compositions en espèces des différentes localités au sein de la région.

Par extension, on peut appliquer exactement le même raisonnement à un ensemble de régions au sein d’un continent ou d’un océan et, plus largement encore, à l’ensemble des continents et océans au sein de la biosphère.

De ces relations d’emboîtements d’aires géographique et d’intégration (qui n’est pas une simple addition) de la diversité sur des surfaces de plus en plus vastes, il résulte une des relations les plus célèbres (et les plus étudiées) en macro-écologie : la relation aire-espèce (RAS, ou SAR en anglais). La RAS est une des « lois » bio-mathématiques les plus universellement observée. Elle relie (statistiquement et fonctionnellement) le nombre d’espèces coexistant à un « endroit » donné (N) et la surface (S) de cet « endroit » (l’ « endroit » pouvant varier ici de quelques mètres carrés à la totalité de la surface de notre planète). La RAS est une relation strictement croissante (plus S est grand, plus N est grand, ce qui est logique), mais complexe dans ses détails, et dont on n’a probablement pas encore fini d’étudier la forme exacte, notamment aux deux extrémités de la courbe (très petites et très grandes valeurs de S). Ce que l’on sait en revanche c’est qu’entre ~10 km² et ~1 million de km² (ordres de grandeurs), la SAR est une relation allométrique, c'est-à-dire une loi puissance telle que N = b x S^a (lire S à la puissance a) <==> Log(N) = Log(b) + [a x Log(S)] où « a » (le coefficient d’allométrie) varie chez tous les groupes d’êtres vivants entre 0,15 et 0,35 (valeur moyenne de 0,25) et « b » est une constante qui dépend de l’unité utilisée pour mesurer S. Autrement dit, les logarithmes de S et N varient proportionnellement l’un par rapport à l’autre, avec un coefficient de proportionnalité (« a ») généralement proche de 0,25, et donc inférieur à 1. Ce qui signifie que N augmente proportionnellement moins vite que S (c’est cela, une relation d’allométrie entre deux variables), ce qui est une conséquence logique du phénomène d’intégration spatiale de la diversité décomposé dans l’exemple localité vs. région présente ci-dessus.

Cela étant dit, quel rapport avec la question posée ???!!! En fait, on est au cœur du sujet…

La biodiversité actuelle fait face une combinaison infernale de 2 types d’événements jouant à des échelles spatiales différentes, mais se combinant.

Le réchauffement climatique homogénéise les climats, et donc les environnements. Cela revient de fait à diminuer les diversités de différenciations entre localité au sein des régions, et entres régions au sein de surfaces plus larges. Bref, on homogénéise la distribution des espèces sur Terre. Concrètement, on génère de l’extinction par surcroît de compétition et/ou disparition de niches. La diversité globale chute donc, même si localement ou régionalement, on peut observer une augmentation de diversité.

L’anthropisation s.l. (urbanisation, pression agraire, déforestation, etc.), elle, fragmente les milieux, c’est-à-dire diminue la surface disponible pour les espèces. Diminuer S, et N diminue automatiquement (relation aire-espèce !). Mais il n’y a pas que cela. Au sein d’une région, la fragmentation des milieux génère des mosaïques de paysages plus ou moins interconnectés entre eux. Le degré d’interconnection (lié à l’intensité de la fragmentation) est fondamental : plus celui-ci est faible, plus les différents éléments de la mosaïque sont de faible taille et isolés les uns des autres. Le nombre d’espèce pouvant coexister sur chaque pièce du puzzle est de plus en plus réduit, et le nombre d’individus de chaque espèce également. Ainsi, les population locales s’approchent de façon critique de leurs seuils d’extinction. Ainsi, l’interconnection spatiale des paysages au sein et entre des régions est un paramètre-clé : tant qu’elle reste assurée, au moins épisodiquement, la fragmentation ne mène pas nécessairement à la catastrophe : à moyen-long terme, c’est-à-dire à l’échelle de quelques siècles, elle peut même être un facteur de spéciation, par dérive et/ou sélection naturelle. Mais si l’interconnection spatiale n’est pas suffisante, la situation débouche rapidement sur de nombreuses extinctions. Pensez par exemple à la fameuse « règle des 500 », selon laquelle en dessous de 500-1000 individus d’une même espèce, une population ne peut se maintenir durablement dans un milieu donné (même si ce milieu lui est parfaitement et entièrement favorable), simplement parce que la dérive génétique n’est plus suffisamment importante pour maintenir du polymorphisme allélique en son sein. Autrement dit, en dessous de 500-1000 individus, toute espèce est irrémédiablement (sauf action humaine, bien sûr) entraînée dans une « spirale vers l’extinction », simplement parce que de génération en génération, au hasard des reproductions, elle perd de la diversité génétique.

Voilà en quelques mots pourquoi la distinction de différents niveaux géographiques est si importante. Ce qui est « bon » à un niveau peut être « mauvais » à un autre, et vice versa.

Est-ce que ça répond à ta question ?!

Gilles.

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Re: Biodiversité au niveau local et global

Messagepar marie-claude segui » 28 sept. 2010, 06:36

Oui et c'est tellement limpide (excepté les formules! ;) )

Concrètement, on génère de l’extinction par surcroît de compétition et/ou disparition de niches. La diversité globale chute donc, même si localement ou régionalement, on peut observer une augmentation de diversité.

Voilà ce qui me manquait!
Merci!


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