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

Rétrécissement avec le réchauffement climatique et conséquences pour survie
© Chenille (Lepidoptera sp.) © Arnaud Sentis
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. Les conséquences écologiques de ces changements de taille sont encore mal connues. Des chercheurs du Laboratoire EDB (partie prenante de TULIP), de l’Université de Bohême du Sud (République Tchèque) et de l’Université de Linköping (Suède) ont analysé 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. Dans un article publié en mai 2017 dans la revue Ecology Letters, ils démontrent que le rétrécissement des organismes peut augmenter leur survie et celle de leurs populations et donc mitiger les conséquences écologiques du réchauffement climatique sur les écosystèmes.

Les scientifiques dénombrent trois principaux effets du changement climatique sur les organismes vivants :

  • Changements de distribution spatiale
  • Changements de distribution temporelle
  • Changements de la taille corporelle.

Les deux premiers effets ont été identifiés assez rapidement et leurs conséquences sont relativement bien connues. En revanche, les conséquences de la diminution de la taille des êtres vivants sur le fonctionnement des écosystèmes et la survie des espèces sont plus mal connues. 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. Dans le cas, par exemple, où un prédateur deviendrait plus petit relativement à sa proie, 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.

Figure Fait Marquant Sentis 2017

[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.

Simuler l'effet de la température et du rétrécissement des organismes à sang froid sur la viabilité de leurs populations

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 viabilité de leurs populations et le maintien des chaines alimentaires. Ces simulations révèlent que le rétrécissement des organismes pourrait augmenter significativement la viabilité 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.

Impact très variable de la température sur la taille des individus d’une espèce à l’autre

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 la nécessité de prendre en compte les réponses plastiques des organismes lorsque l’on étudie les effets des changements environnementaux sur les organismes et leurs interactions.

Voir aussi

Arnaud Sentis, Amrei Binzer & David S. Boukal (2017) Temperature-size responses alter food chain persistence across environmental gradients.Ecology Letters.