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Le changement climatique et la crise de biodiversité actuelle ont des impacts majeurs sur le fonctionnement des écosystèmes. Cependant, l'effet combiné de ces deux mécanismes sur les écosystèmes est peu étudié. Une étude récente publiée dans PNAS a montré que l'augmentation de la variabilité de la température liée au changement climatique accroît l'effet négatif de la perte de biodiversité sur le fonctionnement de communautés d'algues aquatiques.
Effets combinés de la perte de biodiversité et de la variabilité de température sur le fonctionnement de communautés de phytoplancton. © Elvire Bestion
Le changement climatique et la perte de biodiversité sont deux crises écologiques majeures de ce siècle, qui menacent le fonctionnement des écosystèmes. La perte de biodiversité est une menace particulièrement grave pour le fonctionnement des écosystèmes, qui dépendent de la présence de multiples espèces pour se maintenir. Les effets du changement climatique se traduisent par une augmentation de la moyenne mais aussi de la variabilité de la température au cours du temps, les conséquences de ce dernier effet étant moins étudiées. De plus, très peu d'études s'intéressent aux effets combinés de la perte de biodiversité et du changement climatique sur le fonctionnement des écosystèmes, alors même que ces deux phénomènes peuvent interagir. En effet, le changement climatique peut mener à une diminution de la biodiversité, mais de plus, le climat peut influer sur la nature des liens entre biodiversité et fonctionnement des écosystèmes.
Des chercheurs de la Station d'Ecologie Théorique et Expérimentale ont étudié expérimentalement l'effet de l'augmentation de la variabilité de température et de la biodiversité sur le fonctionnement de communautés de phytoplancton marin. Les communautés de phytoplancton sont de microscopiques algues marines qui forment la base des chaînes alimentaires marines et sont responsables de près de la moitié de la production d'oxygène au niveau mondial. Comprendre l'effet des changements globaux sur le fonctionnement de ces communautés est donc fondamental pour mieux atténuer leurs conséquences.
Les chercheurs ont montré que si les communautés les plus diverses en espèces étaient celles qui avaient un meilleur fonctionnement, avec une plus grande biomasse totale, l'effet de la variabilité de la température interagissait avec celui de la biodiversité: quand la variabilité de température était plus importante, l'effet de la biodiversité sur le fonctionnement des écosystèmes était plus fort. Ces résultats suggèrent que la combinaison de la perte de biodiversité et de l'augmentation de la variabilité de température a des effets plus négatifs sur le fonctionnement des écosystèmes que la simple addition de ces effets.
Vue microscopique d'une communauté de phytoplancton marin. © Elvire Bestion
A l'aide d'un modèle mathématique, les chercheurs ont montré que cet effet était lié à la variation de la tolérance à la température entre espèces de phytoplancton. Des communautés composées de multiples espèces ont plus de chance de contenir des espèces tolérantes à la variation de température, et donc de maintenir un bon fonctionnement quand la variabilité de température augmente. Cet effet protecteur de la biodiversité sur le fonctionnement des écosystèmes face au stress montre l'importance de maintenir des communautés diverses pour la résistance des écosystèmes aux changements futurs.
Cette étude est une preuve de principe en laboratoire, et de futures études en milieu naturel permettraient de corroborer ces effets. Néanmoins, elle suggère d'ores et déjà que le changement climatique et la crise de biodiversité peuvent avoir des conséquences plus complexes sur le fonctionnement des écosystèmes que la simple addition de leurs effets. En particulier, l'effet de la variabilité de température est souvent négligé, alors qu'il peut profondément modifier le fonctionnement des écosystèmes, et la combinaison de cet effet avec celui de la biodiversité n'avait jamais été étudié. Cet article rappelle que ces deux crises écologiques doivent être contenues pour espérer maintenir le fonctionnement des écosystèmes et des services écosystémiques.
Laboratoire CNRS impliqué:
Station d'Ecologie Théorique et Expérimentale (SETE - CNRS)
https://sete-moulis-cnrs.fr/fr/
Référence:
Bestion E, Haegeman B, Alvarez Codesal S, Garreau A, Huet M, Barton S, Montoya J.M. 2021. Phytoplankton biodiversity is more important for ecosystem functioning in highly variable thermal environments.
Proceedings of the National Academy of Sciences, DOI: 10.1073/pnas.2019591118
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