Cours du 2 juin 2015
Intervenant : Gilles Escarguel
Maitre de conférences à l’université Lyon1, laboratoire de géologie de Lyon, Terre, Planètes, Environnement.
http://lgltpe.ens-lyon.fr/ressources/pages-perso/ESCARGUEL%20Gilles

Ordinary and extraordinary deep-time spatiotemporal changes in biodiversity

La biodiversité se définit comme l’ensemble des variations génétiques, morphologiques et fonctionnelles observées au sein et entre les espèces co-existantes dans un milieu à un temps donné. La biodiversité est ainsi la combinaison des diversités taxonomique, génétique, phylogénétique, morphologique et fonctionnelle. Ici, la biodiversité sera étudiée en tant que diversité taxonomique (nombre et relative abondance des taxa), la définition la plus communément utilisée.
A partir du fait que les espèces apparaissent et s’éteignent (la longévité moyenne d’une espèce est de 1 à 10 million d’années) ainsi que de la non uniformité de la distribution géographique des espèces, se posent les questions des variations spatiales et temporelles de la biodiversité. Quels sont les paramètres qui contrôlent ces variations ? À quelles échelles ? Les processus sont hiérarchisés spatialement et temporellement. Il existe une corrélation entre ces deux dimensions. Les phénomènes qui ont lieu à faible échelle spatiale (ex une mutation) ont également lieu à faible échelle temporelle.
Certains lieux à forte densité de fossiles permettent de recréer les réseaux trophiques de l’époque et à partir d’indicateurs de les comparer aux écosystèmes actuels. Gilles Escarguel insiste ensuite sur les biais liés à l’estimation de la biodiversité. Le nombre de fossiles, le nombre d’experts scientifiques, la variation d’unité taxonomique et la variation d’intensité de l’échantillonnage en sont les principaux. En prenant en compte ces biais on se rend par exemple compte que la biodiversité actuelle n’est pas la plus importante (en nombre d’espèces), mais que ce niveau a déjà été atteint trois fois dans l’histoire juste avant des crises majeures.
Gilles Escarguel découpe son étude en trois points : l’évolution de la biodiversité au cours d’une crise, après une crise et entre deux crises. Une crise se définit comme un déséquilibre entre extinctions et apparitions d’espèces. Les deux processus sont affectés simultanément. Chaque crise a son propre scénario, souvent complexe, même à partir de situations géographiques simples. Néanmoins ce sont souvent des évènements abiotiques (volcanisme, météorite, diminution du niveau de la mer…) qui en sont à l’origine. Mais il y a également un effet de cascades internes. En effet quand le niveau de stabilité d’un réseau trophique est atteint, alors l’extinction d’une espèce entraîne immédiatement l’extinction d’une autre espèce. L’extinction devient la cause principale de l’extinction.
Après la crise, deux modèles existent : l’un avec une phase de survie puis une phase d’augmentation du nombre d’espèces (recovery), l’autre sans phase de survie et une phase de recovery très rapide. La phase de survie est souvent un biais dû au manque de fossile. Plusieurs exemples (ammonites, les métazoaires des récifs riches après la crise Permien-Trias) suivent le second modèle avec une phase de recovery très rapide due à un grand turn-over (longévité des espèces 10 fois plus courte qu’avant la crise).
Entre les crises il est important de prendre en compte l’échelle. La biodiversité locale peut ainsi évoluer selon les variations du climat, alors que la biodiversité régionale varie en fonction de phénomènes astronomiques.
De cette étude de crise trois conclusions ressortent. L’homogénéisation du climat entraîne une diminution de la biodiversité globale avec la diminution de l’hétérogénéité entre espèces. La diminution de la surface des environnements colonisables diminue la diversité locale et régionale. Et le fractionnement de ces environnements augmente l’extinction (effet démographique). La combinaison des trois entraîne une crise. Aujourd’hui les trois éléments sont réunis (réchauffement climatique hétérogène, pression démographique humaine) et la biodiversité diminue. Le seuil de stabilité n’est pas encore dépassé, nous ne sommes pas encore dans une extinction de masse. Mais nous n’avons aucune idée de ce niveau de stabilité.

par Léo Mouillard-Lample