Les inondations, les incendies de forêt, la surpêche et la pollution sont quelques-unes des nombreuses perturbations qui peuvent modifier l’équilibre des écosystèmes, mettant souvent en danger des espèces entières. Cependant, évaluer ces écosystèmes pour déterminer quelles espèces sont les plus menacées, afin de concentrer les efforts et les politiques de conservation là où ils sont le plus nécessaires, est une tâche très difficile.
Alors que les tentatives précédentes supposaient que les écosystèmes étaient essentiellement dans un état d’équilibre, les perturbations externes n’entraînant que des changements temporaires avant que les choses ne reviennent finalement à un état d’équilibre, une étude menée par le Massachusetts Institute of Technology (MIT) affirme désormais que les écosystèmes sont en fait souvent en évolution, les abondances relatives de leurs différentes composantes évoluant selon leurs propres calendriers. En partant de cette hypothèse plus réaliste, les experts ont conçu une meilleure méthode prédictive d’évaluation de ces systèmes afin de classer les vulnérabilités relatives des différentes espèces et de détecter lesquelles de ces espèces sont les plus à risque.
Cette étude est analogue aux analyses révolutionnaires d’Edward Lorenz sur les conditions météorologiques il y a plusieurs décennies, dans lesquelles il affirmait que de minuscules perturbations dans un système complexe pourraient éventuellement conduire à des résultats disproportionnés – comme en témoigne l’idée célèbre selon laquelle le battement des ailes d’un papillon à un endroit donné pourrait finalement conduire à un ouragan massif ailleurs (ce qu’on appelle « l’effet papillon »).
Cependant, alors que dans des cas tels que les prévisions météorologiques, les scientifiques comprennent largement la physique sous-jacente des phénomènes et peuvent produire des équations pour décrire leur dynamique, dans le cas d’écosystèmes complexes, cela est beaucoup plus difficile. Néanmoins, au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont réussi à développer des techniques mathématiques permettant de décrire des écosystèmes complexes sans connaître les équations sous-jacentes.
Les chercheurs du MIT et leurs collègues ont développé deux de ces approches – appelées « classement de sensibilité attendue » et « classement de valeurs propres » – qui ont donné de bons résultats lors de tests utilisant de grands ensembles de données simulées, produisant des classements qui correspondaient étroitement à ceux attendus. Alors que les tentatives traditionnelles pour classer la vulnérabilité des espèces avaient tendance à se concentrer sur des mesures telles que le corps ou la taille de la population, « ces espèces sont intégrées dans des communautés, et ces communautés ont un comportement émergent non linéaire tel qu’un petit changement dans un endroit changerait complètement dans un autre ». façon un autre aspect du système », comme l’a dit l’auteur principal de l’étude, Serguei Saavedra (professeur agrégé de génie civil et environnemental au MIT).
« Les approches basées sur la dynamique de l’équilibre ont cette vision statique des effets d’interaction entre les espèces », a ajouté l’auteur principal de l’étude, Lucas Medeiros, ancien doctorant au MIT. « En cas de fluctuations d’abondance hors équilibre, ces effets d’interaction peuvent changer avec le temps, affectant la sensibilité d’une espèce donnée aux perturbations. »
Par exemple, les espèces qui sont très actives en été, mais dormantes en hiver peuvent être fortement affectées par les incendies de forêt ou les vagues de chaleur en été, mais totalement insensibles aux diverses perturbations survenant en hiver.
Les techniques développées par les chercheurs sont suffisamment générales pour être appliquées à tout système dynamique hors équilibre et ont même été utilisées pour prédire les fluctuations des marchés financiers. Cependant, leur objectif principal reste l’évaluation de la vulnérabilité des espèces, ce qui est crucial en période de perturbations environnementales marquées comme la nôtre.
L’étude est publiée dans la revue Lettres d’écologie.
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Par Andreï Ionescu, Espèces-menacées.fr Rédacteur
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