La stabilité de l’écosystème peut être prédite par les interactions entre les espèces

Tenter de déchiffrer tous les facteurs qui influencent le comportement de communautés écologiques complexes peut s’avérer une tâche très difficile. Cependant, une équipe de chercheurs dirigée par le Massachusetts Institute of Technology (MIT) a découvert que le comportement de ces écosystèmes peut être prédit sur la base de deux informations uniquement : le nombre d’espèces dans la communauté et la force avec laquelle elles interagissent les unes avec les autres. .

La dynamique des écosystèmes naturels est notoirement difficile à étudier. Les scientifiques peuvent faire des observations sur la façon dont les espèces interagissent les unes avec les autres, mais ils ne peuvent généralement pas réaliser d’expériences contrôlées dans la nature. Cela a conduit les chercheurs du MIT à utiliser des microbes tels que des bactéries et des levures pour analyser les interactions interspécifiques de manière contrôlée, dans l’espoir d’en apprendre davantage sur le comportement des écosystèmes naturels.

En créant des communautés allant de deux à 48 espèces de bactéries, en contrôlant le nombre d’espèces en formant différentes communautés synthétiques avec différents ensembles d’espèces et en renforçant les interactions entre les espèces en augmentant la quantité de nourriture disponible, les scientifiques ont pu définir trois phases des communautés écologiques et calculer les conditions nécessaires pour qu’elles passent d’un état à un autre.

Initialement, chaque communauté écologique existait dans une phase appelée « existence stable et complète », dans laquelle toutes les espèces coexistaient sans interférer les unes avec les autres. Cependant, à mesure que le nombre d’espèces ou les interactions entre elles augmentaient, les communautés sont entrées dans une nouvelle phase appelée « coexistence partielle stable » dans laquelle les populations restent stables, mais certaines espèces disparaissent. Finalement, à mesure que le nombre d’espèces ou la force des interactions augmentaient, les communautés sont entrées dans une troisième phase, caractérisée par des fluctuations de population plus spectaculaires. À ce stade, les écosystèmes sont devenus instables et les populations ont constamment fluctué au fil du temps.

« Bien que nous ne puissions pas accéder à tous les mécanismes et paramètres biologiques d’un écosystème complexe, nous démontrons que sa diversité et sa dynamique peuvent être des phénomènes émergents qui peuvent être prédits à partir de quelques propriétés globales de la communauté écologique : la taille du pool d’espèces et les statistiques des interactions interspécifiques, « , a déclaré l’auteur principal de l’étude, Jiliang Hu, ingénieur au MIT.

Ces résultats pourraient aider les écologistes à faire des prédictions sur ce qui pourrait se produire dans des écosystèmes complexes tels que les forêts, même avec peu d’informations disponibles, puisqu’ils ont simplement besoin de connaître le nombre d’espèces et leur degré d’interaction.

« Nous pouvons faire des prédictions ou des déclarations sur ce que la communauté va faire, même en l’absence de connaissance détaillée de ce qui se passe. Nous ne savons même pas quelles espèces aident ou nuisent à quelles autres espèces. Ces prédictions sont basées uniquement sur la distribution statistique des interactions au sein de cette communauté complexe », a conclu l’auteur principal Jeff Gore, physicien au MIT.

L’étude est publiée dans la revue Science.

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Par Andreï Ionescu, Espèces-menacées.fr Rédacteur