Comment la modification des interactions biotiques affecte l’écosystème des terres arides
Les terres arides représentent près de 45% de la surface terrestre. La lutte contre la dégradation et la désertification des terres est devenue une priorité dans ces régions et les caractéristiques de leur végétation devraient y jouer un rôle crucial. Pour pouvoir mettre en œuvre des contre-mesures efficaces, les parties prenantes doivent cependant en comprendre tous les facteurs. Comme nous l’explique le Dr. Fernando Maestre, coordinateur du projet DRYFUN au nom de l'Université Rey Juan Carlos, les interactions biotiques constituent l’une des plus grandes lacunes dans notre compréhension de ce milieu des zones arides. «Les interactions entre les espèces, telles que ceux impliquant la compétition pour les ressources et les mutualismes, déterminent en grande partie les caractéristiques de ces écosystèmes naturels comme le nombre d'espèces, la diversité de leurs gènes ou les attributs fonctionnels qu'ils contiennent. Malgré la reconnaissance de cette importance, très peu d'études ont tenté d'évaluer in fine, l’influence des interactions biotiques sur le fonctionnement des écosystèmes naturels, en particulier dans les zones arides». Le problème reposait essentiellement sur un manque de données pertinentes, une question résolue récemment par le projet BIOCOM financé par le CER (conseil de l'espace européen de la recherche). De 2006 à 2013, le consortium BIOCOM a ainsi récolté sur tous les continents excepté l'Antarctique, des informations détaillées sur les facteurs abiotiques, la structure et le fonctionnement de 236 écosystèmes de terres arides, ce qui en fait la première étude standardisée de ce type. Un modèle mathématique du fonctionnement des terres arides Avec DRYFUN, le Dr. Maestre et son équipe ont ainsi couplé les résultats de BIOCOM et les données collectées, soit par eux-mêmes soit dans les bases de données, sur les attributs fonctionnels essentiels des espèces végétales telles que la hauteur des plantes ou les caractéristiques de leurs feuilles, une tâche menée par Yoann Le Bagousse-Pinguet, chercheur postdoctorant principal de DRYFUN et Nicolas Gross, chercheur à l'INRA qui travaille dans le laboratoire du Dr. Maestre pour deux ans. Ces données ont ensuite été analysées avec des outils statistiques couramment utilisés dans des domaines comme l'astrophysique et la macro-économie, mais qui n'avaient jamais été appliqués à l'écologie. «Nous avons ainsi trouvé une relation mathématique entre les différentes tendances de distribution des attributs fonctionnels des plantes (les traits) qui ne peuvent pas être expliqués par le seul hasard. Cette relation prédit qu’une diversité des traits remarquablement élevée au sein des différentes communautés végétales d’une zone aride, est associée à la maximisation locale de la présence de multiples fonctions liées à la productivité végétale et au cycle des nutriments (multifonctionnalité)», nous explique le Dr Maestre. «La relation mathématique identifiée par notre projet est également importante car elle peut être utilisée à l’inverse, pour quantifier la quantité de diversité de traits nécessaire pour maximiser la multifonctionnalité au niveau local». Les découvertes de DRYFUN suggèrent ainsi concrètement que la distribution des traits peut être utilisée pour prédire les conséquences fonctionnelles d’une perte de biodiversité d’un écosystème terrestre. À ce titre, elles permettront de guider les efforts de gestion visant à maintenir les principaux services écosystémiques liés à la productivité et à la fertilité des sols. La base de données et les méthodologies statistiques développées dans le cadre du projet DRYFUN sont actuellement utilisées par l’équipe du projet BIODESERT, financé par le CER. Ce projet, qui devrait se clôturer en décembre 2020, cherche à approfondir la compréhension scientifique du fonctionnement et de la résilience des zones arides aux principaux facteurs de désertification.
Mots‑clés
DRYFUN, terres arides, interactions biotiques, plante, désertification, diversité, BIOCOM