Les espèces clé et les ingénieurs

Dans la nature avec un grand N, on trouve des espèces qui ont un impact sur leur environnement par leur comportement ou leur simple présence et qui favorisent celle d’autres espèces. Un bon exemple est le castor. Les zones inondées qu’il crée avec son barrage profitent aux branchus, aux pics et aux hiboux qui nichent près des étangs. Les chenaux du castor réduisent les chances de sécheresse en forêt et son barrage filtre l’eau. Il fabrique (maintient et entretient) à lui seul des écosystèmes entiers et riches en biodiversité.

C’est le rôle des espèces clé de voûte. Disons que les écosystèmes ne pourraient pas s’adapter aux perturbations sans ces espèces clés*. On parle de piliers importants des écosystèmes et de facilitateurs de biodiversité.

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Les espèces clé de voûte se divisent en grands groupes selon leur impact sur leur environnement :  

• Les prédateurs peuvent contrôler la distribution et l’abondance des populations de proies. Pensons aux loutres de mer dans les forêts aquatiques de varech. Elles mangent les oursins, des herbivores, qui exercent une pression importante sur les algues**. Les loutres assurent ainsi le maintien de l’écosystème.  
• Les espèces qui ont des relations de mutualisme s’influencent l’une l’autre, mais peuvent aussi avoir un impact sur l’écosystème, comme les pollinisateurs. Ils assurent la reproduction des plantes en échange de ressources et du même coup, ils maintiennent la diversité génétique dans le milieu.  
• Les espèces fondatrices structurent la géologie des habitats. C’est le cas des coraux qui modèlent la roche dans les récifs ou des sphaignes qui conservent l’eau dans les tourbières.  
• Les espèces ingénieures modifient, créent ou maintiennent leurs habitats par leur biologie ou en changeant physiquement les éléments biotiques ou abiotiques de l’environnement.***

Les ingénieurs de la nature

On pourrait dire que toutes les espèces ont un impact sur leur environnement parce qu’elles y vivent. Comment savoir lesquelles sont des ingénieures? On donne ce titre aux espèces qui ont généralement le plus grand impact, comme c’est le cas avec les espèces clé de voûte. Ces dernières sont souvent reconnues pour leur impact sur la chaine alimentaire, tandis que les ingénieurs modifient le paysage (ou les ressources présentes) et ainsi favorisent la richesse des espèces dans un milieu.

Celles qui modifient leur habitat par leur présence, se nomment autogéniques. Au fur et à mesure qu’elles croissent, ou évoluent, elles procurent de la nourriture et des abris aux autres espèces. Les coraux sont un exemple. Les arbres le sont aussi. Ils abritent d’autres espèces (comme les oiseaux, les insectes, les écureuils…) et ils modifient leur voisinage en créant de l’ombre avec leur feuillage. On appelle allogéniques les espèces ingénieures qui modifient « mécaniquement » les éléments de l’environnement en les faisant passer d’un état à l’autre. Les champignons favorisent la décomposition du bois mort****. Les pics bois font des trous dans les troncs et créent des cachettes pour d’autres animaux.  

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Les ingénieurs affectent donc la disponibilité des ressources : ils les rendent disponibles (ou pas) aux autres organismes qui ne pourraient pas les utiliser sans leur présence. En modifiant l’habitat, elles créent aussi des niches diverses (donc une hétérogénéité dans l’écosystème), augmentant ainsi la richesse du milieu. Et plus les ingénieurs augmentent la complexité des écosystèmes, plus il y aura de diversité, autrement dit, de biodiversité.  

Qui a gradué en ingénierie?  

Plusieurs comportements ou effets permettent de recevoir un diplôme d’ingénieur. Entre autres, les frugivores, comme certains oiseaux et des primates, ont gradué avec mention honorable. En mangeant les fruits, ils participent ensuite activement à la dispersion des graines dans leur fèces.  

Les fouisseurs, tels que les chiens de prairie et les vers de terre, modifient le sol. Ils procurent des corridors souterrains aux autres espèces du sol. Dans la toundra, le renard arctique change la composition chimique des sols près de son terrier. Une fois construit, il peut être utilisé par plusieurs générations et au fil du temps, l’urine, les crottes et les restes de proies produisent des nutriments qui favorisent la végétation autour du terrier. Et qui dit végétation dit herbivores affamés qui en profitent tels que les lemmings et les cervidés.  

On remet aussi un diplôme d’ingénierie au plancton. Avec ses mouvements journaliers dans la colonne d’eau, il modifie la turbidité (et donc la quantité de lumière qui pénètre dans l’eau). Cela affecte la capacité des plantes aquatiques à faire de la photosynthèse, donc la production primaire et par le fait même, la chaine trophique au grand complet.  

On t’a déjà parlé du castor, du corail, des loutres… La liste des diplômés est longue!  

Et finalement, un des plus drastiques ingénieurs d’écosystème est sans contredit, l’humain. Nous sommes passés maîtres dans l’art de modifier (notre) l’environnement. Les impacts du développement urbain et agricole sur les écosystèmes sont flagrants. Depuis des siècles, la construction de niches écologiques par l’humain est indéniable.

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Pas toujours rose les ingénieurs

Il peut arriver que la mauvaise espèce modifie le mauvais habitat… La moule zébrée, une espèce exotique envahissante dans les Grands lacs modifie le fond de l’eau. Elle empêche la production de végétation de surface, laissant la lumière pénétrer plus en profondeur, ce qui favorise les algues au détriment d’autres végétaux. Les colonies de moules procurent des microhabitats de choix pour les invertébrés benthiques et des refuges pour les prédateurs. L’écosystème du lac est complètement transformé par la présence de cette nouvelle espèce. Les moules zébrées, par définition, sont considérées comme des ingénieures. Les espèces exotiques envahissantes modifient les écosystèmes qu’elles colonisent d’une telle manière qu’elles perturbent les espèces indigènes et les empêchent d’y proliférer. Il y a donc des avantages aux espèces ingénieures, mais en contraste, les ingénieurs exotiques ont souvent l’effet contraire.

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Le concept d’espèces clé de voûte n’est pas une classification officielle. Les scientifiques ne s’entendent pas sur les espèces qui devraient être considérées clé (ou lesquelles le « méritent »). Certains pensent que cette appellation simplifie le rôle complexe des espèces dans l’organisation des écosystèmes. D’autres pensent, au contraire, que c’est un outil efficace pour sensibiliser les gens à l’importance de ces espèces pour la biodiversité. C’est le même combat pour les ingénieurs. On dit que c’est un buzz word dans la communauté scientifique. Mais, des fois, pour passer un message, un buzz word, ça fait l’affaire!  

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Bravo à tous les diplômés!  

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* Dans le cas d’une disparition d’une espèce clé de voûte, il est fort probable qu’aucune espèce ne la remplace, ou utilise sa niche écologique laissée vacante.

** Dans le même ordre d’idée, les herbivores peuvent être considérés comme des espèces clé de voûte car ils peuvent contribuer, par la consommation des plantes, au contrôle des éléments physiques d’un habitat.

*** On pourrait aussi inclure à cette liste les espèces parapluie dont plusieurs autres espèces dépendent. (Ce concept est souvent mélangé avec celui de clé de voûte. On y reviendra.) Et les porte-drapeaux (ou les espèces phares) qui sont des symboles de leur milieu, comme les pandas. C’est un concept culturel qui permet de sensibiliser les gens à l’importance de la biodiversité. Attention, il est possible que les espèces porte-drapeaux ne soient pas des espèces clé : ces mascottes peuvent être choisies pour leur charisme et non pour leur importance écologique.

**** Les champignons jouent un rôle complexe dans les écosystèmes dans le cycle de nutriments. C’est ce qui leur a valu leur diplôme. Ils connectent les composantes du milieu par leur mycélium et transportent des nutriments. Ils favorisent la décomposition et créent des zones riches pour les xylophages. Ils acheminent du nitrogène des animaux morts aux arbres et le carbone entre les végétaux.  

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Par Anne-Frédérique, chargée de projet, conception

Sources images : Pixabay, P. Wieland, Lisa Hupp/USFWS, Pixabay‍‍‍‍‍