Les arbres des forêts tropicales sont bien connus pour éliminer le dioxyde de carbone de l'air et stocker le puissant gaz à effet de serre sous forme de carbone dans leurs branches feuillues et leurs racines étendues. Mais une nouvelle analyse menée par des chercheurs de l'Université de Stanford révèle que les grands animaux forestiers sont également une partie importante du cycle du carbone.

Les résultats sont basés sur plus d'un million d'enregistrements d'observations et d'activités d'animaux collectés par 340 techniciens indigènes en Amazonie au cours de plus de trois ans d'enquêtes environnementales, coordonné par l'écologiste Jose Fragoso et soutenu par le biologiste Rodolfo Dirzo, qui travaillaient ensemble à Stanford à l'époque. L'équipe a découvert que les endroits où les animaux sont les plus diversifiés sont en corrélation avec les endroits qui ont le plus de carbone séquestré dans le sol.

"Il ne suffit pas de s'inquiéter des arbres dans le monde qui contiennent du carbone. C'est vraiment important mais ce n'est pas toute l'histoire, " a déclaré Fragoso. "Nous devons également nous soucier du maintien de la diversité et de l'abondance des animaux, en particulier les mammifères à ce stade, afin d'assurer le bon fonctionnement du cycle du carbone et la rétention du carbone dans les sols."

Bien que les scientifiques aient compris depuis longtemps que les animaux - par ingestion, digestion, respiration et décomposition – font partie du cycle du carbone, l'oeuvre, publié le 9 octobre dans Écologie et évolution de la nature est le premier à suggérer l'importance de la biodiversité animale plutôt que du seul nombre d'animaux dans le cycle du carbone.

Si nous voulons augmenter la séquestration du carbone, nous devons préserver non seulement un grand nombre d'animaux mais aussi de nombreuses espèces différentes, disaient les auteurs.

Exploiter une source de données sans précédent

L'inspiration pour ce travail est venue d'une conversation lors d'un happy hour du département de biologie il y a des années. Les scientifiques savaient qu'un écosystème avec plus d'espèces fonctionne généralement mieux, dont ils supposaient qu'il devrait inclure le cycle du carbone. Prouver la relation entre diversité animale et carbone, cependant, n'était pas si simple.

"C'est une idée très difficile à tester concernant les vertébrés dans un système réel tel que l'Amazonie, " dit Mar Sobral, auteur principal de l'article, qui était chercheur postdoctoral au Dirzo Lab lors de cette recherche. "La quantité de données nécessaires pour tester une telle idée est énorme et le type de données est un grand défi. Les ressources économiques, le temps et la logistique nécessaires à notre projet sont sans précédent."

Afin de collecter ces données, les indigènes Makushi, Les nations Wapishana et Waiwai ont parcouru l'Amazonie, en notant le numéro, la diversité et le stockage potentiel du carbone des arbres - en utilisant des estimations de taille et de précipitations - et la présence et les activités d'animaux vertébrés, y compris les grands mammifères, des oiseaux, reptiles et amphibiens. Sur une période de trois ans, ils ont vu 132, 995 animaux vertébrés individuels et des signes enregistrés de 190 autres, 369, représentant 218 espèces. Il y avait des preuves de 43, 448 événements d'alimentation, et pour chacun, les techniciens notaient ce qui était mangé. Ces ensembles de données ont été recoupés avec les niveaux de carbone provenant de 825 échantillons de sol prélevés au cours des six derniers mois du travail sur le terrain.

Les chercheurs ont découvert que le sol avait les concentrations de carbone les plus élevées là où ils voyaient le plus d'espèces de vertébrés. Quand ils ont cherché un mécanisme qui pourrait expliquer cette relation, il s'est avéré que les zones avec la plus grande diversité animale avaient la fréquence la plus élevée d'interactions alimentaires, comme les animaux s'attaquant à d'autres animaux ou mangeant des fruits, ce qui se traduit par de la matière organique sur et dans le sol. Les chercheurs suggèrent que ces restes de repas augmentent la diversité et l'abondance des microbes du sol, qui transforment les restes en carbone stocké.

"Traditionnellement, ce sont les phytobiologistes qui se posent des questions sur les stocks de carbone, et les plantes sont les organismes acceptables avec lesquels travailler, " dit Kirsten Silvius, associé de recherche principal à Virginia Tech et co-auteur de cet article. "J'espère que cette recherche encouragera une vision plus holistique des communautés et une meilleure compréhension des grands vertébrés en tant que participants à part entière à la fonction écosystémique plutôt que comme bénéficiaires quelque peu éloignés de cette fonction écosystémique ou victimes de la perte de fonction."

Crédit où le crédit est dû

Fragoso, qui a récemment quitté Stanford pour la California Academy of Sciences, Silvius et Sobral prévoient de retourner en Amazonie pour tester davantage leur hypothèse, avec Dirzo et d'autres. Ils veulent en savoir plus sur les microbes du sol et sont curieux de savoir si certaines espèces clés de l'environnement sont essentielles pour le carbone du sol plutôt que pour la biodiversité animale.

Les chercheurs testeront également une nouvelle technique qui, espèrent-ils, leur permettra de mesurer la diversité grâce à l'ADN prélevé sur les moustiques et les mouches.

Fragoso a déclaré que les peuples autochtones avec lesquels ils travaillaient étaient essentiels pour collecter des données de cette qualité. Au cours d'un mois donné, il y avait au moins 70 techniciens collectant les données. S'appuyant sur leurs connaissances et compétences locales et renforcées par une formation aux techniques de mesure de l'abondance animale, ils ont pu identifier les espèces à l'œil et d'autres signes de leur présence, y compris les pistes, terriers et excréments.

« Sans les indigènes, il aurait été totalement impossible de le faire, " a déclaré Fragoso. "Mes étudiants diplômés et post-doctorants n'auraient pas eu les compétences nécessaires pour entrer et détecter les animaux dans ces régions éloignées, souvent des sites de forêt tropicale humide montagneuse ou marécageuse."

Il a également souligné l'importance de rémunérer équitablement les peuples autochtones pour leur travail et pour l'entretien de la forêt et des animaux qui s'y trouvent.