Ce n'est un secret pour personne que la mondialisation, aidé par le changement climatique, aide les espèces envahissantes à prendre pied à travers la planète. Ce qui a quelque peu surpris les chercheurs de Virginia Tech, c'est à quel point ces envahisseurs sont mutables.

Les scientifiques ont découvert que les espèces végétales envahissantes ne sont pas seulement hautement adaptatives, ils sont essentiellement capables de changer pour prospérer sur de nouveaux continents et dans différents types de climats, remettre en question l'hypothèse selon laquelle les espèces occupent le même environnement dans les aires de répartition indigènes et envahissantes.

L'étude, par Jacob Barney, professeur agrégé au Département de phytopathologie du Collège d'agriculture et des sciences de la vie, Physiologie, et Weed Science et Dan Atwater, maître de conférences au département des sciences biologiques de la North Carolina State University et ancien conseiller post-doctoral de Barney, a été publié mardi dans Écologie et évolution de la nature , une revue en ligne.

« Ceci est important à la fois pour changer la façon dont nous pensons aux espèces et où elles poussent, " dit Barney, qui est également membre du Fralin Life Science Institute et affilié au Global Change Center. « Les résultats modifient également notre capacité à prédire où ils vont croître, et comment ils peuvent réagir dans un climat changeant. Cela pourrait changer la donne pour l'évaluation et la conservation des risques liés aux espèces envahissantes. »

Atwater a utilisé des données compilées par l'étudiante Carissa Ervine, également auteur sur le papier, tester une hypothèse de longue date en écologie - que les limitations climatiques des plantes ne changent pas, ce qui signifie que nous pouvons prédire où ils pousseront. De petites études ont soutenu cette supposition. Cependant, les chercheurs de Virginia Tech ont fait exploser cette hypothèse en testant plus de 800 espèces à l'aide de nouveaux modèles développés par Atwater et Barney.

"Certaines personnes diraient que les espèces envahissantes ont des distributions différentes dans un nouveau climat. Mais nous avons découvert qu'elles occupent une plus large gamme de nouveaux climats, " a déclaré Atwater. " Les espèces changent dans leur écologie lorsqu'elles se déplacent d'un continent à l'autre. Nous devrions nous attendre à ce que les espèces changent, éventuellement définitivement, quand ils traversent les continents."

Les résultats ont des conséquences majeures pour l'application de modèles de niche environnementale pour évaluer le risque d'espèces envahissantes et pour prédire les réponses des espèces au changement climatique. Les espèces capables de modifier leur écologie et les climats qu'elles habitent peuvent constituer un défi pour les chercheurs qui utilisent les données de l'aire de répartition indigène pour prévoir la répartition des espèces envahissantes.

Le moteur de l'étude était le désir de prévoir la répartition future des espèces envahissantes qui constituent une menace sérieuse pour l'homme, environnemental, et la santé économique. Les chercheurs ont commencé par poser la question :les espèces envahissantes occupent-elles le même climat dans l'aire de répartition envahissante que dans leur aire d'origine ? Découvrir, ils ont comparé les espèces indigènes et envahissantes.

Barney et Atwater ont examiné 815 espèces de plantes terrestres de tous les continents, ainsi que des millions de points d'occurrence, ou des endroits où les plantes sont connues pour se produire, et comparé des modèles dans la plus grande étude mondiale sur les espèces envahissantes à ce jour. Ils ont trouvé des preuves de changements de niche climatiques dans l'ensemble des 815 espèces végétales introduites sur les cinq continents. Une niche climatique fait référence à l'ensemble des climats dans lesquels une espèce a une population stable ou en croissance.

Généralement, leurs résultats suggèrent que les changements de niche reflètent les changements dans la disponibilité climatique à l'échelle du continent et étaient les plus importants chez les espèces à longue durée de vie et cultivées. Si les espèces se déplacent vers un continent plus chaud, par exemple, ils ont tendance à se déplacer vers des climats plus chauds. En bref, les plantes cultivées à longue durée de vie sont particulièrement aptes à s'installer dans des climats flambant neufs.

"Il n'y a pas seulement des implications pour prédire où les espèces envahissantes se produiront, il y a aussi des répercussions sur la gestion, " dit Barney. " A titre d'exemple, pour certaines espèces nous utilisons le biocontrôle, introduire un organisme pour en contrôler un autre, une approche qui peut ne pas être efficace ou sûre si l'espèce ciblée subit un changement écologique. Lorsque nous faisons de la modélisation climatique, nous supposons que la niche climatique peut être la même alors qu'elle ne l'est peut-être pas. Donc, il y a un large éventail d'implications dans un large éventail de domaines.

Barney a soulevé une autre préoccupation.

"En cultivant des espèces - en les pliant à des fins agricoles ou ornementales et en sélectionnant des traits tels que la résistance au froid, nous les poussons dans des environnements qu'ils n'auraient pas occupés, " a-t-il dit. " Ces pressions de sélection dans l'élevage, ainsi que les environnements dans lesquels nous les mettons, peut exagérer ce changement. Espèce éphémère, par exemple, aller dans des climats plus secs. Donc, le résultat est que les traits des différentes espèces influencent la direction d'un changement de niche. »

Une fois qu'Atwater et Barney auront mieux compris ces facteurs, ils espèrent pouvoir prédire comment l'aire de répartition géographique d'une espèce envahissante va s'étendre afin de repérer les zones susceptibles d'être envahies.

"L'autre élément superposé à cela est l'hypothèse que le climat est stable, ce qui n'est pas le cas, " a déclaré Atwater. "Nous nous sommes également appuyés sur l'hypothèse qu'une espèce est une espèce et que ses tendances écologiques restent constantes. Ce n'est pas non plus le cas. Les espèces varient dans l'espace et dans le temps. Ils se comportent différemment sur différents continents et sous différents climats. Par conséquent, le concept de niche climatique d'espèce est moins stable et moins clairement défini.

Avec la production alimentaire, Santé humaine, résilience des écosystèmes, et la biodiversité en jeu alors que les invasions mondiales dépassent notre capacité de réponse, une meilleure compréhension des changements de niche climatiques est essentielle aux futures tentatives de prévision de la dynamique des espèces, selon les chercheurs.