Une étude menée par le Martin-Gatton College of Agriculture, Food and Environment de l’Université du Kentucky ; Université Bucknell ; Université d'État de Penn ; et l'USDA a mis en lumière la situation précaire à laquelle sont confrontées les populations de lucioles en Amérique du Nord. Les résultats de l'étude ont identifié plusieurs facteurs ayant un impact sur leur nombre, offrant une analyse approfondie de la façon dont les facteurs environnementaux et humains changeants influencent ces insectes emblématiques.
L'étude, publiée dans Science of the Total Environment , "Illuminating Patterns of Firefly Abundance Using Citizen Science Data and Machine Learning Models", a identifié les facteurs probablement responsables du déclin inquiétant des populations de lucioles en Amérique du Nord.
Pour étudier ces changements démographiques, la recherche a utilisé une combinaison d'enquêtes sur le terrain menées par des scientifiques citoyens et des techniques avancées d'apprentissage automatique pour analyser plus de 24 000 enquêtes de l'initiative scientifique citoyenne Firefly Watch.
Cette recherche marque la première tentative globale d'appliquer une approche basée sur les données pour comprendre la dynamique des populations de lucioles à l'échelle continentale. Les principales conclusions de cette nouvelle étude indiquent que les lucioles, qui font partie de l'ordre des coléoptères, sont sensibles à divers facteurs environnementaux, depuis les conditions météorologiques à court terme jusqu'aux tendances climatiques à plus long terme, y compris le nombre de degrés-jours de croissance liés aux accumulations de température.
"Des changements subtils dans les régimes climatiques, notamment liés à la température, ont un impact significatif sur les cycles de reproduction des lucioles et la qualité de l'habitat", a déclaré Darin McNeil, chercheur principal de l'étude et professeur adjoint d'écologie et de gestion de la faune.
Christina Grozinger, professeure d'entomologie publius vergilius maro à la Penn State University, a déclaré que si les scientifiques savaient auparavant que l'urbanisation, l'intensification agricole et le changement climatique peuvent affecter la biodiversité, on en savait moins sur la façon dont ces facteurs complexes interagissent et sur ce que les gens peuvent faire dans leur propre cour, les villes pour soutenir la biodiversité.
"Dans cette étude, nous avons intégré des ensembles de données à grande échelle sur l'abondance des espèces, l'utilisation des terres, le type de sol, la météo et le climat à l'aide de modèles d'apprentissage automatique pour modéliser et prédire avec précision les modèles d'abondance des lucioles à l'échelle locale dans l'est des États-Unis", a déclaré Grozinger. /P>
"Nous avons eu la chance de disposer d'un ensemble de données scientifiques citoyennes pluriannuelles couvrant plus de 24 000 observations."
L'étude souligne la sensibilité des lucioles aux variables climatiques telles que la température et les précipitations. Les lucioles prospèrent dans des conditions tempérées, avec des étés humides et chauds créant un environnement de reproduction idéal et des hivers froids favorisant la survie des stades immatures comme les œufs, les larves et les pupes.
Cependant, à mesure que les températures mondiales augmentent, ces conditions deviennent moins prévisibles et, souvent, moins hospitalières. Les changements dans les régimes de précipitations, un autre facteur critique pour la survie des lucioles, ont conduit soit à des conditions trop sèches qui réduisent la survie des larves, soit à des conditions excessivement humides qui peuvent inonder les aires de reproduction et perturber les cycles de vie.
"Les lumières artificielles la nuit pourraient perturber les populations de lucioles, affectant éventuellement les stades adultes et larvaires", a déclaré McNeil. "Les larves de lucioles, qui vivent dans le sol, sont particulièrement vulnérables aux changements d'exposition à la lumière et la lumière artificielle pourrait modifier leurs cycles de développement et leurs taux de survie.
"Les larves de lucioles, qui sont prédatrices, ont également besoin de conditions de sol humides, car l'humidité abrite des invertébrés au corps mou comme les escargots et les limaces que les larves de lucioles utilisent comme proies."
La croissance urbaine, telle que la création de surfaces imperméables telles que des trottoirs, des bâtiments et des routes, constitue une menace importante pour les populations de lucioles en envahissant les habitats naturels et en diminuant les zones de reproduction disponibles. La pollution lumineuse provenant des lampadaires et des enseignes commerciales est particulièrement perturbatrice, car elle interfère avec la communication bioluminescente des lucioles, essentielle à l'accouplement.
L'étude indique que les lucioles sont nettement moins courantes dans les zones présentant une pollution lumineuse nocturne importante.
Certaines pratiques agricoles semblent également contribuer au déclin des lucioles. L'utilisation intensive de pesticides et d'herbicides a été associée à une diminution du nombre de lucioles, probablement en raison de la disponibilité réduite des proies et de leur toxicité directe.
Cette nouvelle étude n’a pas trouvé d’effet pesticide; en fait, certaines zones agricoles abritaient certaines des densités de lucioles les plus élevées, peut-être parce que certaines pratiques (par exemple, le pâturage du bétail) favorisent des conditions semblables à celles des prairies qui profitent aux lucioles. L'étude met en garde contre l'intensification agricole croissante, en particulier les pratiques qui réduisent les débris organiques et les environnements humides dont les larves de lucioles ont besoin pour prospérer.
L'article révèle que le déclin des populations de lucioles n'est pas uniforme dans tous les climats ou dans toutes les régions. Certaines espèces adaptées aux environnements plus secs ou celles ayant des modes de reproduction spécifiques peuvent être moins affectées par certains changements, tandis que d'autres sont plus vulnérables. Cela met en évidence la complexité des écosystèmes naturels et la nécessité de stratégies de conservation adaptées.
L'équipe de recherche a également réalisé des progrès significatifs dans l'identification de mesures de conservation potentielles pour atténuer ces impacts. Il s'agit notamment de réduire la pollution lumineuse, de préserver les habitats naturels et de mettre en œuvre des pratiques agricoles respectueuses de la faune et soutenant les lucioles.
Le déclin des lucioles est plus que la perte d’un spectacle naturel bien-aimé; cela signale des perturbations écologiques plus larges qui pourraient avoir des effets en cascade sur d’autres espèces et écosystèmes. Les lucioles jouent un rôle dans le réseau trophique, servant de proie à certaines espèces et de prédateurs à de nombreux invertébrés. Leur disparition pourrait avoir des répercussions imprévues sur la biodiversité locale.
"Comme conclut l'étude, des recherches plus approfondies sont encouragées, en particulier pour explorer les tendances à long terme des populations de lucioles et l'efficacité de diverses stratégies de conservation", a déclaré McNeil.
"Il sera important d'effectuer des études ciblées portant sur des espèces particulières de lucioles, plutôt que sur la communauté des lucioles dans son ensemble. Cette approche sera cruciale pour garantir que les générations futures pourront également profiter des merveilles naturelles des lucioles éclairant le ciel nocturne."
"Chaque espèce individuelle a ses propres besoins en matière d'habitat et les éléments dont elle a besoin pour réussir", ajoute Sarah Lower, professeure adjointe de biologie à l'Université Bucknell, chercheuse réputée sur les lucioles.
"Avec les données de la science citoyenne dans cette étude, nous examinons les lucioles dans leur ensemble, mais nous aimerions que les personnes impliquées dans la science citoyenne reçoivent davantage de formation sur l'identification des espèces. Si nous pouvons obtenir des informations au niveau des espèces, nous pouvons fournir plus de détails sur espèces vivant dans une zone particulière et comment les protéger au mieux."
Les personnes souhaitant en savoir plus sur l'utilisation des terres, les conditions météorologiques et climatiques dans leur région peuvent utiliser l'outil Beescape de Penn State, qui fournit des scores de qualité d'habitat spécifiques à l'emplacement pour les pollinisateurs.
Plus d'informations : Darin J. McNeil et al, Éclairer les modèles d'abondance des lucioles à l'aide de données scientifiques citoyennes et de modèles d'apprentissage automatique, Science de l'environnement total (2024). DOI :10.1016/j.scitotenv.2024.172329
Informations sur le journal : Science de l'environnement total
Fourni par l'Université du Kentucky
