Un diable épineux (Moloch horridus) dans la maison des reptiles à Alice Springs Desert Park, Alice Springs, Australie. Crédit :Images de Stu.
Un groupe d'écologistes a commencé à créer un tableau périodique des niches écologiques similaire au tableau périodique de la chimie. Et tout comme les chimistes ont utilisé leur tableau périodique comme point de référence pour comprendre les relations entre les éléments, la table émergente pour les écologistes montre les relations dans le temps entre les animaux, les plantes et leurs environnements - agissant comme une ressource essentielle pour les scientifiques cherchant à comprendre comment un réchauffement climatique peut stimuler des changements chez les espèces dans le monde entier.
L'Université du Texas à Eric Pianka d'Austin, auteur principal d'un article publié en ligne cette semaine dans Le naturaliste américain , rejoint quatre autres chercheurs pour réaliser les premières parties de ce nouveau cadre de commande de niches, l'ensemble des facteurs déterminants d'un lieu qui déterminent le mode de vie de ses plantes et de ses animaux, se reproduire et interagir les uns avec les autres et avec leur environnement.
"Résumer les principaux traits écologiques dans des schémas aussi simples permettra aux écologistes de prédire comment les espèces pourraient réagir aux nouvelles conditions environnementales et au potentiel invasif des espèces, " a déclaré Pianka. " Cela nous informera sur la façon dont les niches ont évolué dans le passé et même comment elles évolueront à l'avenir, tout cela a une incidence directe sur les impacts du changement climatique. »
Il y a tellement de facteurs dans la définition des niches écologiques qu'elles sont très complexes, et les écologistes n'ont jamais réussi à les ordonner de manière prévisible. Toujours, les chercheurs sont intrigués par l'idée depuis 1972, lorsque l'écologiste évolutionniste Robert MacArthur a proposé de les ordonner d'une manière similaire au tableau périodique de la chimie. Dans ce tableau, les éléments sont ordonnés par une combinaison de leur numéro atomique (protons), configuration des électrons et certaines propriétés chimiques.
Zone d'étude des sables rouges dans le grand désert de Victoria en Australie occidentale. Cinquante cinq espèces de lézards, y compris le diable épineux Moloch horridus, se produire en sympatrie ici. Crédit :Université du Texas à Austin
La notion en écologie serait de trouver une manière similaire de résumer les nombreuses variables des niches écologiques et d'aider à prédire à quel point les espèces apparentées, sur des continents différents mais dans des environnements similaires, pourrait évoluer avec des traits similaires.
Le cadre décrit aujourd'hui s'appuie sur des données écologiques recueillies par Pianka et sa collègue de longue date Laurie Vitt de l'Université d'Oklahoma, qui ont mené ensemble pendant environ 50 ans des travaux de terrain dans une variété d'habitats sur quatre continents. Ils ont utilisé des données liées à cinq grandes dimensions de niche (habitat, diète, l'histoire de la vie, métabolisme et défense, chacun avec 7-15 variables) pour 134 espèces de lézards. Les lézards qui vivent sur différents continents ont évolué pour remplir des niches similaires et avoir des caractéristiques similaires. Les schémas se répètent :les lézards du désert australiens résolvent les problèmes de la même manière que les lézards du désert africains et américains, même lorsqu'ils ne sont pas étroitement liés du point de vue de l'évolution. Ils cherchent de la nourriture, rester actif ou inactif à certaines heures de la journée, pondent des œufs ou donnent naissance à des bébés et se rapportent à leurs habitats, le tout de manière très similaire.
Le tableau périodique capitalise sur ce type d'évolution convergente des lézards du monde entier et utilise des analyses multidimensionnelles de plus de 50 dimensions de niche de lézard. Trois dimensions seulement capturent 62 % de la variation totale, une indication que les niches de lézards sont étroitement limitées.
En plus du papier, les chercheurs ont créé un site Web qui permet aux écologistes d'explorer ses découvertes. Parce que les gens perçoivent en trois dimensions seulement, visualiser et comprendre des niches complexes dans plus de dimensions est difficile, afin de faciliter la visualisation de leurs résultats sur le site, Pianka et ses collègues ont produit des graphiques tridimensionnels rotatifs. Ceux-ci permettent aux utilisateurs d'explorer les contraintes et les compromis dans l'évolution des niches de lézards et de révéler la manière dont les espèces se chevauchent ou se séparent en fonction de l'habitat, taille du corps, mode de recherche de nourriture, diète, l'histoire de la vie, métabolisme, les tactiques défensives et/ou l'heure et le lieu de l'activité.
Représentation tridimensionnelle du tableau périodique des niches. Chaque case représente une niche de lézard (n1-n12). Les paires d'espèces de différentes régions géographiques ou de différentes lignées évolutives (clades) développent indépendamment des traits leur permettant d'utiliser efficacement des niches similaires dans leurs habitats respectifs (convergence écologique). Deux de ces paires convergentes sont indiquées. 1) Les lignes bleues indiquent la paire convergente Phrynosoma d'Amérique du Nord et Moloch d'Australie, et 2) Les lignes vertes indiquent la paire convergente Polychrus du Brésil et Chamaeleo d'Afrique. En réalité, les niches écologiques sont multidimensionnelles. Crédit :Université du Texas à Austin
