Sur la base des données de 10 placettes de suivi forestier à long terme, dont sept du réseau ForestGEO du Smithsonian, une équipe dirigée par Jacob Usinowicz lors de sa thèse de doctorat à l'Université du Wisconsin-Madison, fournit la première preuve que «l'effet de stockage» permet aux espèces d'arbres de coexister et est plus fort sous les tropiques. Les résultats de l'équipe, publié dans l'édition du 20 septembre de la revue La nature , répondre à une question qui a longtemps interpellé les biologistes :pourquoi y a-t-il autant d'espèces sous les tropiques ?

Les forêts tropicales abritent beaucoup plus d'espèces que les forêts du nord. Par exemple, presque 1, 200 espèces d'arbres habitent les 4,2 millions de kilomètres carrés de forêts tempérées et boréales de l'hémisphère nord, tandis qu'un étonnant 1, 440 espèces d'arbres habitent à seulement 0,25 kilomètre carré de forêt tropicale près de Manaus, Brésil. Comment tant d'espèces d'arbres peuvent-elles coexister dans de si petites zones sous les tropiques ?

Les écologistes n'ont jamais été en mesure de répondre à cette question. Pour coexister, les espèces doivent différer l'une de l'autre de sorte que deux individus d'une même espèce (conspécifiques) partagent plus d'exigences et ont donc un impact négatif plus important l'un sur l'autre que deux individus d'espèces différentes (hétérospécifiques). Cela empêche une espèce de devenir dominante car de plus en plus de ses voisines sont des congénères aux exigences identiques. Pendant ce temps, des espèces rares peuvent être sauvées car de plus en plus de leurs voisins sont des hétérospécifiques avec des besoins en ressources différents.

De nombreux mécanismes conduisent à ce résultat. Le problème est que tous les mécanismes connus pour favoriser la coexistence des espèces semblent fonctionner avec une efficacité similaire à toutes les latitudes. Usinowicz et al. fournissent la première preuve qu'un mécanisme qui permet la coexistence stable des espèces est plus fort sous les tropiques et devient progressivement plus faible aux latitudes plus élevées. Le mécanisme est appelé effet de stockage et fonctionne pour les espèces, comme les arbres, qui ont une reproduction récurrente et des adultes à longue durée de vie qui assurent la persistance de la population sur de nombreuses opportunités de reproduction. Si le moment des événements de reproduction réussis diffère d'une espèce à l'autre, les nouvelles recrues seront plus susceptibles d'avoir des voisins conspécifiques avec des impacts négatifs plus importants tandis que les espèces plus rares seront plus susceptibles d'éviter les impacts négatifs des congénères.

L'équipe a rassemblé de longs records de succès de reproduction et de recrutement pendant plus de 1, 000 espèces d'arbres provenant de 10 forêts s'étendant sur 64 degrés de latitude depuis l'équateur jusqu'au cercle polaire arctique. Ils ont découvert que les événements de reproduction réussis étaient plus indépendants entre les espèces à l'équateur et devenaient de plus en plus synchronisés entre les espèces à mesure que la latitude augmentait. Toutes les conditions sont réunies pour que l'effet de stockage agisse plus fortement à l'équateur et de moins en moins fort à mesure que la latitude augmente. Usinowicz et al. utiliser un cadre de modélisation pour quantifier la réduction. Le potentiel de l'effet de stockage pour promouvoir la coexistence des espèces diminue de 0,25 pour cent pour chaque degré de latitude à l'écart de l'équateur.

"L'histoire naturelle derrière ce résultat est agréablement intuitive, " a déclaré S. Joseph Wright, scientifique du Smithsonian Tropical Research Institute et co-auteur de l'article. "Sur l'équateur à Yasuni, Equateur, plusieurs centaines d'espèces d'arbres fleurissent chaque mois. Une anomalie météorologique sévère au cours d'un mois donné affecte la floraison d'un petit pourcentage d'espèces. Le moment des anomalies graves varie selon les années, et, par conséquent, espèces ont des événements de reproduction réussis en grande partie indépendamment les uns des autres. juste en dessous du cercle polaire arctique à Bonanza Creek, Alaska, la reproduction des arbres est limitée à juin, Juillet et Août, un mois de juin rigoureux impacte toutes les espèces, et quand une espèce a une année réussie, les autres aussi. Le gradient latitudinal de la durée de la saison de croissance crée un gradient latitudinal dans la synchronie interspécifique des événements de reproduction réussis, et cela conduit à un gradient de la force de l'effet de stockage et de la coexistence potentielle des espèces. »