Les continents géologiquement vivants génèrent une plus grande diversité des espèces biodiversité

Les forêts tropicales humides sont les habitats les plus riches en espèces de la planète. Elles abritent un nombre énorme de plantes, animaux, champignons et autres organismes différents. Ces forêts sont majoritairement situées sur trois continents, dont le bassin amazonien en Amérique du Sud, le bassin du Congo en Afrique centrale et l'immense archipel d'Asie du Sud-Est.

On pourrait supposer que toutes les forêts tropicales humides sont à peu près aussi riches en espèces en raison de la stabilité du climat chaud et humide et de leur situation géographique autour de l'équateur - mais ce n'est pas le cas. Comparé à l'Amérique du Sud et à l'Asie du Sud-Est, le nombre d'espèces dans les forêts tropicales humides d'Afrique est nettement inférieur pour de nombreux groupes d'organismes.

La diversité des palmiers en Afrique est bien moindre

Cette répartition inégale - les chercheurs parlent de "disparité de diversité pantropicale" (PDD) - est bien illustrée par les palmiers : Sur les 2500 espèces que compte la planète, 1200 se trouvent en Asie du Sud-Est et 800 dans les forêts tropicales d'Amérique du Sud, mais seulement 66 dans les forêts tropicales africaines.

La question de savoir pourquoi il en est ainsi est controversée parmi les chercheurs en biodiversité. Certains indices laissent penser que le climat actuel est à l'origine de la baisse de la diversité des espèces biodiversité dans les forêts tropicales d'Afrique. Le climat de la ceinture tropicale africaine est plus sec et plus frais que celui de l'Asie du Sud-Est et de l'Amérique du Sud.

D'autres indices suggèrent plut?t que l'évolution différente de l'environnement et de la tectonique des plaques des trois zones de forêt tropicale sur des dizaines de millions d'années a eu un impact sur l'apparition d'une biodiversité de taille différente. La formation de montagnes, d'?les ou de zones arides et désertiques fait par exemple partie de ces changements.

Il est toutefois difficile de distinguer les deux facteurs - le climat actuel et l'histoire de l'environnement.

La formation des montagnes a favorisé la diversité des espèces biodiversité

Des chercheurs de l'ETH Zurich, sous la houlette de Lo?c Pellissier, professeur d'écologie du paysage, se sont désormais penchés sur cette question à l'aide d'un nouveau modèle informatique. Ce modèle leur permet de simuler l'évolution et la diversification des espèces sur plusieurs millions d'années. Les chercheurs en concluent que le climat actuel n'est pas la raison principale pour laquelle la diversité des espèces biodiversité est plus faible dans les forêts tropicales d'Afrique. Ils concluent de leurs simulations que la diversité des espèces biodiversité a été générée par la dynamique de la formation des montagnes et les changements climatiques. Les résultats des simulations co?ncident en grande partie avec les modèles de répartition de la biodiversité observables aujourd'hui.

"Notre modèle confirme que ce sont des différences dans la dynamique de l'environnement protohistorique qui ont engendré la répartition inégale de la diversité des espèces biodiversité, et non des facteurs climatiques actuels", explique Pellissier. "Les processus géologiques ainsi que les flux de température globaux déterminent où et quand les espèces apparaissent ou disparaissent".

La dynamique des processus géologiques est notamment décisive pour une grande diversité des espèces biodiversité sur un continent. Une tectonique des plaques active favorise la formation de montagnes, comme les Andes en Amérique du Sud, ou la formation d'archipels d'?les, comme en Asie du Sud-Est. Ces deux processus entra?nent la formation de nombreuses nouvelles niches écologiques, dans lesquelles apparaissent à leur tour de nombreuses nouvelles espèces. En revanche, la ceinture de forêts tropicales d'Afrique a été moins active sur le plan tectonique au cours des 110 derniers millions d'années. Cette forêt tropicale était également relativement petite, car elle était limitée par des zones arides au nord et au sud et ne pouvait pas s'étendre davantage. "Les espèces des forêts tropicales ne peuvent guère s'adapter aux conditions des zones sèches environnantes", souligne Pellissier.

Nouveau modèle

Le modèle "gen3sis" développé par des chercheurs de l'ETH a été présenté tout récemment dans la revue PLoS Biology. Il s'agit d'un modèle mécaniste dans lequel sont intégrés les conditions-cadres primaires telles que la géologie et le climat ainsi que les mécanismes biologiques, et à partir desquels les modèles de biodiversité sont créés. Pour simuler l'origine de la biodiversité, les processus importants suivants doivent être intégrés dans le modèle : L'écologie (chaque espèce a sa niche écologique limitée), l'évolution, la spéciation et la dispersion.

"Ces quatre règles de base nous permettent de simuler la dynamique des populations d'organismes dans un contexte de conditions environnementales changeantes. Cela nous permet également de très bien expliquer comment les organismes sont apparus", explique Pellissier.

En basant leur modèle sur ces mécanismes évolutifs fondamentaux, les chercheurs peuvent simuler la diversité des espèces biodiversité sans avoir à l'alimenter avec des données (de répartition) pour chaque espèce. Le modèle a toutefois besoin de données sur la dynamique des continents considérés au cours de l'histoire de la Terre, ainsi que sur l'humidité et les températures issues de reconstructions climatiques.

Pellissier et ses collaborateurs sont maintenant en train d'affiner le modèle. Avec d'autres simulations, ils veulent comprendre comment la biodiversité s'est développée dans d'autres régions riches en espèces, par exemple dans les montagnes de l'ouest de la Chine. Le code du modèle et les reconstructions de l'environnement des premiers temps sont ouverts à la source. Tous les chercheurs intéressés par l'évolution et la biodiversité peuvent l'utiliser pour étudier la formation de la diversité des espèces biodiversité dans les régions les plus diverses du monde.