Identification d'espèces parapluies et relations biotiques entre angiospermes et bryophytes, une approche architecturale

Abstract

Le concept d’espèce parapluie est largement utilisé en biologie de la conservation. Ce concept repose sur le principe que la protection de l’espèce parapluie permettra également la protection des espèces co-occurrentes. Ce concept peut être élargi et permettre la prédiction de la richesse spécifique d’une communauté à partir de la richesse, de la composition taxonomique ou d’espèces parapluies d’une autre communauté. Par exemple, l’usage d’espèces parapluies d’angiospermes, groupe emblématique, est pertinente pour la prédiction de la richesse spécifique et de l’assortiment taxonomique du second groupe de plantes terrestres le plus diversifié : les bryophytes. Le but de ce travail est d’identifier une guilde d’espèces d’angiospermes pouvant servir d’espèces parapluies pour estimer la richesse spécifique de la flore bryophytique. Les questions suivantes seront abordées : La richesse spécifique des angiospermes est-elle corrélée à celle des bryophytes ? Comment cette corrélation varie-t-elle en fonction de l’altitude ? Cette corrélation est-elle due à une préférence de niche partagée ou traduit-elle des interactions biotiques ? Peut-on prédire la richesse spécifique des bryophytes en utilisant des espèces indicatrices d’angiospermes ? Une matrice de présence-absence des bryophytes a été complétée après un échantillonnage de terrain le long d’un gradient altitudinal dans les Alpes vaudoises (Suisse). Cette matrice décrit la répartition de 322 espèces de bryophytes dans 413 plots de 4m² dans lesquels des données relatives à l’abondance-dominance de 838 espèces d’angiospermes étaient disponible. Une matrice des types architecturaux chez les angiospermes a également été construite afin de déterminer dans quelle mesure l’aspect de la canopée herbacée, indépendamment de l’identité taxonomique des espèces, détermine la composition de la strate muscinale. Une corrélation de Pearson a été appliquée afin de déterminer dans quelle mesure la richesse spécifique des bryophytes est corrélée à celle des angiospermes. Ensuite, une analyse de partitionnement de variance a été réalisée dans le but de dissocier la contribution de la composition taxonomique des communautés d’angiospermes, considérée comme un indicateur indirect des caractéristiques abiotiques de l’environnement, de la contribution de l’architecture de la canopée, qui influence, par la compétition, la facilitation et le maintien d’un microclimat sous-jacent, la composition de la strate muscinale. Finalement deux modèles linéaires successifs, dont un avec régularisation par Lasso, ont été générés afin d’identifier de potentielles espèces parapluies. Toutes ces analyses ont été effectuées sur l’entièreté du gradient altitudinal et en distinguant étage montagnard (< 2000m) et alpin (> 2000m). Une corrélation faible, mais significative (r = 0,31 ; p < 0,001) a été mise en évidence entre les richesses spécifiques des bryophytes et des angiospermes. Bien que la variation de richesse spécifique en fonction de l’altitude soit représentée par une courbe unimodale dans les deux groupes, des différences dans le mode de l’optimum d’altitudes ont été observées, traduisant des caractéristiques biologiques et écophysiologiques contrastées de ces deux groupes. La corrélation de r = 0,31 entre les richesses des bryophytes et des angiospermes sur l’ensemble du gradient altitudinal résulte en réalité de deux patterns distincts : une faible corrélation à basse altitude (r = 0,12 ; p = 0,044) et une forte corrélation à haute altitude (r = 0,69 ; p = 2,22.10-16). Les analyses visant à dissocier l’importance de la composition taxonomique et architecturale des angiospermes pour expliquer la composition taxonomique des communautés de bryophytes aux étages montagnards et alpin suggèrent que deux mécanismes entrent en jeu. Premièrement, le pourcentage de variance de la composition taxonomique des communautés de bryophytes expliqué par la composition taxonomique des communautés d’angiospermes passe de 12 à 40% de l’étage montagnard à l’étage alpin. Dans un environnement alpin où les milieux favorables pour les plantes sont concentrés à certains secteurs spécifiques, la présence des angiospermes est indicatrice des conditions de milieu favorables à la végétation en général, mais également des environnements particulièrement favorables aux bryophytes dans un contexte alpin où la disponibilité en eau est critique pour les organismes poïkilohydriques. Deuxièmement, le pourcentage de variance de la composition taxonomique des communautés de bryophytes expliqué par la variation architecturale des communautés d’angiospermes passe de 3 à 22% de l’étage montagnard à l’étage alpin. Cette différence suggère un changement des interactions biotiques entre angiospermes et bryophytes en fonction de l’altitude. Cette observation est en accord avec la théorie du gradient de stress, qui postule que les interactions biotiques passent de la compétition à la facilitation lorsque le stress augmente. La relation qui existe entre la composition des communautés d’angiospermes et de bryophytes permet dès lors d’envisager l’utilisation d’espèces parapluies des premières pour prédire la richesse spécifique des deuxièmes, en particulier à l’étage alpin.