Variations méthodologiques et environnementales influençant les relations entre la complexité et la stabilité des réseaux d'interactions écologiques

Abstract

Les écosystèmes sont composés d’une multitude d’espèces reliées entre elles par des interactions directes ou via les ressources qu’elles se partagent. Les réseaux formés à l’issue de l’observation de ces interactions possèdent des caractéristiques qui leurs sont propres et qui sont représentés par les métriques de complexité et de stabilité. Depuis plus d’une quarantaine d’année, les débats scientifiques continuent d’être alimentés par les relations entre ces différentes métriques. Le paradoxe de May (1972), par exemple, montre qu’il existe une relation négative entre la complexité et la stabilité des réseaux alors que la majeure partie des systèmes écologiques, a priori stables, sont complexes. Certaines études ont même montré l’indépendance entre la complexité et la stabilité. Ces débats sont d’autant plus compliqués que les métriques du réseau sont influencées par les méthodes utilisées lors de la construction du réseau et les variables environnementales spécifiques à chaque réseau. Dans cette étude, nous avons analysés près de 200 réseaux trophiques pour comprendre comment ces variations méthodologiques et environnementales peuvent influencer les relations entre la complexité et la stabilité. Les métriques de stabilités utilisées sont la robustesse signifiant la résistance à la disparition d’espèces ainsi que la résilience se traduisant par le comportement vis-à-vis du changement de densité des espèces. Les analyses ont été réalisés in-silico en utilisant les statistiques exploratoires. Notre étude montre que : (1) les techniques de récoltes de données plus contrôlées augmentent la richesse spécifique. Lors des expérimentations par exemple, les artéfacts sont volontairement omis pour réduire les biais. De ce fait, les espèces et leurs interactions peuvent être aisément identifiées. (2) En outre, les écosystèmes aquatiques intermittents ont relativement moins d’espèces par rapport à ceux qui sont permanents. En effet, la survie des espèces dans les écosystèmes perturbés par les cycles de l’assèchement ou de marée exige de développer diverses formes d’adaptations comme l’augmentation de la capacité de dispersion. Ainsi, les relevées de la richesse spécifique peuvent être biaisées car le turnover des espèces est rapide. (3) Par ailleurs, la robustesse augmente avec la connectance alors que la résilience diminue. Ceci s’explique par le fait que, plus un réseau est connecté, plus la rapidité à laquelle les perturbations se déplacent dans le réseau est grande. Ainsi, le temps nécessaire au retour à l’équilibre est de plus en plus élevé, d’où une résilience faible. (4) Enfin, la robustesse augmente avec la latitude. En effet, la longueur des chaînes trophiques est plus faible lorsqu’on s’écarte de l’équateur. Parallèlement, la robustesse des écosystèmes est plus élevée lorsque la longueur des chaînes trophiques est plus court. Les résultats obtenus à partir de cette étude permettent d’améliorer les modèles prédictifs de production exploitable et durable pour la pêche. A termes, l’étude contribue à la bonne gestion des ressources aquatiques sujettes à des compromis entre la conservation de la nature et l’exploitation anthropique pour satisfaire nos besoins.