Écologie des Communautés : Richesse, Diversité et Dynamiques

Richesse, Diversité et Abondance des Espèces

La richesse en espèces est le nombre d'espèces présentes dans une communauté. Elle ignore le fait que les espèces peuvent être rares ou communes.

Les indices de diversité combinent la richesse en espèces et l'uniformité dans la répartition des individus entre les espèces, et examinent l'abondance des espèces. Ils permettent de faire la différence entre les espèces communes et rares.

Les diagrammes d'abondance recueillent des informations plus complètes relatives à la distribution de l'abondance des espèces dans une communauté, sous forme graphique.

Le Paradoxe de l'Enrichissement

Le paradoxe de l'enrichissement stipule qu'une productivité élevée exige des taux de croissance de population élevés, conduisant à l'extinction de certaines espèces présentes en raison du principe d'exclusion compétitive. Il peut être mesuré à l'aide de graphiques où le nombre d'espèces est tracé en fonction d'un indice comme les précipitations et les nutriments (par exemple, nutriments, précipitations, rongeurs), qui sont à leur tour liés à la productivité primaire nécessaire.

Effets de la Prédation sur la Richesse des Espèces

La prédation peut accroître la richesse en diminuant la compétition interspécifique, permettant aux proies de coexister entre elles et avec leurs prédateurs (coexistence médiatisée par la prédation).

Exemple : La prédation des étoiles de mer sur divers crustacés sessiles et filtreurs, ainsi que sur les patelles, d'autres petits carnivores et les chitons. Ces espèces, ainsi que des éponges et des algues marines macroscopiques, forment une communauté biotique. Lors du retrait de toutes les étoiles de mer dans certaines régions, certaines balanes se sont établies avec succès, excluant les moules et d'autres espèces, et dominant l'espace. Seule une espèce d'algues a survécu et les espèces carnivores ont disparu. L'influence principale de l'étoile de mer semble être de libérer de l'espace pour que les espèces moins compétitives puissent l'occuper, permettant ainsi la coexistence de différentes espèces.

La prédation, lorsqu'elle est intense, peut réduire la richesse en espèces, en conduisant les proies à l'extinction.

L'Hypothèse des Perturbations Intermédiaires

L'hypothèse des perturbations intermédiaires stipule que la richesse en espèces est maximale lorsque la fréquence d'une perturbation n'est ni trop forte ni trop rare, et, par conséquent, les communautés abritent le plus grand nombre d'espèces.

Exemple : Les zones avec de petits cailloux ou de très gros galets (qui ne bougent pas) contiennent moins d'espèces d'algues que les zones avec des cailloux de taille intermédiaire. Les cailloux de taille intermédiaire se déplacent suffisamment pour empêcher la domination d'une seule espèce, mais pas trop pour empêcher l'établissement de nombreuses espèces, permettant ainsi une succession écologique.

Habitats Insulaires : Au-delà de l'Eau

Une île n'est pas nécessairement un morceau de terre entouré d'eau de tous côtés. Voici d'autres exemples d'habitats insulaires à différentes échelles spatiales :

• Une mare d'eau
• Un fragment de forêt
• Des lacs
• Les sommets des montagnes
• Des arbres isolés dans la savane
• Des clairières dans une forêt
• Des zones de conservation isolées (terres privées ou publiques)
• Des types de végétation entourés par des types différents de roches, de sol ou d'autres végétations.

Expérience sur la Biogéographie Insulaire

Une expérience a été menée dans le but de séparer les effets de la diversité de l'habitat et de la taille de la zone sur la richesse des arthropodes dans les îles de mangrove de la petite baie de Floride. Ces îles sont formées presque uniquement de Rhizophora mangle, qui abritaient des communautés d'insectes, des araignées, des scorpions et des lézards. Après une enquête préliminaire, certaines îles ont été réduites en taille à l'aide d'une scie et d'une force humaine considérable ! La diversité de l'habitat n'a pas été affectée, mais la richesse en espèces d'arthropodes dans trois de ces îles n'a pas diminué dans un délai de deux ans. Sur une île de contrôle, la taille n'a pas changé, montrant une légère augmentation par rapport à la même période.

Prédictions de la Théorie de la Biogéographie Insulaire

Parmi les prédictions de la théorie de la biogéographie insulaire, lesquelles peuvent être utilisées pour expliquer les résultats observés ?

• Le nombre d'espèces sur une île devrait devenir plus ou moins constant au fil du temps.
• Cette constance est le résultat d'un renouvellement continu d'espèces (remplacement des espèces), avec certaines en voie d'extinction et d'autres qui émigrent.

Données Nécessaires pour Vérifier d'Autres Prédictions

Quelles données supplémentaires seraient nécessaires pour vérifier d'autres prédictions non utilisées ?

• Vérifier que les îles réduites n'ont pas atteint une taille beaucoup plus petite que l'île de contrôle (pour vérifier la prédiction selon laquelle les grandes îles abritent plus d'espèces que les petites îles ; si elles n'avaient pas été beaucoup plus réduites, elles pourraient encore soutenir un grand nombre d'espèces).
• Vérifier la distance entre les îles et les zones sources (pour vérifier la prédiction selon laquelle le nombre d'espèces devrait diminuer avec le degré d'isolement d'une île ; si elles ne sont pas trop éloignées, elles pourraient maintenir leur richesse grâce à l'immigration).

Explication de l'Augmentation sur l'Île de Contrôle

Comment expliquez-vous la légère augmentation du nombre d'espèces sur l'île de contrôle ?

Il est possible que l'île de contrôle soit une grande île dont la capacité de charge n'a pas encore été atteinte.

L'Effet de Cascade et la Richesse en Espèces Latitudinale

L'effet d'entraînement (ou cascade) est un processus qui augmente la richesse et commence un autre processus, qui en déclenche un autre, et ainsi de suite. La richesse en espèces augmente des pôles vers les tropiques. La prédation, la productivité, la variation climatique et l'ancienneté évolutive des tropiques sont des explications de ce phénomène, et font partie des processus inclus dans l'effet de cascade. Les espèces initiales seront celles qui ont une meilleure capacité de colonisation des espaces ouverts par compétition. De nouvelles caractéristiques apparaissent immédiatement. L'augmentation des herbivores et la prédation peuvent avoir un effet de rétroaction positive, qui favorise une augmentation supplémentaire de la richesse en espèces, qui fournit des ressources additionnelles et une plus grande hétérogénéité, et ainsi de suite. En outre, la température, l'humidité et la vitesse du vent sont beaucoup moins variables au sein d'une forêt que dans un espace ouvert, conduisant à une constance et une stabilité des conditions environnementales et des ressources.