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Jun 13, 2023

L'homogénéisation taxonomique des macroinvertébrés favorisée par le climat dans les cours d'eau non affectés varie le long du continuum fluvial

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 6292 (2023) Citer cet article 478 Accès aux détails de Metrics L'homogénéisation biotique semble être une conséquence globale du changement anthropique. Cependant, le

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 6292 (2023) Citer cet article

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L'homogénéisation biotique semble être une conséquence globale des changements anthropiques. Cependant, les facteurs environnementaux sous-jacents qui contribuent à l’homogénéisation sont difficiles à identifier car leurs effets interagissent et se confondent généralement. C’est peut-être la raison pour laquelle il existe très peu de preuves du rôle du réchauffement climatique dans l’homogénéisation. En analysant les assemblages de macroinvertébrés dans 65 cours d'eau aussi proches que possible des conditions naturelles, nous avons évité les effets confondants des facteurs de stress anthropiques courants. Cette approche a permis de révéler un effet significatif de l'augmentation de la température (en été comme en hiver) sur les changements dans la composition des macroinvertébrés au cours des deux dernières décennies. Cependant, l'homogénéisation n'était significative qu'aux extrémités opposées du continuum fluvial (ruisseaux submontagnards, rivières de basse altitude). Étonnamment, les espèces d’origine indigène prédominaient globalement, augmentant en fréquence et en abondance (« gagnantes »), tandis que seule une minorité d’espèces déclinait ou disparaissait (« perdantes »). Nous émettons l'hypothèse que des conditions non perturbées atténuent le déclin des espèces et donc l'homogénéisation, et que l'augmentation de la température a jusqu'à présent été bénéfique à la plupart des espèces indigènes. Même si nous n’avons pu atteindre qu’un état de transition en raison de la dette d’extinction, cela souligne l’importance de maintenir les conditions écologiques des cours d’eau pour prévenir la perte d’espèces due au changement climatique.

Bien que des homogénéisations biotiques se soient très probablement produites localement tout au long de l’histoire évolutive1, les activités anthropiques à l’ère industrielle semblent en faire un phénomène à l’échelle mondiale2. Dans de tels changements temporels des communautés biotiques, les taxons communs se propageant vers de nouveaux sites (« gagnants ») remplacent souvent des taxons spatialement restreints (« perdants »), ce qui augmente une similarité taxonomique et/ou fonctionnelle entre les communautés au fil du temps3. Bien que le mécanisme exact à l’origine de l’homogénéisation ne soit pas universel4, les changements environnementaux jouent un rôle clé dans l’ensemble du processus. Il peut soit faciliter l’établissement d’un « gagnant » dans une communauté5,6, soit filtrer directement les « gagnants » et les « perdants » des pools d’espèces. Les « gagnants » sont généralement des espèces non indigènes3,7, mais ils peuvent également être des espèces indigènes8,9. Dans les eaux douces, il a été reconnu que divers facteurs de stress provoquent une homogénéisation biotique, à savoir la création de barrages7,10, une productivité accrue11, la salinisation12 et des changements dans l'utilisation des terres13. Les communautés ayant des compositions et des fonctions plus similaires affichent potentiellement une stabilité et une résilience réduites face à de nouveaux changements environnementaux14,15.

La température est l’une des variables environnementales clés, qui affecte tous les niveaux d’organisation du biote, des cellules aux communautés16,17. L’augmentation mondiale de la température18, affectant également les systèmes d’eau courante19, peut entraîner un déclin des taxons adaptés au froid et une augmentation des taxons adaptés aux températures plus élevées20,21. Ainsi, cela conduit potentiellement à des changements majeurs dans la composition et à une restructuration fonctionnelle des communautés locales22,23. Cependant, la question de savoir si et dans quelle mesure ces changements induits par le climat contribuent à l’homogénéisation biotique n’a été que peu étudiée24,25. Cela est principalement dû au fait que de nombreux changements anthropiques, tels que l’utilisation des terres, la pollution et autres, peuvent largement confondre l’effet de l’augmentation de la température26,27,28.

Dans cette étude, nous analysons les données sur les assemblages de macroinvertébrés benthiques collectées à plusieurs reprises dans 65 cours d'eau le long du continuum fluvial au cours des trois périodes (1997-2000, 2007-2008 et 2015). Deux caractéristiques principales de cet ensemble de données le rendent particulièrement adapté à l’exploration de l’homogénéisation biotique en relation avec l’augmentation de la température. Premièrement, nous avons inclus uniquement les sites dans un état aussi proche que possible de l'état naturel afin de minimiser l'effet des facteurs de stress anthropiques courants. Deuxièmement, notre réseau de sites d’échantillonnage couvre uniformément une grande partie du continuum fluvial, depuis les ruisseaux sous-montagnards jusqu’aux rivières de plaine. En revanche, la plupart des rapports précédents sur les changements de composition à long terme des eaux courantes se sont concentrés uniquement sur une section restreinte du continuum fluvial23,29. Étant donné que les différentes sections du réseau fluvial varient en proportion des sténothermes froids, les réponses des assemblages de macroinvertébrés aux changements à long terme sont susceptibles de différer22,23 ou peuvent conduire à différents degrés d'homogénéisation biotique8 le long du continuum fluvial.