Sous la direction du Prof. Louis-Félix Bersier, un groupe de chercheurs du Département de biologie de l’Université de Fribourg apporte un maillon supplémentaire à la compréhension des chaînes alimentaires. En démontrant que les contraintes phylogénétiques (relatives à l’évolution d’une espèce) sont plus importantes que le facteur de la taille dans l’architecture d’un réseau trophique, les scientifiques dépassent les idées acquises.

Imaginez une carte routière où les agglomérations seraient les espèces vivant dans un milieu naturel et où les voies de circulation relieraient les prédateurs et leurs proies. Vous obtenez un réseau alimentaire – ou réseau trophique – représentant qui mange qui dans une communauté d'espèces. Ces réseaux sont importants en écologie: ils caractérisent l'architecture des interactions à la base de la biodiversité et du fonctionnement des écosystèmes. Bien que d’ordre fondamental, les résultats de l’étude menée par le Prof. Louis-Félix Bersier prouvent aujourd’hui que les espèces peuplant les systèmes naturels ne doivent pas être considérées simplement comme des entités interchangeables en fonction de leur taille, mais plutôt comme des éléments uniques résultant d'un long et riche processus d'évolution. Il est donc indispensable de protéger cette diversité pour que les écosystèmes continuent de fournir les services à la base de notre existence, tels que la production de biomasse et d'oxygène ou la pollinisation des cultures.

Un facteur peu étudié

L'étude de la structure des réseaux trophiques passionne les écologistes depuis des décennies. Il a été montré que leur architecture n'est pas aléatoire, mais suit des règles de construction bien définies. Si ces règles sont acceptées, on continue de débattre des facteurs explicatifs. Une observation courante est que les prédateurs sont généralement plus grands que leurs proies. Il existe ainsi, entre les espèces peuplant un milieu naturel, une hiérarchie des tailles qui dicte qui peut manger qui (notons que cette hiérarchie est inversée pour le monde des parasites). Cette idée très simple a influencé de manière considérable la recherche théorique sur les réseaux: leur architecture peut être reproduite fidèlement par des modèles basés sur une hiérarchie des tailles.
Une autre observation courante est que les espèces proches tendent à consommer des proies similaires. Ainsi, tous les pics ont une morphologie et un bec parfaitement adaptés à la capture des insectes des troncs, tous les pucerons un rostre leur permettant de sucer le liquide des plantes, etc. Cette similitude peut être simplement expliquée par le fait que les espèces proches partagent un ancêtre commun récent et ont ainsi hérité des mêmes caractéristiques – ce que l'on appelle les «contraintes phylogénétiques»; la phylogénie représentant l'histoire évolutive des espèces, souvent symbolisée par un arbre. Si cet élément peut paraître évident pour comprendre qui mange qui dans un écosystème, il aura fallu attendre une publication dans la revue Nature en 2004, du groupe du Prof. Louis-Félix Bersier, alors à l'Université de Neuchâtel, pour que ce facteur soit pris en compte dans les modèles de structure des réseaux trophiques.

Importance de la phylogénie

Ces deux facteurs explicatifs – tailles et contraintes phylogénétiques – ne sont pas exclusifs, mais influencent de concert la structure des réseaux. Une question restait ouverte: quelle est leur importance relative? Des chercheurs du groupe du Prof. Bersier, maintenant à l'Université de Fribourg, y ont répondu dans une publication récente parue dans les Proceedings of the Royal Society. En se basant sur des données publiées de réseaux trophiques dans des écosystèmes divers, la réponse apparaît clairement: la structure des réseaux est bien plus liée à la phylogénie des espèces qu'à leur taille. Toutefois, la suprématie de la phylogénie est moins forte dans les milieux aquatiques, où la hiérarchie des tailles joue un rôle substantiel. Enfin, les chercheurs ont mis en évidence une asymétrie entre les espèces dans leur rôle de prédateur et de proie: pour ce dernier rôle, la relation entre structure trophique et phylogénie est beaucoup plus forte que pour celui de prédateur. En d'autres termes, deux espèces proches tendront bien plus à être victimes des mêmes prédateurs qu'à partager des proies semblables. Cette asymétrie est surprenante si l'on se rappelle que c'est la similarité entre prédateurs qui a motivé la recherche sur les contraintes phylogénétiques.

Lien vers la publication:
http://rspb.royalsocietypublishing.org

Contact:
Prof. Louis-Félix Bersier, Département de biologie, 026 300 88 69, louis-felix.bersier@unifr.ch
Service Communication et Médias, 026 300 70 34