Tigres ou termites ? Rorqual bleu ou bactérie ? Poissons ou champignons ? Grand et rare ou petit et abondant ? Quel type d’organismes est le plus important pour les écosystèmes ?
Il y a trois décennies, deux piliers de l’écologie, Edward O. Wilson et John Terborgh, ont débattu de cette question. Wilson, célèbre pour ses travaux pionniers sur les fourmis, a pris le cas des petites multitudes, tandis que Terborgh a souligné les effets démesurés de la mégafaune sur leurs écosystèmes.
Dans une certaine mesure, chacun était correct : les grands et les petits organismes sont à l’origine de divers aspects de la dynamique des écosystèmes. ‘Mais un groupe majeur d’organismes, les membres microscopiques des communautés, étaient pratiquement ignorés au moment où le débat de Wilson et Terborgh s’est déroulé’, écrit Deron Burkepile, écologiste et professeur à l’UC Santa Barbara, dans la revue BioScience .
Avec sa collaboratrice de longue date, Rebecca Vega Thurber de l’Oregon State University, Burkepile a publié un article expliquant comment les microbes s’intègrent dans les écosystèmes et quel effet la perte d’espèces au sommet aura sur ces communautés microscopiques qui servent souvent de fondation à un écosystème.
‘Nous pensons principalement aux microbes de bas en haut’, a déclaré Burkepile. «Par exemple, comment ils contrôlent le cycle des nutriments ou, plus évidemment, du point de vue de la maladie. Mais nous considérons souvent ces microbes comme des boîtes noires : les nutriments entrent d’un côté et ressortent de l’autre.
Mais alors que les animaux continuent de disparaître, les effets se répercutent sur les écosystèmes du monde entier. Ces changements perturbent les réseaux trophiques dans ce que les écologistes appellent des cascades trophiques. ‘Les gens pensent depuis longtemps aux cascades trophiques’, a déclaré Burkepile. ‘Si vous supprimez les loups d’un écosystème, comment cela affecte-t-il les wapitis, puis comment cela affecte-t-il les arbres que les wapitis mangent?’ Mais les cascades trophiques ne s’arrêtent pas seulement à ce que nous pouvons voir ; ils descendent jusqu’à la communauté des microbes.
‘Il n’y a pas beaucoup d’études qui rendent ces liens explicites, mais il est important de comprendre que ces liens entre les gros animaux et les microbes sont probablement très communs dans tous les écosystèmes’, a déclaré Burkepile. ‘Nous ne les recherchons tout simplement pas souvent.’
L’escargot des marais en est un bon exemple. Ces mollusques constituent une menace pour les herbes des zones humides côtières du sud-est des États-Unis. Mais les escargots ne mangent pas les plantes ; ils grattent plutôt de petites plaies à la surface de l’herbe des marais pour cultiver des champignons. L’effet des escargots sur les plantes est médié par les microbes, a expliqué Burkepile. Lorsque les choses deviennent incontrôlables, c’est le résultat des microbes, pas des escargots eux-mêmes. Et le déclencheur est l’élimination des prédateurs des escargots – comme les crabes bleus, les terrapins et les poissons – sans lesquels les escargots peuvent, en effet, couper à blanc un marais tout en ne mangeant presque aucune des plantes. Ceci, combiné aux sécheresses induites par le changement climatique, a entraîné le déclin des marais salés dans le sud-est des États-Unis.
Le déclin des prédateurs des escargots des marais, comme le crabe bleu, entraîne une augmentation de la culture de champignons par les escargots sur les graminées à purée. Les résultats peuvent dévaster les écosystèmes des zones humides.
Les microbes jouent également un rôle important dans la séquestration du carbone, en particulier les algues, et leur place dans un écosystème a des conséquences sur le changement climatique. Par exemple, Burkepile est curieux de savoir comment l’achigan, le principal prédateur de nombreux lacs, pourrait influencer la quantité de microbes carbonés des lacs séquestrés dans les sédiments. ‘Comprendre comment les grands prédateurs affectent les microbes et comment ils mâchent le carbone dans le sol ou les sédiments lacustres est vraiment important pour réfléchir, par exemple, au budget carbone de notre planète’, a-t-il déclaré.
Burkepile et Vega Thurber connaissent intimement la façon dont ces dynamiques se déroulent sur les systèmes récifaux, qu’ils ont étudiés sous deux angles différents. ‘L’un de nous a passé sa carrière à chasser des poissons autour d’un récif avec un filet, et l’autre a passé sa carrière à échantillonner des morceaux de corail, à extraire leur ADN et à essayer de comprendre toute la communauté qui vit sur cette espèce fondamentale’, a déclaré Burkepile, le chercheur pêcheur. Au fil des ans, il est devenu clair que les poissons affectent la santé du corail, qui est médiée par la communauté microbienne. Cela affecte alors le poisson en facilitant plus de corail. Tout est lié.
Actuellement, Burkepile et ses collègues recherchent des fonds pour une expérience écologique sur toute l’île. Ils entendent aider les populations d’oiseaux marins à se reconstituer sur plusieurs atolls de Polynésie française. Les oiseaux de mer sont une énorme source de nutriments sur ces îles car ils chassent dans les océans mais retournent sur terre pour se percher. Ces nutriments s’infiltrent dans l’écosystème, y compris les microbes des récifs environnants.
Cependant, les rats envahissants mangent les œufs des oiseaux. Burkepile et ses collègues veulent exterminer les rats sur un certain nombre d’atolls et poursuivre avec une surveillance à long terme des écosystèmes environnants.
Quant à sa publication la plus récente : « L’article vise principalement à inciter les gens à commencer à vraiment creuser les liens entre les choses que nous pouvons voir et les choses que nous ne pouvons pas voir », a déclaré Burkepile. ‘Nous essayons de promouvoir une idée, que ces liens entre les macrobes et les microbes sont beaucoup plus importants que les gens ne le pensent.’