Découvrir les impacts écologiques des émergences de cigales sur les forêts nord-américaines
Tous les 13 ou 17 ans, des milliards de cigales sortent du sol pour se reproduire dans les forêts de feuillus de l’est de l’Amérique du Nord. L’un des événements d’émergence les plus importants de ces insectes s’est produit en 2021, lorsque les cigales Brood X ont émergé. Les chercheurs qui ont étudié cet événement unique dévoilent maintenant l’impact que cet événement a eu sur les écosystèmes forestiers, en particulier sur les oiseaux, les chenilles et les arbres.
Dans une nouvelle étude publiée aujourd’hui dans Science,des chercheurs de l’Université George Washington, de l’Université de Georgetown et de l’Université du Maryland ont quantifié les changements généralisés que l’émergence périodique des cigales en 2021 a eu sur les habitudes alimentaires des oiseaux et ses effets en aval. L’équipe de recherche affirme qu’il s’agit de l’une des rares études à avoir exploré les effets indirects des événements périodiques d’émergence de cigales sur les réseaux trophiques forestiers.
L’étude révèle que plus de 80 espèces d’oiseaux ont changé de manière opportuniste leur régime alimentaire en faveur des cigales lors de leur émergence. Cette frénésie alimentaire sur les cigales a soulagé une partie de la pression prédatrice sur les proies typiques des oiseaux, les chenilles forestières, qui ont par conséquent augmenté en abondance, entraînant davantage de dommages aux feuilles de leurs chênes hôtes. Les chercheurs ont collecté leurs données sur deux sites d’étude situés dans la partie médio-atlantique de la chaîne Brood X, aux États-Unis.
« Nos résultats montrent vraiment à quel point ces écosystèmes sont interconnectés, comment les plantes, les animaux et toutes sortes d’organismes sont tous profondément connectés. Lorsque vous modifiez le comportement ou la population de l’un de ces organismes, les effets se répercutent sur l’écosystème de manière surprenante. » Zoe Getman-Pickering, première auteure et ancienne chercheuse postdoctorale à GW, déclare. « Je pense qu’il est important de se rappeler qu’à mesure que les humains ont un impact sur l’écosystème — par le changement climatique, par le développement d’espaces naturels, par l’introduction d’espèces envahissantes — nous modifions les réseaux alimentaires complexes de manière surprenante. »
Les événements périodiques d’émergence des cigales ne durent que cinq à sept semaines environ. L’équipe de recherche a collecté des données avant, pendant et après l’émergence des cigales, en déployant des chenilles leurres pour suivre les habitudes alimentaires des oiseaux. Ils ont également recruté l’aide de la communauté plus large des ornithologues amateurs pour obtenir des données d’observation supplémentaires sur les oiseaux qui se nourrissaient de cigales. En plus des chenilles leurres d’argile, les chercheurs ont compté le nombre de chenilles sur les chênes lors de la levée et mesuré les dégâts ultérieurs qu’elles causaient aux feuilles de leurs arbres hôtes.
Non seulement ces événements d’émergence massive aident les scientifiques à mieux comprendre comment un afflux soudain d’une source de nourriture particulière peut recâbler des chaînes alimentaires complexes et perturber les écosystèmes forestiers, mais les auteurs de l’étude affirment que leurs résultats ont des implications plus importantes pour la conservation des oiseaux.
« Les oiseaux sont un régulateur très important des insectes herbivores et de l’ampleur des dommages causés aux plantes. Au cours des dernières décennies, les populations d’oiseaux ont connu un déclin significatif », John Lill, co-auteur de l’étude et professeur de biologie à GW, dit. « Notre étude donne un aperçu de ce à quoi pourrait ressembler un monde avec moins d’oiseaux. Cela entraînerait des dommages accrus aux cultures forestières et agricoles, ce qui aurait des conséquences sur la productivité et l’économie. »
L’équipe de recherche suggère que leurs découvertes liées aux conséquences écologiques de l’émergence des cigales pourraient représenter un modèle plus général, bien que peu étudié.
« Chaque fois qu’une grande quantité de ressources, comme la manne annuelle des œufs de saumon dans les cours d’eau intérieurs ou des œufs de limule dans la baie du Delaware, modifie le régime alimentaire des prédateurs généralistes dans une région, les écologistes devraient examiner les changements qui se produisent dans le réseau trophique. lorsque la proie typique échappe temporairement à la prédation. Martha Weiss, co-auteur de l’étude et professeur de biologie à Georgetown, déclare.
Les scientifiques s’attendent à une convergence historique de deux couvées de cigales périodiques, Brood XIII et Brood XIX, qui devraient émerger en même temps dans le Midwest au printemps 202, un événement qui s’est produit pour la dernière fois en 1803. L’équipe de recherche prévoit de continuer à explorer les impacts indirects des cigales sur d’autres parties du réseau trophique forestier.