La biodiversité insulaire repose sur les ailes des oiseaux
Vous pouvez savoir beaucoup de choses sur les oiseaux simplement par la forme de leurs ailes. Un albatros marin, qui étend ses ailes en forme de voile, mène une vie très différente d’une fourmilière terrestre avec ses longues pattes et ses ailes courtes et trapues qu’il utilise lors de rares et courtes rafales de vol.
Mais la forme des ailes des oiseaux peut-elle renseigner les scientifiques sur la façon dont la nature est organisée ?
Des recherches menées à l’Université de Washington à Saint-Louis indiquent que la forme des ailes des oiseaux – un indicateur de la capacité de voler sur de longues distances – est un trait qui influence les modèles de biodiversité sur les îles du monde entier.
« Nos résultats révèlent comment un trait clé de dispersion – la forme des ailes des oiseaux – peut façonner les modèles fondamentaux de diversité et la biogéographie des îles à différentes échelles », a déclaré Justin Baldwin, premier auteur de la nouvelle étude dans Lettres d’écologie. Baldwin est récemment diplômé d’un doctorat du programme d’écologie et de biologie évolutive de WashU.
« À ce jour, la plupart des études se sont concentrées sur la façon dont les facteurs géographiques tels que la superficie et l’isolement influencent les relations entre les espèces insulaires et la superficie », a-t-il déclaré. « Nos résultats mettent en évidence l’importance des différences de traits entre les espèces, en particulier les traits liés à la capacité de dispersion. »
Aucun oiseau n’est une île
La nouvelle étude trouve ses racines dans l’un des premiers modèles d’écologie reconnus.
Les biologistes influents Robert H. MacArthur et Edward O. Wilson ont inventé la théorie de la biogéographie insulaire il y a 50 ans pour aider à expliquer les modèles de diversité des espèces sur les îles.
La théorie repose sur deux observations principales : premièrement, les îles plus isolées abritent un nombre inférieur d’espèces, car il est plus difficile pour les espèces de les atteindre ; et deuxièmement, les îles plus grandes abritent un plus grand nombre d’espèces, car elles connaissent moins d’extinctions. De cette seconde partie découle une loi écologique connue sous le nom de relation espèce-superficie insulaire.
« Dans des zones d’habitat plus vastes, vous trouverez un plus grand nombre d’espèces », a déclaré Baldwin. Mais la superficie d’une île ou d’une zone protégée n’est pas le seul facteur important à prendre en compte quant au nombre d’espèces que l’on trouve en un seul endroit.
La théorie de la biogéographie insulaire, séduisante par sa simplicité, a ses limites. Notamment, les scientifiques modernes ont contesté la façon dont la théorie classique de la biogéographie insulaire suppose que les espèces sont écologiquement équivalentes en termes de capacité de dispersion. « Les écologistes ont passé beaucoup de temps à essayer de comprendre quels autres facteurs pourraient déterminer la diversité biologique et les relations espèces-zones », a déclaré Baldwin.
Une étude récemment publiée sur les caractéristiques des oiseaux a offert à Baldwin et à son co-directeur de doctorat Jonathan Myers, professeur de biologie en arts et sciences, l’occasion d’examiner un facteur potentiellement important et spécifique à l’espèce : la forme des ailes des oiseaux.
Les scientifiques ont exploité des données volumineuses sur les valeurs de l’indice main-aile des oiseaux. « C’est une mesure de la pointe des ailes des oiseaux », a déclaré Baldwin. Il a synthétisé les données de 6 706 espèces d’oiseaux sur 3 894 îles pour cette nouvelle étude.
« Les oiseaux comme les poulets, les troglodytes et les casoars ont des valeurs faibles et ont tendance à ne pas voler très loin », a déclaré Baldwin en expliquant les valeurs de l’indice. « Mais les martinets, les hirondelles et les colibris ont des valeurs élevées et peuvent se déplacer loin. »
La capacité de dispersion est importante pour la biodiversité
Baldwin et Myers ont utilisé les données de l’index main-aile et deux autres ensembles de données indépendants pour calculer de nouvelles relations espèces-zones pour les 11 domaines biogéographiques reconnus du monde. Ils ont également calculé 248 nouvelles relations espèces-zones représentant des combinaisons uniques de familles d’oiseaux dans des régions biogéographiques.
« Nous avons refait notre analyse à plusieurs échelles spatiales et taxonomiques », a déclaré Baldwin. « Donc, pas seulement pour tous les oiseaux dans tous les domaines biogéographiques, mais nous avons répété les analyses au sein des familles à travers les domaines et les ordres majeurs. »
Ils ont constaté que la mesure visuellement intuitive de la forme des ailes des oiseaux a un effet important sur les modèles de biodiversité sur les îles.
« Dans les régions du monde où les oiseaux ont tendance à avoir de faibles capacités de dispersion, les relations espèces-zones étaient étroites », a déclaré Baldwin, ce qui signifie que l’augmentation de la taille des îles a entraîné une augmentation importante du nombre d’espèces. « Mais dans les zones où les oiseaux pouvaient se déplacer davantage, les relations espèces-zones étaient plus plates. »
Ils ont également constaté une sorte de « saturation » de diversité sur certains types d’îles. Cette saturation apparaît importante lorsque les îles abritent de nombreuses espèces d’oiseaux dotés d’ailes qui les équipent pour des vols longue distance.
Les résultats de cette étude peuvent être utiles pour éclairer la prise de décision en matière de conservation.
« La théorie de la biogéographie insulaire et des relations espèces-zones a des applications importantes pour la conservation de la biodiversité, en particulier sur les îles, qui abritent souvent un grand nombre d’espèces endémiques que l’on ne trouve que sur une seule île ou un seul groupe d’îles », a déclaré Myers.
« Les processus écologiques et évolutifs qui déterminent l’intensité de la relation espèce-superficie peuvent être utilisés pour prédire comment et pourquoi la perte d’habitat — due à des facteurs tels que la déforestation, le changement d’utilisation des terres par l’homme et l’élévation du niveau de la mer — provoque des extinctions et des extinctions. perte de biodiversité sur les îles », a-t-il déclaré.