Les méthodes traditionnelles ne peuvent pas nous donner les informations dont nous avons besoin pour comprendre l’évolution des écosystèmes

Si nous voulons relever les défis posés par le changement climatique et d’autres changements environnementaux mondiaux, nous devons associer la science de la complexité à l’écologie et à la conservation de la biodiversité.

Dans une étude récente, publiée dans Science Advances, le Dr Federico Riva, le Dr Caio Graco-Roza et al. tracer une voie pour y parvenir, et ils espèrent le potentiel de percées en écologie et en biologie de la conservation.

La Terre est remplie de systèmes complexes et complexes que nous apprenons encore à comprendre. Du marché financier mondial au fonctionnement du cerveau humain, et même jusqu’à quelque chose d’aussi simple qu’une volée d’oiseaux changeant de direction ou des lumières rougeoyantes de lucioles, des systèmes complexes nous entourent. En fait, la Terre elle-même est un système complexe.

Bien que différents types de systèmes complexes soient généralement difficiles à prévoir, ils partagent certains points communs qui peuvent nous aider à mieux les comprendre. C’est là qu’intervient la science de la complexité – c’est le domaine d’étude qui recherche les principes partagés derrière tous les types de systèmes complexes. C’est particulièrement important lorsqu’il s’agit de comprendre notre environnement, car les écosystèmes sont d’excellents exemples de systèmes complexes. Et avec les activités humaines qui modifient ces écosystèmes à un rythme sans précédent, nous devons maîtriser cette complexité. Cependant, des recherches récentes de Riva, Graco-Roza et al. montre que nous avons encore du chemin à parcourir.

« En tant que scientifiques, nous aimons utiliser le mot « complexe » », déclare le Dr Federico Riva, professeur adjoint à VU Amsterdam, « mais la complexité est un terme difficile à cerner. » Il ajoute : « Si nous ne savons pas clairement ce que nous entendons par complexité, cela peut générer de la confusion, ralentissant nos efforts pour comprendre comment les activités humaines affectent les écosystèmes. Mais il voit de l’espoir dans la science de la complexité, en disant : « Les méthodes traditionnelles ne sont peut-être pas à la hauteur de la tâche d’étudier certains aspects des écosystèmes, mais la science de la complexité offre une nouvelle perspective. Nous devons en tirer le meilleur parti, ce qui commence par comprendre les prérogatives. du système complexe, et les objectifs et les approches de la science de la complexité. »

Pour illustrer ce point, considérons une parcelle de forêt. Cet écosystème est un système complexe, composé non seulement d’arbres, mais aussi d’innombrables espèces d’animaux, d’insectes et de micro-organismes, tous en interaction les uns avec les autres et avec les parties non vivantes de l’environnement, comme le sol et le climat. Imaginez maintenant que les humains commencent à abattre certains des arbres pour le bois. Cette perturbation du système modifiera non seulement les arbres et les animaux qui restent dans la forêt, mais aussi la façon dont ces composants interagissent les uns avec les autres. En explorant les liens entre les parties qui composent la forêt, et plus largement les modèles qui pourraient émerger à différents niveaux organisationnels à mesure que ce système change, la science de la complexité pourrait nous aider à prédire ce que la récolte du bois signifie pour la forêt dans son ensemble.

Le Dr Caio Graco-Roza, chercheur postdoctoral à l’Université d’Helsinki, partage : « Nous avons plongé dans les articles de recherche en sciences de l’environnement pour comprendre ce que les auteurs avaient à l’esprit lorsqu’ils parlaient de la complexité écologique. Ce que nous avons découvert, c’est qu’il y a un beaucoup d’intérêt dans le monde entier pour l’étude de la complexité en écologie. » Cependant, ajoute-t-il, « cette recherche n’est pas toujours conforme aux principes clés de la science de la complexité tels que les non-linéarités, la stabilité et la résilience ». Mais il voit un terrain d’entente, en particulier lorsqu’il s’agit d’auteurs encadrant leur travail autour de la théorie de base, de la mise à l’échelle et de la macroécologie – trois paradigmes au cœur de la science de la complexité.

Alors que nous continuons à vivre des changements accélérés dans le climat et l’utilisation des terres, l’organisation de l’étude de la complexité a un grand potentiel pour accroître notre compréhension du monde naturel avec de nouvelles idées, techniques et perspectives.