Un changement environnemental rapide peut menacer même un monde de marguerite pacifique
Imaginez un monde rempli uniquement de marguerites. Les marguerites de couleur claire reflètent la lumière du soleil, refroidissant la planète, tandis que les marguerites plus sombres absorbent la lumière du soleil, la réchauffant. Ensemble, ces deux types de marguerites travaillent pour réguler la température de la planète, ce qui rend le monde plus habitable pour chacun d’entre eux.
Et pourtant, même dans ce paradis fleuri, un simple changement peut entraîner l’effondrement de l’ensemble de l’écosystème.
Dans Chaospar AIP Publishing, des chercheurs de l’Université de Cambridge et du University College Cork ont constaté que ce modèle écologique simple rempli de marguerites était vulnérable à l’effondrement après avoir connu des changements relativement petits mais rapides dans l’environnement.
La planète hypothétique pleine de marguerites est plus qu’une curiosité inactive. Il a un nom – Daisyworld – et a été inventé dans les années 1980 en tant que modèle pour aider les scientifiques à comprendre comment les organismes pourraient aider à réguler leur environnement. Depuis lors, les chercheurs l’ont utilisé pour explorer des sujets comme la biodiversité et le changement climatique.
« Le modèle Daisyworld est une expérience de pensée classique concernant la co-évolution de la vie et de l’environnement et a été largement utilisée dans l’enseignement de la science du système de terre », a déclaré l’auteur Constantin Arnscheidt.
En raison de sa nature fondamentale et fondamentale, les auteurs ont voulu l’utiliser pour étudier l’idée de points de basculement écologiques, des points sans retour au-delà duquel un écosystème est voué à l’effondrement. Cela peut se produire si l’environnement devient trop extrême, mais cela peut également se produire si l’environnement change trop rapidement. Ce deuxième type de point de basculement est ce qui les intéressait.
« Essentiellement, si vous poussez le système assez rapidement, vous pouvez déclencher un effondrement même si vous ne le poussez pas aussi fort », a déclaré Arnscheidt. « C’est ce qu’on appelle le basculement induit par le taux: le taux de changement est le facteur clé pour déterminer si le système fait des pointes. »
En utilisant la modélisation mathématique, les auteurs ont découvert que le basculement induit par le taux peut se produire même dans Daisyworld. Si la planète se réchauffe ou se refroidit trop rapidement, toutes les marguerites disparaîtront, même si elles auraient autrement pu survivre très bien dans ces conditions.
Cette découverte reflète des observations similaires trouvées dans d’autres modèles et observées dans des écosystèmes réels.
« Il a été démontré que le basculement induit par le taux est pertinent dans de plus en plus de systèmes, en particulier ceux complexes comme ceux de la science de la Terre et de l’écologie », a déclaré Arnscheidt. « C’est aussi un phénomène qui sera probablement tout à fait pertinent pour l’humanité alors que nous continuons à naviguer dans une époque marquée par des taux de changement rapides axés sur l’homme. »
La compréhension du basculement induit par le taux est cruciale car ces conditions d’effondrement sont moins évidentes, mais tout aussi mortelles. Sans une image claire de la façon dont ces écosystèmes réagissent à des changements environnementaux rapides, nous pourrions involontairement condamner bien plus qu’une planète de marguerites hypothétiques.
« Le fait que nous puissions trouver des basculements induits par les taux dans un modèle aussi classique et bien étudié que Daisyworld, plus de quatre décennies depuis sa création, suggère que des basculements induits par le taux pourraient être présents dans de nombreux autres modèles classiques si nous ne recherchons que It », a déclaré Arnscheidt.