6.2 : Structure et dynamique communautaires

Les communautés sont des systèmes complexes qui peuvent être caractérisés par leur structure (le nombre et la taille des populations et leurs interactions) et leur dynamique (la façon dont les membres et leurs interactions évoluent au fil du temps). Comprendre la structure et la dynamique des communautés nous permet de minimiser les impacts sur les écosystèmes et de gérer les communautés écologiques dont nous bénéficions.

Espèces Keystone

Une espèce clé est une espèce dont la présence a une influence démesurée sur le maintien de la prévalence de diverses espèces, de la structure de la communauté écologique et parfois de sa biodiversité. Pisaster ochraceus, l'étoile de mer intertidale, est une espèce clé du nord-ouest des États-Unis (figure\(\PageIndex{a}\)). Des études ont montré que lorsque cet organisme est retiré des communautés, les populations de moules (leurs proies naturelles) augmentent, ce qui modifie complètement la composition des espèces et réduit la biodiversité. Une autre espèce clé est le tétra rubané, un poisson des cours d'eau tropicaux, qui fournit presque tout le phosphore, un nutriment inorganique nécessaire, au reste de la communauté. Le tétra rubané se nourrit principalement d'insectes de l'écosystème terrestre, puis excrète du phosphore dans l'écosystème aquatique. Les relations entre les populations de la communauté, et peut-être la biodiversité, changeraient radicalement si ces poissons venaient à disparaître.

Figure\(\PageIndex{a}\) : Les étoiles de mer sont des espèces clés de la zone intertidale.

Dynamique communautaire

La dynamique des communautés est l'évolution de la structure et de la composition des communautés au fil du temps, souvent à la suite de perturbations environnementales telles que les volcans, les tremblements de terre, les tempêtes, les incendies et les changements climatiques. Les communautés dont le nombre d'espèces est relativement constant sont considérées comme étant en équilibre. L'équilibre est dynamique, les identités et les relations entre les espèces évoluant au fil du temps, tout en maintenant des nombres relativement constants. À la suite d'une perturbation, la communauté peut ou non revenir à l'état d'équilibre.

La succession décrit l'apparition et la disparition séquentielles d'espèces dans une communauté au fil du temps après une perturbation grave. Lors de la succession primaire, les roches nouvellement exposées ou nouvellement formées sont colonisées par des organismes vivants. Dans la succession secondaire, une partie d'un écosystème est perturbée et des vestiges de la communauté précédente subsistent. Dans les deux cas, il y a un changement séquentiel des espèces jusqu'à ce qu'une communauté plus ou moins permanente se développe.

Succession primaire et espèces pionnières

La succession primaire se produit lorsque de nouvelles terres se forment ou lorsque le sol et toute forme de vie sont retirés de terres préexistantes. Un exemple de la première est l'éruption de volcans sur la grande île d'Hawaï, qui produit de la lave qui se jette dans l'océan et forme continuellement de nouvelles terres. À la suite de ce processus, environ 32 acres de terrain sont ajoutés à la Grande Île chaque année. L'activité des glaciers est un exemple d'enlèvement de sol préexistant. Le poids énorme du glacier parcourt le paysage jusqu'au substrat rocheux au fur et à mesure que le glacier se déplace. Cela élimine toute terre d'origine et laisse la roche exposée une fois que le glacier a fondu et s'est retiré.

Dans les deux cas, l'écosystème commence avec de la roche nue et dépourvue de vie. De nouveaux sols se forment lentement à mesure que les intempéries et d'autres forces naturelles décomposent la roche et entraînent l'établissement d'organismes cordiaux, tels que les lichens et certaines plantes, qui sont collectivement connus sous le nom d'espèces pionnières (figure\(\PageIndex{b}\)) parce qu'elles sont les premières à apparaître. Ces espèces contribuent à décomposer davantage la roche riche en minéraux en un sol où d'autres espèces moins résistantes mais plus compétitives, telles que des herbes, des arbustes et des arbres, pousseront et remplaceront éventuellement les espèces pionnières. Au fil du temps, la zone atteindra un état d'équilibre, avec un ensemble d'organismes très différents des espèces pionnières.

Figure\(\PageIndex{b}\) : Lors de la succession primaire dans la lave à Maui, à Hawaï, les plantes succulentes sont les espèces pionnières. (crédit : Forest et Kim Starr)

La relation entre les espèces pionnières et les espèces les plus compétitives (en fin de succession) illustre la complexité des interactions biotiques. Les espèces pionnières facilitent la croissance des espèces en fin de succession, ce qui semble d'abord être un commensalisme. Cependant, les espèces de fin de succession devancent plus tard que les espèces pionnières, ce qui fait passer l'interaction à la compétition.

Succession secondaire

Un exemple classique de succession secondaire se produit dans les forêts défrichées par des feux de forêt ou par des coupes à blanc (figure\(\PageIndex{c}\)). Les feux de forêt brûlent la majeure partie de la végétation et, à moins que les animaux ne puissent fuir la zone, ils sont tués. Leurs nutriments sont toutefois renvoyés au sol sous forme de cendre. Ainsi, bien que la communauté ait été radicalement modifiée, il existe un écosystème de sol qui constitue la base d'une recolonisation rapide.

Avant l'incendie, la végétation était dominée par de grands arbres ayant accès à la principale ressource énergétique végétale : la lumière du soleil. Leur hauteur leur permettait d'accéder à la lumière du soleil tout en ombrageant le sol et d'autres espèces de basse altitude. Après l'incendie, ces arbres ne dominent plus. Ainsi, les premières plantes à repousser sont généralement des plantes annuelles, suivies quelques années plus tard par des graminées à croissance et à propagation rapides et d'autres espèces pionnières. En raison, du moins en partie, des modifications de l'environnement provoquées par la croissance des graminées et des plantes herbacées non graminoïdes, les arbustes émergent au fil des années en même temps que de petits arbres. Ces organismes sont appelés espèces intermédiaires. Au bout de 150 ans ou plus, la forêt finira par atteindre son point d'équilibre et ressemblera à la communauté avant l'incendie. Cet état d'équilibre est appelé communauté climax, qui durera jusqu'à la prochaine perturbation. La communauté climax est généralement caractéristique d'un climat et d'une géologie donnés. Bien que la communauté en équilibre ait la même apparence une fois atteinte, l'équilibre est dynamique avec des changements constants dans l'abondance et parfois dans l'identité des espèces.

Figure\(\PageIndex{c}\) : Succession dans une forêt de chênes et de caryers. La succession secondaire se produit lorsqu'une perturbation (réduction de la biomasse) se produit, mais que l'ensemble de la communauté ne meurt pas à la suite de la perturbation. D'abord, les espèces pionnières se développent. Il s'agit notamment des plantes annuelles, qui se succèdent par des graminées vivaces et d'autres plantes vivaces. Ensuite, les espèces intermédiaires, grandissent. Il s'agit notamment d'arbustes, suivis de pins, de jeunes chênes et de caryers. Enfin, la communauté climax est établie, composée de chênes et de caryers matures. Elles restent intactes jusqu'à la prochaine perturbation.

Attribution

Modifié par Melissa Ha de Community Ecology from Environmental Biology de Matthew R. Fisher's (sous licence CC-BY)