Pour protéger la biodiversité, il faut d’abord mieux la connaître. Plusieurs périls menacent la biodiversité de notre planète. Parmi ceux-ci, les espèces exotiques envahissantes constituent l'une des principales menaces. Contribuant largement à l’appauvrissement actuel de la biodiversité, elles affectent également la santé des populations et leur économie. Elles seraient responsables de près de 60 % des extinctions d'espèces au 20e siècle selon une étude de Céline Bellard et son équipe du laboratoire Écologie, systématique et évolution de l’Université Paris-Saclay1Il faut d'autant plus s'en inquiéter que les deux principaux vecteurs de transport des espèces exotiques que sont le commerce international et le tourisme vont probablement continuer à connaître une croissance à l'échelle mondiale2.

 

Le problème des espèces envahissantes

« Malheureusement, force est de reconnaître que la prise de conscience du problème par le public et les décideurs est encore très insuffisante, souligne Franck Courchamp, du laboratoire Écologie, systématique et évolution3Le cadre réglementaire et sa mise en œuvre restent trop limités pour ralentir efficacement le flux des introductions d'espèces. Par exemple, seules 66 espèces exotiques envahissantes sont inscrites sur la liste des espèces préoccupantes par l'Union européenne alors qu'on estime leur présence entre 4 000 et 5 000 en Europe ».

Il est d’autant plus urgent que ce problème soit reconnu par les pouvoirs publics que plusieurs secteurs d'activité sont concernés : agriculture, tourisme, foresterie, pêcherie, immobilier... Une étude sur le coût financier des espèces invasives à l'échelle mondiale réalisée par une équipe dirigée par Franck Courchamp a abouti à une somme globale de 1 288 milliards dollars pour la période entre 1970 et 20174!

 

Voir le monde vivant autrement

Lorsqu'on parle de réseaux écologiques, on fait référence aux divers types d’interrelations entre les diverses espèces d'un écosystème (mutualisme, parasitisme, prédation, chaîne alimentaire...). Les bouleversements qui prennent leur origine dans les activités humaines nous conduisent à une vision plus étendue de ces relations. Du fait de la problématique des espèces envahissantes un peu partout sur notre planète, c'est dorénavant sur une tout autre échelle que nous devons considérer ces divers liens.  Ceux-ci ne sont plus seulement à considérer à l'intérieur d'un biotope mais aussi entre eux. En d'autres mots, la dynamique des espèces exotiques dont le transfert d'un habitat à l'autre est dorénavant favorisé par les activités humaines nous conduit à envisager la mise en réseau de l'ensemble de ces milieux à l'échelle planétaire. 

Il ne s'agit pas toutefois de parler d'un écosystème mondial mais bien d'un réseau qui relie les divers environnements les uns aux autres. Dans un écosystème mondial, il ne pourrait pas y avoir d'espèces envahissantes puisque toute la biosphère consisterait en un tout5Cette nouvelle dynamique oblige de prendre en compte l’étude des flux migratoires d'espèces exotiques d'un biotope à l'autre dus à l'espèce humaine.

 

Un indice de nuisibilité des espèces invasives

L’un des volets de cette étude consiste à définir un indice de nuisibilité d’une espèce exotique sur un territoire donné. Pour définir cet indice, je propose de faire intervenir le taux de corrélation entre l’évolution de la biomasse d’une espèce locale et celle d’une espèce exotique sur un territoire donné. Deux paramètres principaux sont à considérer ici : le degré de linéarité de cette corrélation et l’échelle de temps. Si la biomasse d’une espèce locale diminue alors qu’augmente celle d’une espèce envahissante, la corrélation est négative. Si cette corrélation négative est linéaire, la probabilité est forte que l’introduction de la nouvelle espèce en constitue la principale cause et si l’échelle de temps de cette évolution est réduite, elle indique une diminution rapide de la population de l’une des espèces hôtes étudiées. Plus le degré de linéarité d’une telle corrélation est élevé et plus l’échelle de temps est petite, plus est élevé l’indice de nuisibilité d’une espèce exotique pour une espèce particulière dans un milieu donné. Cela dit, il nous faut distinguer :

-        Un indice de nuisibilité d’une espèce exotique sur un territoire donné pour une espèce donnée.

-        Un indice de nuisibilité global d’une espèce exotique sur un territoire donné.

Ce dernier indice prend en compte l’ensemble de chacun des taux de corrélation de l’évolution de la biomasse de l’espèce exotique par rapport à chacune des espèces peuplant le territoire sur lequel elles se trouvent. Pourquoi la biomasse? L’idée est que la communauté scientifique puisse se doter de moyens d’investigation complémentaires à ceux consistant à prendre en compte l’évolution du nombre d’individus de chaque espèce étudiée. 

 

Technologies, banques de données et réseaux

Dans un article précédent, j’ai proposé de définir un indice de biodiversité en faisant intervenir la biomasse6, 7.  Il a l’avantage d’offrir une base pour comparer les milieux les plus divers autant naturels qu’urbains. C’est cette idée que je reprends ici en quelque sorte pour la définition de cet indice de nuisibilité des espèces invasives. Dans ce même article, j’ai mentionné une étude qui démontre la possibilité d’analyser l’ADN d’un biotope pour en identifier non seulement les espèces mais aussi en évaluer leur biomasse8. Les travaux portant sur l’ADN dit environnemental nous font comprendre qu’il n’est pas toujours nécessaire pour les chercheurs de se trouver en présence des organismes pour les identifier. Qu’il s’agisse de cuticule, poils, écailles voire déjections, l’ADN des organismes se retrouve un peu partout dans l’environnement.

Pour les espèces végétales, il est bien souvent plus approprié d’en évaluer la biomasse que le nombre d’individus. À cette fin, outre l’analyse de l’ADN, d’autres outils peu coûteux tels que l’utilisation de drones pour le couvert végétal sont maintenant à la disposition des équipes de recherche9. Les satellites sont aussi évidemment d’un grand secours pour l’étude de la végétation. À cet effet, divers outils tels l’indice de surface foliaire, l’indice de végétation par différence normalisée ou encore l’indice de végétation amélioré peuvent aider à la détermination de la biomasse végétale d’un milieu pour permettre ensuite la détermination de l’indice de nuisibilité des espèces envahissantes lorsque ces recherches sont complétées par d'autres données. Des études au sol peuvent être menées sur une petite échelle par le biais de la réflectance spectrale des feuilles. Une équipe de chercheurs a montré que la spectroscopie de réflectance capture des informations génétiques qui peuvent être utilisées pour classer avec précision les feuilles en espèces, hybrides et populations dans un groupe d'arbustes nains arctiques10, 11.

Aux activités humaines liées au transport, l’étude des flux migratoires des espèces doit aussi tenir compte des changements climatiques. Sans trop insister ici dans le cadre de cet article sur ce phénomène d’importance, mentionnons une étude portant sur les mammifères. Les auteurs font appel à un indice de marges de niches climatiques mettant en relation la distance entre ces milieux et le succès de l'établissement des mammifères exotiques dans leur nouvel environnement12, 13. L’évolution des écosystèmes devient encore plus hasardeuse quand il faut prendre en compte la combinaison de plusieurs facteurs. Une étude de Dominique Berteaux et de ses collaborateurs sur la biodiversité d'un réseau nordique de 1 749 aires protégées réparties sur plus de 600 000 km2 au Québec conclut à un renouvellement potentiel de plus de 80 % des espèces étudiées sur 49 % de la superficie de ce territoire14. Or on peut supposer que des espèces nouvellement acclimatées à leurs nouveaux milieux, du fait du réchauffement climatique, risquent d’être plus vulnérables face à des espèces envahissantes qui s’acclimatent plus facilement à des écosystèmes plus diversifiés. Ce ne sont plus alors seulement des espèces mais des écosystèmes qui peuvent être mis en danger.

Ces études sur les flux migratoires, combinées à celles portant sur les effets écologiques des changements climatiques, apporteront une aide précieuse aux chercheurs travaillant aux fondements scientifiques d’une liste rouge des écosystèmes menacés créée par l’Union Internationale pour la Conservation de la Nature15.  Considérant l’ampleur de la tâche, d’autres moyens sont nécessaires pour suivre l’évolution de la biodiversité à l’échelle de notre planète. Le réseau GEO BON, dont le siège social est maintenant situé à Montréal, a été mis sur pied pour doter la communauté scientifique d’un réseau de surveillance de l’ensemble des écosystèmes. Regroupant 1 000 chercheurs de 90 pays, il repose sur une base de données grâce à des millions d’observations géolocalisées partout sur le globe. Les citoyens autant que les gouvernements et promoteurs d’organismes les plus divers sont également mis à contribution. Les avancées de l’intelligence artificielle sont aussi sollicitées pour aider, entre autres, à l’identification des espèces. Dans l’un de mes articles dans lequel je présente le concept de « patrimoine immatériel animal », je présente du même coup certaines applications pouvant contribuer à la réalisation de ce concept16. Il se trouve que ces mêmes applications sont sollicitées pour la mise en œuvre de la collecte de données du réseau GEO BON :  iNaturalist et eBird sont deux de ces plateformes. Une autre base de données importante est celle gérée par le Global Biodiversity Information Facility (GBIF).

En conclusion, un nombre considérable d’études seront encore nécessaires afin de bien connaître l’ensemble des écosystèmes de la planète; et pour être en mesure de mieux protéger notre biodiversité, des réseaux d’observation, de collecte et de compilation des données sur le vivant devront se structurer de façon efficace pour répondre adéquatement aux questions des décideurs qui sont à même d’infléchir les politiques en matière d’environnement.