La plupart des espèces sont rares, mais pas très rares

“Qui peut expliquer pourquoi une espèce a une aire de répartition étendue et est très nombreuse, et pourquoi une autre espèce alliée a une aire de répartition étroite et est rare ?” Cette question a été posée par Charles Darwin dans son livre révolutionnaire « L’origine des espèces », publié il y a plus de 150 ans. Un défi connexe a été de comprendre combien d’espèces sont communes (nombreuses) et combien sont rares, ce que l’on appelle la distribution mondiale de l’abondance des espèces (gSAD).

Deux principaux modèles gSAD ont été proposés au siècle dernier : RA Fisher, statisticien et biologiste, a proposé que la plupart des espèces sont très rares et que le nombre d’espèces diminue pour les espèces plus communes (modèle dit de série log). D’un autre côté, FW Preston, ingénieur et écologiste, a soutenu que seules quelques espèces sont en réalité très rares et que la plupart des espèces ont un niveau intermédiaire de fréquence (ce que l’on appelle le modèle log-normal). Cependant, jusqu’à présent et malgré des décennies de recherche, les scientifiques ne savaient pas quel modèle décrivait le véritable gSAD de la planète.

La résolution de ce problème nécessite de grandes quantités de données. Les auteurs de l’étude ont utilisé les données du Centre mondial d’information sur la biodiversité (GBIF) et téléchargé des données représentant plus d’un milliard d’observations d’espèces dans la nature de 1900 à 2019.

“La base de données GBIF est une ressource extraordinaire pour toutes sortes de recherches liées à la biodiversité, notamment parce qu’elle rassemble des données collectées auprès de scientifiques professionnels et citoyens du monde entier”, explique le premier auteur, le Dr Corey Callaghan. Il a commencé ses études alors qu’il travaillait chez iDiv et MLU et travaille maintenant à l’UF.

Callaghan et ses collègues chercheurs ont divisé les données téléchargées en 39 groupes d’espèces, par exemple les oiseaux, les insectes ou les mammifères. Pour chacun, ils ont compilé la distribution mondiale de l’abondance des espèces (gSAD).

Les chercheurs ont détecté un modèle potentiellement universel, qui apparaît une fois que la répartition de l’abondance des espèces est entièrement dévoilée : la plupart des espèces sont rares mais pas très rares, et seules quelques espèces sont très communes, comme le prédit le modèle log-normal. Cependant, les chercheurs ont également constaté que le voile n’a été entièrement levé que pour quelques groupes d’espèces comme les cycadales et les oiseaux. Pour tous les autres groupes d’espèces, les données sont encore insuffisantes.

“Si vous ne disposez pas de suffisamment de données, il semble que la plupart des espèces soient très rares”, explique le professeur Henrique Pereira, auteur principal du groupe de recherche iDiv et MLU. “Mais en ajoutant de plus en plus d’observations, le tableau change. Vous commencez à voir qu’il existe, en fait, plus d’espèces rares que d’espèces très rares. Vous pouvez constater ce changement pour les cycadales et les oiseaux en comparant les observations d’espèces datant de 1900, époque où moins de données étaient disponibles, avec les observations d’espèces plus complètes dont nous disposons aujourd’hui. C’est fascinant : nous pouvons clairement voir le phénomène de dévoilement de la distribution complète de l’abondance des espèces, comme prédit par Preston il y a plusieurs décennies, mais démontré seulement maintenant à l’échelle de la planète entière. »

“Même si nous enregistrons des observations depuis des décennies, nous n’avons levé le voile que sur quelques groupes d’espèces”, explique Callaghan. “Nous avons encore un long chemin à parcourir. Mais le GBIF et le partage de données représentent vraiment, pour moi, l’avenir de la recherche et de la surveillance de la biodiversité.”

Les résultats de la nouvelle étude permettent aux scientifiques d’évaluer dans quelle mesure les gSAD ont été dévoilés pour différents groupes d’espèces. Cela permet de répondre à une autre question de recherche de longue date : combien d’espèces existe-t-il ? Cette étude révèle que si pour certains groupes comme les oiseaux, presque toutes les espèces ont été identifiées, ce n’est pas le cas pour d’autres taxons comme les insectes et les céphalopodes.

Les chercheurs pensent que leurs découvertes pourraient aider à répondre à la question de Darwin : pourquoi certaines espèces sont rares et d’autres sont communes. Le modèle universel qu’ils ont trouvé peut indiquer des mécanismes écologiques ou évolutifs généraux qui régissent la fréquence et la rareté des espèces. Alors que de plus en plus de recherches sont menées, les humains continuent de modifier la surface de la planète et l’abondance des espèces, par exemple en rendant les espèces communes moins communes. Cela complique la tâche des chercheurs : ils doivent non seulement comprendre comment l’abondance des espèces évolue naturellement, mais aussi comment les impacts humains modifient simultanément ces modèles. Il reste peut-être encore un long chemin à parcourir avant de trouver une réponse définitive à la question de Darwin.