Des communautés plus de deux fois plus homogènes qu’il y a 10 000 ans, selon une étude

Kate Lyons du Nebraska, Danielle Fraser du MCN et des collègues internationaux ont effectué une analyse de 8 831 fossiles représentant 365 espèces de mammifères provenant de 366 sites à travers l’Amérique du Nord. S’appuyer sur ces archives fossiles a permis à l’équipe d’évaluer l’homogénéisation : la mesure dans laquelle les espèces de mammifères spécifiques d’une communauté écologique ressemblaient à la composition des espèces des communautés environnantes.

Quelques études antérieures – celles examinant les mammifères nord-américains il y a des dizaines de millions à des millions d’années – ont généralement identifié le climat comme le principal responsable de l’homogénéisation et de l’hétérogénéisation qu’elles ont découvertes. D’autres recherches, se concentrant uniquement sur le siècle dernier jusqu’aux dernières décennies, ont fait la chronique des récentes influences humaines de la conversion des terres, du braconnage et de l’empiétement territorial.

Mais aucune équipe n’avait établi une référence d’homogénéisation, ou la véritable ampleur des contributions humaines à celle-ci, en examinant le phénomène à la fois avant et après l’arrivée de Homo sapiens. Alors Fraser, Lyons et leurs collègues ont porté leur attention sur les 30 000 dernières années, une période englobant l’absence de Homo sapiens sur le continent, leur migration à travers celui-ci, et leur passage de la chasse-cueillette à l’agriculture intensive.

Homo sapiensl’équipe a découvert, sont probablement les plus responsables des taux et des niveaux d’homogénéisation sans précédent observés dans les communautés de mammifères nord-américaines – pour aplanir leur caractère distinctif en augmentant la similitude entre bon nombre d’entre eux.

“Notre conclusion est que cela a à voir avec les premières activités humaines et l’arrivée des humains dans les Amériques”, a déclaré Lyons, professeur adjoint de sciences biologiques au Nebraska.

Les communautés de mammifères nord-américaines d’aujourd’hui sont plus de deux fois plus homogènes qu’elles ne l’étaient il y a environ 10 000 ans, a révélé l’étude, et pourraient se retrouver près de quatre fois plus homogènes d’ici la fin du 21e siècle. Ce changement, selon les chercheurs, équivaut à la différence actuelle d’homogénéisation entre les régions subtropicales du centre du Mexique et les communautés de mammifères relativement uniformes de l’Arctique.

La tendance est apparue plus tôt et était particulièrement prononcée chez les mammifères pesant au moins 1 kilogramme ou 2,2 livres. Raconter aussi ? L’homogénéisation a commencé à s’accélérer il y a environ 12 000 ans, à peu près à l’époque où les humains chassaient les mammouths, les chats à dents de sabre, les loups géants et d’autres mammifères massifs jusqu’à l’extinction.

Ensemble, a déclaré Lyons, ces découvertes suggèrent que la vague d’extinctions de grands mammifères a contribué à l’homogénéisation. La disparition de grands mammifères propres à des communautés individuelles aurait directement accru leur similitude, a-t-elle déclaré. Et dans une étude de 2019, Lyons et ses collègues ont montré que ces extinctions poussaient également les espèces plus petites à étendre leur aire de répartition, comblant les vides géographiques laissés par leurs homologues plus grands. L’expansion aurait conduit à davantage de chevauchements territoriaux, a déclaré Lyons, homogénéisant davantage les communautés dans le processus.

Mais l’homogénéisation en Amérique du Nord s’est encore accélérée au cours des 5 000 dernières années – une période marquée par une multiplication par 10 de la population humaine et l’émergence d’une agriculture généralisée, en particulier dans ce qui allait devenir le centre et l’est des États-Unis.

“C’est arrivé beaucoup plus tard en Amérique du Nord que sur les autres continents”, a déclaré Lyons. “Mais c’est vraiment à ce moment-là que les humains en Amérique du Nord sont passés de chasseurs-cueilleurs à plus sédentaires et dépendants de l’agriculture.”

La prolifération des établissements humains à travers le continent a attiré des espèces de mammifères – coyotes, ratons laveurs, rats et autres rongeurs – qui viendraient prospérer grâce aux sous-produits de ces établissements et profiter de l’élimination des prédateurs par les personnes qui les habitent.

La conversion des prairies et des forêts pour l’agriculture, quant à elle, a réduit le nombre d’espèces végétales dans un habitat donné de centaines ou de milliers à quelques dizaines ou moins, réduisant le territoire habitable pour les herbivores plus difficiles et les carnivores ou omnivores qui s’en nourrissent. Les champs cultivés, les routes et autres frontières créées par l’homme auraient également agi comme des “barrières à la dispersion”, a déclaré Lyons, qui ont également enfermé certaines espèces dans des territoires plus petits.

“Vous avez toujours des espèces à portée étroite, mais maintenant elles sont dans moins de communautés, donc leur contribution globale à la différence entre les communautés est beaucoup plus petite qu’elle ne l’était peut-être auparavant”, a déclaré Lyons.

Quant à l’effet potentiel du climat? L’équipe a trouvé peu de preuves il y a entre 10 000 et 500 ans. Il y a environ 20 000 à 15 000 ans, le réchauffement de l’Amérique du Nord a vu le recul des glaciers qui avaient enveloppé presque tout le Canada moderne et une grande partie du nord des États-Unis. Les climats plus chauds produisent généralement des gradients nord-sud plus graduels de température et de précipitations. Cette homogénéité climatique induite par le réchauffement, a déclaré Lyons, tend également à engendrer l’homogénéité dans les communautés de mammifères.

Si le climat avait contribué à l’homogénéisation des communautés de mammifères, l’équipe se serait attendue à ce que cette homogénéisation s’accélère avant il y a 10 000 ans. Le fait que ce ne soit pas le cas indique que le climat n’a probablement rien à voir avec cela, a-t-elle déclaré.

“Ce que nous constatons lorsque nous examinons les modèles climatiques”, a déclaré Lyons, “c’est que tout cela s’est produit très tôt, avant de voir cette homogénéisation spectaculaire.”

Malgré toute la vitesse et la gravité de l’homogénéisation au cours des 5 000 dernières années, elle n’a augmenté qu’au cours des 500 dernières années, a conclu l’équipe. Dans la mesure où elle découle des extinctions continues d’espèces clés dont les comportements et les capacités sont particulièrement importants, cette homogénéisation pourrait être un danger pour les écosystèmes, a déclaré Lyons.

“Une grande partie de ce que nous constatons, c’est que lorsque nous perdons des espèces – en particulier lorsque nous perdons de grandes espèces qui ont tendance à être ce que nous appelons des ingénieurs de l’écosystème – il y a un changement radical dans l’écosystème qui reste”, a-t-elle déclaré. “Les grands mammifères font toutes sortes de choses dans les écosystèmes.

“Les éléphants mangent beaucoup, ils se déplacent beaucoup et ils font beaucoup caca, donc ils déplacent beaucoup de nutriments dans les écosystèmes. Ce que nous constatons donc, c’est que les nutriments sont essentiellement perdus des écosystèmes (en leur absence). “

Avec moins d’espèces clés, les communautés de mammifères homogénéisées peuvent également se vanter de moins de moyens de répondre, et éventuellement de survivre, aux défis actuels du changement climatique et de l’empiètement humain, a déclaré Lyons.

“Les communautés seront probablement moins résistantes aux perturbations futures et aux extinctions potentielles”, a-t-elle déclaré. “Cela rend également le monde moins intéressant, car il y a moins de variations merveilleuses là-bas.”

L’équipe a rapporté ses conclusions dans le journal Communication Nature. Fraser et Lyons sont les auteurs de l’étude avec Alex Shupinski, doctorant en sciences biologiques au Nebraska ; Amelia Villaseñor de l’Université de l’Arkansas ; Anikó Tóth de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud ; Meghan Balk du Battelle Memorial Institute; Jussi Eronen de l’Université d’Helsinki ; W. Andrew Barr de l’Université George Washington ; AK Behrensmeyer, Gary Graves, Richard Potts et Laura Soul, de la Smithsonian Institution ; Matt Davis du Natural History Museum du comté de Los Angeles ; Andrew Du de l’Université d’État du Colorado ; J. Tyler Faith de l’Université de l’Utah ; Nicholas Gotelli de l’Université du Vermont ; Advait Jukar de l’Université de Yale ; Cindy Looy de l’Université de Californie à Berkeley ; Brian McGill de l’Université du Maine; Joshua Miller de l’Université de Cincinnati ; Silvia Pineda-Munoz de l’Université de l’Indiana.

Les chercheurs ont reçu un financement en partie de la National Science Foundation et de la Smithsonian Institution.