La biodiversité n’est pas répartie de manière uniforme sur notre planète. On rencontre bien plus d’espèces vivantes sous les tropiques que dans les régions tempérées. Chose surprenante, on ne connait pas encore la raison de ce phénomène.  Une nouvelle étude menée sur les pentes du Kilimandjaro prouverait qu’il dépend de la température.

C’est un phénomène bien connu et accepté des scientifiques : il y a nettement plus d’espèces vivantes sous les tropiques.

Voici quelques faits pour illustrer ce propos. Les ²⁄₃ des plantes à fleurs vivent dans les régions intertropicales (comprises entre les tropiques du Cancer et du Capricorne, situés respectivement à une latitude de 23° nord et de 23° sud). Sur un hectare de forêt amazonienne on peut rencontrer 300 espèces d’arbres différentes ¹. Le record a été observé dans la forêt équatoriale de l’Equateur, où sur un seul hectare ont été recensés 1561 arbres appartenant à 473 espèces différentes ³.
En comparaison, il existe moins de 60 espèces d’arbres indigènes en Europe ²!

Les régions tropicales (entre les 2 lignes en pointillés) et leurs différents climats – © By historicair, November 2006, via Wikimedia Commons

Il faut toutefois nuancer quelque peu ce que nous venons d’énoncer. La carte ci-dessus montre bien que la zone intertropicale comprend aussi de grandes étendues désertiques, surtout en Afrique.
Cela n’empêche pas que les tropiques possèdent une richesse incroyable en espèces vivantes, et que cette richesse diminue progressivement lorsqu’on se dirige vers les pôles  : ce fait est connu sous le nom de gradient latitudinal de biodiversité (latitudinal diversity gradient ou LDG).

Si l’existence de ce gradient est largement admis, ses causes font par contre l’objet de débats animés. De nombreux mécanismes différents ont été suggérés, mais sans obtenir de consensus.

Voici un aperçu de quatre hypothèses parmi les plus fréquemment avancées ⁴ , ⁵. Aperçu très incomplet (plus de 25 causes possibles ont été évoquées ⁶ ) et très simplifié. Le but est ici simplement de montrer l’étendue de notre ignorance sur ce sujet.
Il est également possible que l’existence de ce gradient soit due à une combinaison de plusieurs facteurs.

• L’hypothèse des zones géographiques (Geographical area hypothesis).

Selon cette hypothèse, la plus grande biodiversité des régions intertropicales proviendrait tout simplement du fait qu’elles constituent le biome terrestre le plus étendu sur notre planète (un biome est une vaste région biogéographique ayant le même climat).

N’oubliez pas que les cartes géographiques habituelles déforment considérablement les surfaces. Les régions proches des pôles sont sur-dimensionnées par rapport à celles situées près de l’équateur. Voici un lien très intéressant pour comparer les superficies réelles des pays : ici, la Russie ramenée au niveau de l’équateur.

En outre, les régions tropicales ont un climat plus homogène que les autres biomes (en matière de température et de radiation solaire).

🔍 Cette hypothèse a été développée par deux biologistes américains : John Terborgh et Michael Rosenzweig.
Selon eux, la plus grande superficie des régions tropicales permettrait aux espèces y habitant d’être représentées par des populations de plus grande taille, ce qui diminuerait le risque d’extinction.
En même temps, une zone plus grande est susceptible de contenir plus de barrières géologiques (des chaînes montagneuses par exemple), ce qui  augmenterait la vitesse d’apparition de nouvelles espèces.

• L’influence de la température

C’est la température, qui décroît des tropiques jusqu’aux pôles,  qui serait à l’origine du gradient de biodiversité.

🔍 Klaus Rohde, un biologiste allemand, a suggéré que le taux de mutations génétiques augmenterait avec la température et serait donc plus élevé dans les régions intertropicales.  De même, les processus physiologiques seraient plus rapides lorsque la température s’élève. Ceci entraînerait une apparition plus rapide de nouvelles espèces. En combinant cela avec un taux d’extinction moins élevé, on expliquerait la plus grande biodiversité aux tropiques.

• La productivité de l’habitat

La biodiversité serait déterminée par la productivité de la zone : la production de biomasse étant plus élevée sous les tropiques, ces régions pourraient nourrir plus d’espèces. Une tarte plus grande pour plus de convives en quelque sorte.

🔍 Le rayonnement solaire (donc la quantité d’énergie disponible) est plus élevé près de l’équateur. Ce fait, combiné à une abondance en eau, permet de produire plus de biomasse (par la photosynthèse), et par conséquent de nourrir plus d’individus, et plus d’espèces.
Rien ne dit cependant qu’une tarte plus grande soit nécessairement mangée par plus d’individus : on pourrait simplement augmenter la taille des portions! Rien ne dit non plus que plus d’individus signifie obligatoirement plus d’espèces. 

• Les interactions entre espèces

Les interactions entre espèces (comme la compétition, la prédation, le parasitisme, etc…) seraient plus fortes dans les régions intertropicales, et cela engendrerait une plus grande spécialisation et amènerait à terme à l’apparition d’un plus grand nombre d’espèces. 

🔍 Cette théorie n’explique toutefois pas pourquoi il y aurait plus d’interactions inter-spécifiques sous les tropiques. 

Voici également une vidéo (en anglais) très intéressante publiée il y a quelques mois. Elle résume assez bien les théories avancées pour expliquer la richesse des régions intertropicales.

Une étude a été menée durant 4 années sur les pentes du Kilimandjaro par une équipe internationale financée par la Deutsche Forschungsgemeinschaft.

Le Kilimandjaro a offert aux chercheurs une grande variété de climats, depuis la savane qui s’étend au pied de la montagne jusqu’à une altitude de 4.550 mètres, là où seules quelques plantes survivent. Ils ont étudié comment la biodiversité varie sur les pentes, en examinant 8 groupes de plantes et 17 groupes d’animaux.

Le mont Kilimandjaro © Benh LIEU SONG via Wikimedia Commons

Les résultats de cette recherche viennent d’être publiés ⁷. Ils montrent que la biodiversité est essentiellement déterminée par la température : au plus chaud il fait, au plus grande est donc la diversité en espèces.
Est-ce la réponse définitive à la question, ou bien d’autres études viendront-elles contester ces résultats? Affaire à suivre…

Lisez aussi cet autre billet consacré à la biodiversité dans les zones tropicales : La police des forêts tropicales humides

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Sources :

1 : François Catzeflis; La forêt tropicale et sa biodiversité; Futura Planète; Septembre 2015
2 : Wikipedia; Liste des essences forestières européennes; Novembre 2016
3 : Gérard Briane et Bertrand Desailly; Dynamiques et enjeux de la biodiversité et de l’agrodiversité; Géographie de l’environnement Université Toulouse-Le Mirail
4 : Wikipedia; Latitudinal gradients in species diversity; Octobre 2016
5 : MR Willig and SJ Presley; Latitudinal Gradients of Biodiversity; University of Connecticut; Février 2016
6 : Luz Boyero; Latitudinal Gradients in Biodiversity; ECOLOGY.INFO 32; Ecology Online Sweden; 2012
7 : University of Würzburg; Temperature drives biodiversity; ScienceDaily; 22 December 2016.