Les interactions écologiques sont comme une danse fluide dans la nature, en mouvement constant, parfois fluide et synchronisée, parfois vigoureuse et stimulante, montrant que les fils du changement tissent l'harmonie de la vie dans le temps et l'espace. Une façon d’observer de telles interactions écologiques consiste à utiliser ce que l’on appelle «réseaux d'interactions ». Réseaux d'interactions représentent les interactions complexes entre différentes espèces au sein d’une communauté, où les espèces sont des nœuds, et celles-ci sont liées les unes aux autres si on sait qu’elles interagissent. Par conséquent, l’utilisation de réseaux écologiques nous permet de visualiser les interactions – telles que celles entre les plantes et leurs pollinisateurs – et de calculer une série de mesures qui aident les chercheurs à comprendre comment les communautés sont constituées et à quel point elles sont vulnérables.

Traditionnellement, les écologistes étudiaient ces réseaux d'interactions comme s'il s'agissait d'entités statiques : ils échantillonnaient pendant une période spécifique et supposaient que cette sélection d'interactions écologiques représentait le passé, le présent et le futur des interactions dans un site donné. Cependant, nous savons que les interactions écologiques se comportent rarement de cette façon ; comme les espèces, ils varient dans le temps et dans l’espace. Cela nous paraît évident puisque, selon la période de l'année, nous constatons que seuls certains insectes sont actifs et que certaines plantes ont des fleurs. Pourtant, si nous visitons un autre endroit ou même le même site à un autre moment de l’année, nous trouverons d’autres espèces en interaction. Les chercheurs ont donc cherché des moyens d’intégrer ces dynamiques dans l’étude des réseaux écologiques, estimant que la compréhension de ces changements est cruciale pour prévoir et gérer la biodiversité dans notre monde, notamment en période de changement climatique.

Gardant cela à l'esprit, Dr Sandra Hervias-Parejo et ses collaborateurs ont mené une étude fascinante utilisant une méthode innovante réseaux d'interaction multicouches approcher que prend en compte les variations simultanées dans le temps et dans l’espace. Ces réseaux intègrent plusieurs niveaux d’interactions, expliquant les différences d’abondance des espèces dans le temps et dans l’espace. Les nœuds et les bords sont toujours présents dans ces réseaux, mais ils sont divisés en couches distinctes, représentant différents types d'interactions. Ces couches peuvent être utilisées pour représenter diverses formes de contacts, emplacements spatiaux, sous-systèmes ou points dans le temps. Les connexions entre les nœuds au sein d’une même couche sont appelées connexions intracouches, tandis que les connexions entre les nœuds de différentes couches sont connexions intercouches. Cette nouvelle approche est très prometteuse pour l’étude des interactions écologiques, car elle reconnaît que ces interactions ne se produisent pas de manière isolée au sein d’un écosystème mais coexistent plutôt simultanément.

Au printemps 2021, les auteurs ont réalisé cinq travaux de terrain consécutifs (de mars à juillet 2021) dans trois habitats différents sur l'île de Minorque en mer Méditerranée. Ils ont sélectionné trois sites sur l'île avec trois habitats différents et enregistré les interactions entre les plantes et les pollinisateurs. De plus, ils ont effectué un décompte des fleurs sur des plantes individuelles pour estimer le nombre de fleurs ouvertes, de fleurs observées et de fleurs contactées par chaque insecte floral en visite dans des transects sélectionnés au hasard sur chaque site d'échantillonnage. Cela a fourni des données précieuses pour estimer l’abondance des espèces végétales et la densité des fleurs dans les zones respectives.

Sur la base de leurs données collectées, les chercheurs ont construit deux réseaux multicouches distincts : un réseau multicouche temporel et un réseau multicouche spatial. Le réseau spatial regroupait les interactions en trois couches (une couche pour chaque habitat), tandis que le réseau temporel regroupait les interactions en cinq couches (une couche pour chaque mois d'échantillonnage). Ces réseaux leur ont permis d'analyser les interactions dynamiques entre les espèces dans le temps et dans l'espace, offrant ainsi une compréhension globale des relations écologiques dans l'écosystème étudié.

L’une des découvertes les plus fascinantes de cette recherche est le renouvellement important des espèces et leurs interactions dans l’espace et dans le temps. Alors que renouvellement des espèces était plus prononcée avec le temps, la renouvellement des interactions était plus prononcée dans l’espace. Cela signifie qu'au fil du temps, il y a eu un plus grand changement dans les espèces présentes à différentes périodes, tandis que les interactions ont montré une variation plus significative lors des déplacements entre différents habitats. Le renouvellement des espèces était influencé par la présence d’espèces endémiques, d’espèces à répartition restreinte et par le moment de la floraison des plantes. En revanche, le renouvellement des interactions était plus élevé dans l’espace en raison des différences de richesse en espèces et de facteurs abiotiques entre les habitats. En d’autres termes, la variation des interactions était plus significative lorsque différents habitats étaient comparés en raison des conditions uniques offertes par chaque habitat en termes de composition en espèces et de facteurs environnementaux. Cela suggère que les pollinisateurs ont une adaptabilité stratégique, ajustant leurs interactions à différents scénarios écologiques.

L'étude a également révélé que la contribution des plantes et des pollinisateurs à la structure du réseau varie selon la composante considérée. Si les espèces végétales jouent un rôle crucial dans le maintien de la cohésion des réseaux spatiaux, l’importance des pollinisateurs est corrélée aux deux échelles. Ce résultat montre, au moins en partie, que les interactions plantes-pollinisateurs sont une conséquence de rencontres aléatoires entre plantes et pollinisateurs. Et cela est encore réaffirmé lorsque l’on examine la polyvalence des espèces. La polyvalence des espèces végétales est positivement liée au nombre de fleurs dans le réseau spatial. Cela se produit parce que, dans les environnements aux ressources limitées, comme les îles, les pollinisateurs consomment les ressources disponibles sans se spécialiser. En revanche, la polyvalence des pollinisateurs est positivement liée à leur abondance. Ceci est principalement dû à trois espèces d'abeilles (Andrena ovale, Anthophore plumipes et Anthophore souterraine) et les insectes de l'ordre des Thysanoptères, qui partagent le plus grand nombre de partenariats avec d'autres espèces, tant dans le temps que dans l'espace, agissant comme connecteurs spatiaux et temporels dans les réseaux d'interaction entre plantes et pollinisateurs.

L'étude a également révélé que les réseaux temporels présentaient un nombre plus élevé de modules (c'est-à-dire des groupes d'espèces interconnectés) par rapport aux réseaux spatiaux. Cela implique que les espèces présentes dans les réseaux spatiaux peuvent maintenir des interactions cohérentes tout en trouvant des partenaires fiables dans différents habitats. En conséquence, ils jouent un rôle essentiel en tant que connecteurs reliant différentes couches spatiales. De plus, l’adaptabilité des plantes et des pollinisateurs dans les réseaux temporels était particulièrement remarquable. L'échange d'espèces entre les modules de ces réseaux suggère un niveau plus élevé de flexibilité et de résilience parmi ces organismes, améliorant ainsi leur capacité à prospérer dans diverses conditions environnementales.

De plus, le regroupement de pollinisateurs de différents groupes fonctionnels indique leur forte association les uns avec les autres. Cela met en évidence l'importance de la présence d'espèces spécifiques dans différents habitats et pendant diverses périodes d'échantillonnage pour le maintien de ces réseaux. Ces associations s'étendent au-delà des simples traits morphologiques ou liés à l'espèce et contribuent de manière significative à l'équilibre écologique et à la stabilité de ces systèmes.

Compte tenu de tous ces résultats fascinants, cette étude fournit des informations précieuses sur la nature dynamique des interactions plantes-pollinisateurs et souligne l’importance de prendre en compte les échelles spatiales et temporelles. Comprendre les modèles communs et les moteurs de ces interactions devient crucial à mesure que les changements globaux continuent d’affecter les écosystèmes. Ces résultats soulignent que de courtes périodes de floraison peuvent limiter la disponibilité de partenaires pour les plantes et les pollinisateurs, car le temps est une question importante pour la rencontre entre deux partenaires d'interaction possibles, ce qui peut conduire à une reproduction réduite si les pollinisateurs ne sont pas disponibles pendant cette période.

Cependant, la remarquable flexibilité observée dans les changements de partenaires d’interaction suggère un certain niveau d’adaptabilité. Il reste à voir comment le volume d’interaction et le recâblage affectent les conséquences écologiques et si les espèces subissent d’autres effets néfastes. À l’avenir, cette recherche souligne la nécessité de prendre en compte les différences spatio-temporelles dans l’utilisation des ressources pour améliorer notre compréhension des interactions mutualistes. En approfondissant notre compréhension de ces dynamiques, nous pouvons mieux conserver et protéger les réseaux vitaux de pollinisateurs végétaux et les écosystèmes qu’ils soutiennent, garantissant ainsi la résilience de l’orchestre naturel qui alimente notre planète.

LIRE L'ARTICLE:
Hervías‐Parejo, S., Colom, P., Beltran Mas, R., E. Serra, P., Pons, S., Mesquida, V. et Traveset, A. (2023). Variation spatio-temporelle des interactions plantes-pollinisateurs : une approche par réseau multicouche. Oikos, e09818. https://doi.org/10.1111/oik.09818

Traduction en portugais par Victor HD Silva.

Victor HD Silva est un biologiste passionné par les processus qui façonnent les interactions entre les plantes et les pollinisateurs. Il s’efforce actuellement de comprendre comment les interactions plantes-pollinisateurs sont influencées par l’urbanisation et comment rendre les espaces verts urbains plus favorables aux pollinisateurs. Pour plus d'informations, suivez-le sur Twitter : @another_VDuarte