Écologie des îles

Les îles sont des sites attractifs pour la recherche écologique car elles fournissent des exemples clairs d'évolution en action. Ils montrent des modèles intéressants de colonisation, d'adaptation et de spéciation.

Les îles sont entourées d'eau et peuvent ou non faire partie d'une masse continentale. Les îles océaniques surviennent en raison de l'activité volcanique ou de la croissance des récifs, et s'atténuent généralement avec le temps en raison de l'érosion et du changement du niveau de la mer[1]. Lorsque les îles émergent, elles subissent un processus de succession écologique au fur et à mesure que les espèces colonisent l'île (voir théorie de la biogéographie insulaire). Les nouvelles espèces ne peuvent pas immigrer par voie terrestre et doivent à la place arriver par voie aérienne, maritime ou éolienne. En conséquence, les organismes dotés de capacités de dispersion élevées, tels que les plantes et les oiseaux, sont beaucoup plus courants sur les îles que les taxons mal dispersés comme les mammifères[1]. Cependant, certains mammifères sont présents sur les îles, probablement en nageant ou en montant sur des «radeaux» naturels emportés par le continent.

Parmi les espèces qui arrivent, seules quelques-unes pourront survivre et établir des populations. En conséquence, les îles ont moins d'espèces que les habitats continentaux. Les populations insulaires sont petites et présentent une faible variabilité génétique (voir effet fondateur), mais sont isolées des prédateurs et des concurrents avec lesquels elles ont initialement évolué. Cela peut conduire à un processus appelé libération écologique, où une espèce est libérée de ses interactions communautaires ancestrales puis colonise de nouvelles niches.

En réponse à ces pressions écologiques changeantes, les espèces insulaires peuvent devenir beaucoup plus dociles que leurs homologues du continent, et peuvent devenir plus grandes (voir le gigantisme insulaire) ou plus petites (voir nanisme insulaire). Certaines de ces adaptations uniques se reflètent dans des espèces insulaires charismatiques telles que la tortue géante, le dragon de Komodo ou les mammouths pygmées.

Le dragon de Komodo est un exemple de gigantisme insulaire.

Après l'immigration, les oiseaux et certains reptiles ou mammifères ont tendance à devenir plus gros et prédateurs[2], montrant une concurrence intraspécifique détendue[3]. Pour les mammifères, les petites espèces augmenteront en taille et les grandes espèces diminueront en taille[4]. C'est ce que l'on appelle la «règle de l'île» et il est suggéré de minimiser la dépense énergétique[5].

D'autres adaptations à la vie sur les îles comprennent une poïkilothermie accrue[6], un comportement anti-prédateur détendu[7], et une sélection sexuelle [8] chez les animaux, et la perte des défenses herbivores[9] et une dispersion réduite chez les plantes[10].

La formation de nouvelles îles et leur isolement du continent offrent de nombreuses niches inoccupées auxquelles les espèces peuvent s'adapter. L'immigration de prédateurs et de concurrents étant limitée, de nombreux organismes sont capables de persister dans ces nouvelles niches. Cela se traduit par une fréquence élevée d' endémisme, où les espèces sont uniques à une zone localisée. Par exemple, 50% des zones d'oiseaux endémiques se trouvent sur des îles[11].

L'endémisme est souvent le résultat d' un rayonnement adaptatif [12]. Le rayonnement adaptatif se produit lorsqu'une seule espèce colonise une zone et se diversifie rapidement pour remplir toutes les niches disponibles. Un exemple courant est l'assemblage d'espèces de pinsons documenté par Charles Darwin dans les îles Galapagos. Les pinsons de Darwin ont présenté un rayonnement adaptatif en faisant évoluer différentes tailles de bec pour exploiter la diversité des graines présentes sur les différentes îles.

Le palila, l'un des nombreux plantes grimpantes menacées d'extinction qui a évolué par rayonnement adaptatif et est endémique des îles hawaïennes.

Parce que la répartition de ces populations est limitée par leurs habitats insulaires, elles ont tendance à avoir moins d'individus que leurs homologues du continent et une variation génétique plus faible. Ceci, avec les facteurs comportementaux et écologiques mentionnés ci-dessus, rend les espèces insulaires plus vulnérables à l'extinction[13].

La survie continue des espèces sur les îles dépend de facteurs tels que la sélection naturelle, la variation génétique, les perturbations naturelles (ouragans, éruptions volcaniques) et les perturbations d'origine humaine (espèces introduites, perte d'habitat). Les perturbations causées par l'homme ont tendance à être la principale cause de mortalité, et la compréhension des causes de l'extinction facilite les efforts de conservation.

Destruction de l'habitat

L'épuisement des ressources naturelles peut avoir des effets dramatiques sur l'écologie insulaire. Sur l'île de Pâques, l'épuisement de la forêt par l'homme a non seulement entraîné une perte généralisée d'espèces, mais aussi l'effondrement de la civilisation insulaire[15].

L'île de Pâques a été un site de changements écologiques dramatiques.

Aujourd'hui, il y a plus de 500 millions de personnes sur les îles, toutes dépendantes des ressources locales soit directement (utilisation traditionnelle), soit indirectement (revenus de l'écotourisme). La croissance démographique et le développement entraînent une forte déforestation, une pollution et une surexploitation. La surexploitation de la faune océanique est particulièrement préoccupante car les rendements des espèces de poissons des récifs coralliens sont une importante source de nourriture pour les populations insulaires.

Les humains ont contribué à la mondialisation et réduit l'isolement effectif des communautés insulaires, permettant l'invasion d'espèces exotiques. Cela peut avoir un effet profond sur les espèces indigènes. À Guam, le serpent arboricole brun introduit a mangé presque toutes les espèces de vertébrés indigènes jusqu'à l'extinction. Les chats et les chiens sauvages ont également considérablement diminué les populations de vertébrés indigènes sur les îles, à la fois par la prédation et la maladie. Les ongulés introduits constituent une autre menace majeure, car ils broutent la végétation indigène et peuvent détruire des forêts entières. [16] Les graminées exotiques peuvent surpasser les espèces indigènes du sous-étage et augmenter le risque d'incendie[17]. Enfin, les insectes sociaux tels que les fourmis posent également des problèmes majeurs[18].

Le réchauffement climatique est en train de devenir une cause importante de perte d'espèces sur les îles. Cela peut être dû à l'élévation du niveau de la mer, à l'intrusion d'eau salée dans les habitats d'eau douce ou à l'incapacité des espèces à s'adapter à l'augmentation des températures et aux événements météorologiques extrêmes. Les espèces végétales sont particulièrement sensibles[19]. Dans les zones plus isolées, telles que les îles de l'océan Austral, les effets indirects tels que les espèces envahissantes et le réchauffement climatique peuvent jouer un plus grand rôle pour influencer les populations que la surexploitation, la pollution et la perte d'habitat[20].

L'élévation du niveau de la mer est une préoccupation urgente pour de nombreuses insulaires.

La conservation des îles a tendance à se concentrer sur la préservation des espèces individuelles et de leurs habitats. Cependant, de nombreux écologistes préviennent que les processus écologiques et évolutifs doivent également être conservés[25]. La conservation des communautés insulaires dans leur ensemble est étroitement liée à la restauration.

La restauration active sur les îles peut être effectuée à la fois pour les espèces animales (translocations, reproduction induite) et les espèces végétales (reboisement). La création d'objectifs de restauration peut être difficile car il est souvent impossible de restaurer l'écosystème à son état «historique» ou «normal», si cet état peut même être clairement défini. La restauration n'est jamais complète, car les communautés écologiques sont toujours en état de changement.

L'épuisement des ressources étant un problème majeur sur les îles, les besoins des populations humaines doivent également être pris en compte. Sur de nombreuses îles, les scientifiques et les gestionnaires étudient les pratiques traditionnelles des populations autochtones en tant que solutions de conservation potentielles. Dans certains cas, les systèmes à prélèvement limité qui desservent la communauté peuvent offrir une meilleure alternative aux aires protégées entièrement fermées, s'il n'y a pas suffisamment de ressources pour une application appropriée[26]. L'éducation du public joue un rôle important.