Mesurer la biodiversité

biodiversité. Le mot évoque la splendeur d’une grande forêt, ou la richesse foisonnante de l’océan, et est simplement défini comme la variété d’organismes dans un écosystème d’intérêt. Pour protéger la biodiversité, les scientifiques doivent être capables de la mesurer. Cela signifie déterminer combien d’espèces différentes vivent ensemble dans un espace particulier. Quel est le moyen le plus pratique de compter les espèces ?

Il serait impossible d’essayer de tout compter dans un écosystème entier, c’est pourquoi les scientifiques utilisent un outil appelé quadrat, qui est un cadre de taille fixe placé au hasard dans l’environnement pour effectuer le comptage. Après avoir catalogué les espèces et les individus trouvés dans cette petite section, le processus est répété, en plaçant plus de quadrats au hasard, ou alternativement, à des positions fixes le long d’une ligne à travers l’environnement, appelée transect.

Afin d’estimer ensuite le nombre total d’espèces dans une zone, des courbes d’accumulation d’espèces sont utilisées. Si le nombre cumulatif d’espèces trouvées dans un quadrat est tracé en fonction du nombre de quadrats échantillonnés, une courbe émergera. Par exemple, dans cet ensemble de données, lorsque quatre quadrats ont été étudiés, il a été constaté qu’il y avait 10 espèces uniques. Six en contenaient 17 et ainsi de suite. L’asymptote de ce type de courbe représente une estimation du nombre d’espèces supportées par un environnement. Dans ce cas, il s'agit d'environ 30. Mais si la mesure de la diversité sur un seul site est incroyablement utile, la comparaison de sites sur une plus grande zone peut nous donner une indication encore plus grande de la diversité.

En 1972, l’écologiste Robert Whittaker a décrit trois grands types de biodiversité, alpha, bêta et gamma. La diversité alpha fait simplement référence au nombre d’espèces dans une zone et est souvent appelée richesse en espèces. Par exemple, sur ce site, il y a sept espèces différentes, donc le score alpha est de sept. Un deuxième site, le site B, compte cinq espèces, et un troisième, le site C, en compte sept. Mais en comparant les sites, nous pouvons déterminer ce que l’on appelle la diversité bêta, la somme des espèces uniques à chaque zone. Donc, si nous comparons le site A avec le site B, nous voyons trois espèces en commun entre les deux. En comptant les espèces restantes, nous trouvons qu’il y en a six. Cela signifie qu’il existe une diversité bêta entre le site A et le site B de six. Les sites A et C ont également trois espèces en commun, ce qui en laisse huit uniques. Il s’agit d’une diversité bêta de huit. Les sites B et C ont deux espèces communes entre eux, soit une valeur de diversité bêta de huit. Enfin, la diversité gamma est le nombre d’espèces différentes dans tous les sites combinés. Dans cet exemple, il existe une diversité gamma de 12. Donc, pour résumer les trois types de biodiversité, nous pouvons les regarder de cette façon, alpha, bêta et gamma. En plus d’enregistrer la diversité, les scientifiques se réfèrent souvent à l’uniformité des espèces, c’est-à-dire au nombre d’individus de chaque type présents. Par exemple, ces deux sites ont la même richesse, ou diversité alpha, puisqu’ils comptent tous deux sept espèces. Mais le site A est relativement envahi par les lapins avec un faible nombre d’autres espèces, tandis que le site B a une distribution assez uniforme des espèces, de sorte qu’il est considéré comme ayant une plus grande uniformité par rapport au site A. Les scientifiques ont généralement considéré que les écosystèmes avec une richesse et une régularité plus élevées, c’est-à-dire de nombreuses espèces uniformément réparties, étaient les plus sains. Les habitats perturbés, souvent dus aux actions de l’homme, comme l’agriculture ou la pollution, ont souvent une richesse et une régularité médiocres. Il est essentiel de pouvoir comparer les sites, car cela permet aux chercheurs de déterminer la santé relative des écosystèmes.
Dans ce laboratoire, vous effectuerez des échantillonnages par quadrat et transect sur trois sites environnementaux différents, ainsi qu’une simulation en laboratoire, puis analyserez les données recueillies pour décrire la biodiversité observée.