Simple Science

La science de pointe expliquée simplement

# Biologie# Biologie du développement

Changement climatique et déplacement des espèces : un nouveau modèle

XSDM aide à prédire comment le changement climatique affecte les habitats des animaux et des plantes.

Emilio Berti, Benjamin Rosenbaum, Daniel C. Reuman

― 7 min lire


Nouveau modèle s'attaqueNouveau modèle s'attaqueau déplacement desespècescause de la variabilité climatique.XSDM prédit des changements d'habitat à
Table des matières

Le changement climatique redessine notre monde de plein de façons, et l'un des impacts les plus importants, c'est sur les endroits où les différentes Espèces peuvent vivre. À mesure que l'environnement change, beaucoup d'animaux et de plantes sont forcés de trouver de nouveaux foyers qui correspondent mieux à leurs besoins. Ce changement d'habitat peut créer de gros problèmes pas seulement pour la faune elle-même mais aussi pour nous, les humains, qui dépendons de cette faune pour des trucs comme la nourriture et l'air pur.

La Nécessité Urgente de Comprendre

Avec tous ces changements, il est crucial que les scientifiques comprennent comment et pourquoi les espèces bougent. Il faut qu’on puisse prédire où elles iront ensuite. Malheureusement, les méthodes actuelles qui aident à estimer les mouvements des espèces oublient souvent un détail important : la Variabilité climatique. C’est une manière un peu enrobée de dire que le temps change de manière imprévisible d'année en année.

Quand les scientifiques analysent où une espèce aime vivre, ils se basent généralement sur des conditions climatiques moyennes. Mais la nature n’est pas si simple. Juste parce qu'un endroit a en moyenne 21 degrés toute l'année, ça ne veut pas dire qu'il n'y aura pas de vagues de chaleur ou de refroidissements inattendus. Ces fluctuations peuvent avoir de graves effets sur la façon dont les populations grandissent, prospèrent ou disparaissent.

Introduction d'une Nouvelle Approche : XSDM

Pour prendre en compte les surprises météorologiques, des chercheurs ont introduit un nouveau modèle appelé XSDM. Pense à ça comme un GPS pour les espèces, mais ce GPS prend en compte à la fois les routes habituelles et les obstacles inattendus. XSDM est conçu pour mélanger des données sur les modèles climatiques avec des dynamiques de population, ce qui signifie qu'il regarde combien d'animaux ou de plantes grandissent et changent selon les hauts et les bas de l’environnement.

En combinant ces idées, XSDM aide les scientifiques à prédire non seulement où les créatures pourraient vivre maintenant, mais aussi où elles pourraient finir par aller à l'avenir. Ça pourrait aider les conservationnistes à mieux planifier pour protéger les espèces vulnérables et maintenir des écosystèmes sains.

Pourquoi la Variabilité Climatique Est Importante

Alors, pourquoi la variabilité climatique est-elle si importante ? Eh bien, ça peut sérieusement influencer la réussite d'une population. Imagine que tu gères une boulangerie. Si chaque jour est ensoleillé et que les affaires tournent à plein, c’est génial ! Mais que se passe-t-il si tu commences à avoir des jours de pluie aléatoires ? Certaines personnes pourraient rester chez elles, et tu risques de te retrouver avec des pâtisseries en trop.

Dans la nature, ces “jours de pluie” peuvent désigner des événements météorologiques imprévisibles comme des vagues de chaleur ou de fortes pluies. Ils peuvent influencer tout, depuis le nombre de jeunes animaux qui survivent jusqu’à la quantité de nourriture disponible. Si les scientifiques ignorent ces changements imprévisibles, ils pourraient obtenir une image faussée des chances de survie d'une espèce.

L'Impact de la Variabilité Climatique sur les Espèces

Voyons comment la variabilité climatique affecte certaines espèces spécifiques. Des chercheurs ont étudié un éventail de créatures nord-américaines, des lézards aux plantes, et ont découvert que la variabilité climatique interannuelle réduisait leurs habitats potentiels de 26 % en moyenne. Pour certaines espèces, c'était même plus élevé. Par exemple, le lézard de verre de l'Est pourrait voir son aire de répartition se réduire de 57 % si la variabilité climatique n'est pas prise en compte. C'est comme se faire virer de son café préféré et se faire dire de trouver un autre endroit à l'autre bout de la ville !

D'un autre côté, une petite plante costaud comme la Solidago canadensis a réussi à mieux s'adapter, ne perdant qu'environ 12 % de sa distribution potentielle. Mais ce n'est pas rien ! Même des petits changements peuvent avoir de gros effets en matière de biodiversité et de santé des écosystèmes.

Comment Fonctionne XSDM

XSDM débarque dans le monde du modélisation comme un nouveau super-héros, combinant un modèle de réponse démographique avec un modèle d'observation. Il prend toutes sortes d'infos climatiques - comme la température annuelle et les précipitations - et les décompose pour voir comment cela impacte la croissance des espèces au fil du temps. Essentiellement, c'est comme avoir une appli météo super précise qui donne non seulement la température actuelle mais qui te dit aussi quel temps il fera pour ton spot extérieur préféré la semaine prochaine.

  1. Fonction Croissance-Environnement : XSDM commence par créer une fonction croissance-environnement, décrivant comment la croissance des espèces est influencée par divers facteurs climatiques. C'est là que la magie opère, car le modèle aide à indiquer quels environnements sont adaptés pour qu'une espèce prospère.

  2. Fonction de Lien de Détection : Ensuite, il relie les taux de croissance des espèces à la probabilité de les voir dans la nature. En gros, si une espèce se porte bien, il est plus probable que tu la vois gambader dans son habitat.

Tester XSDM

Pour voir si XSDM était aussi bon que ça, les chercheurs ont fait des simulations avec des espèces virtuelles. Pense à ça comme un jeu vidéo où ils peuvent contrôler chaque aspect de l'environnement et voir comment les espèces s’en sortent. Les résultats étaient prometteurs. XSDM a pu prédire avec précision la convenance des habitats et a même mieux réussi que d'autres modèles qui ne prenaient pas en compte la variabilité climatique.

La Route à Suivre

Il y a encore de la marge d'amélioration, bien sûr. Une éventuelle mise à niveau pour XSDM pourrait inclure plus de complexité en intégrant des facteurs comme la structure d'âge des populations. Par exemple, la jeune génération a-t-elle des besoins climatiques différents de ceux des anciens ? Il y a aussi la possibilité de prendre en compte les adaptations locales aux différents climats, ce qui pourrait mener à une compréhension plus riche de la façon dont les espèces réagissent à leurs maisons en constante évolution.

C'est un peu comme essayer de faire le sandwich parfait. Tu as tes principaux ingrédients, mais avec un peu d'épices ici et un peu de croquant là, tu peux l'élever à quelque chose de vraiment remarquable !

Pourquoi Ça Compte

Pourquoi tu devrais te soucier de tous ces trucs scientifiques ? Eh bien, la réalité, c'est que le changement climatique n'est pas juste un problème lointain. Ça se passe ici et maintenant, et ça affecte tout, de nos systèmes alimentaires à nos paysages naturels. Si on veut garder notre monde diversifié et vivant, on doit comprendre comment le climat influence le monde animal et végétal.

En utilisant de nouveaux modèles comme XSDM, on peut améliorer nos stratégies de conservation et protéger la variété de la vie sur Terre. Après tout, un monde avec moins de critters et de plantes, c'est pas juste triste ; ça pourrait nous causer de gros problèmes aussi, car on dépend de ces systèmes vivants pour beaucoup de nos besoins.

Conclusion

En résumé, le changement climatique redessine où les espèces vivent, et comprendre ça est crucial pour des efforts de conservation efficaces. La nouvelle approche de XSDM offre un outil prometteur pour intégrer la variabilité climatique dans la modélisation, aidant à prédire plus précisément les distributions des espèces. Donc, la prochaine fois que tu penses au changement climatique, souviens-toi que ce n'est pas juste une histoire de calottes glaciaires qui fondent et de mers qui montent ; c’est aussi au sujet des petits lézards et des grands arbres qui s'adaptent à un monde à l'envers. Plus on apprend, mieux on peut protéger la riche tapisserie de la vie sur notre planète.

Source originale

Titre: The impacts of climate variability on the niche concept and distributions of species

Résumé: 1Inter-annual climate variability affects the long-term growth rate and thus the viability of populations. Despite the importance of climate variability, niche models and species distribution models (SDMs) typically do not account for it. This causes systematic biases in the projected distributions of species and can mislead conservation measures. Here, we use ideas from stochastic demography to quantify the effects of inter-annual climate variability on population performance and distributions of species, developing a new SDM framework which we call XSDM. The new framework expands the traditional deterministic notion of the fundamental niche, re-conceptualizing the niche to account for stochasticity. XSDM can be applied widely, requiring only occurrence data, e.g. from GBIF, and it shows superior performance to commonly-used SDMs in simulation studies. Using XSDM, we assessed the impacts of inter-annual climate variability on 10 North-American species chosen as illustrative examples. We found that climate variability reduces the potential distribution of the species on average by 26% and up to 57%. SDMs and niche concepts that do not incorporate variability cannot account for this reduction and can thus be strongly biased. Because climate change is altering not only average conditions, but also the frequency and intensity of extreme events, which are aspects of variability, it is paramount to better understand how climate variability influences the distributions of species in order to help mitigate future biodiversity losses due to climate change. Our new XSDM approach provides a new foundation for such a research program by helping re-orient niche theory to include stochastic effects. 2 Significance statementInter-annual climate variability influences populations long-term viability and, therefore, species distributional ranges. However, existing niche concepts and species distribution models (SDMs) typically do not account for such variability and therefore cannot accurately predict species distributions. Here, we developed the new SDM framework "XSDM" that accounts for climate variability when assessing the ecological niche of a species and predicting its distribution. We tested XSDM using simulations, where it performs better than traditional SDMs. By applying XSDM to 10 example species, we found that climate variability impacts their distribution, reducing potential range by up to half. As global change alters climate variability, e.g., through increased frequency and intensity of extreme events, our new paradigm provides better tools for countering future biodiversity losses.

Auteurs: Emilio Berti, Benjamin Rosenbaum, Daniel C. Reuman

Dernière mise à jour: 2024-11-03 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.30.621023

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.30.621023.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

Articles similaires