Ecologie fondamentale: "Climax" l'emploi du concept de stabilité pour un écosystème

[invite5a8ad631]

Bonjour,
voilà mon raisonnement.
On cherche à définir un milieu/écosystème/biome en termes structurels et dynamiques. Donc on veut un système dont la majorité des interactions(biotiques et abiotiques) lui sont inhérentes (je suppose). En terme de structure, on a tous les outils de caractérisations de milieux, d'analyse de distribution des espèces, enfin je passe.
Mais en terme de dynamique, lorsqu'on cherche à comprendre l'histoire du milieu et son évolution, on peut tomber sur l'idée de succession écologique.
Cela énonce grossièrement l'idée que des organismes pionniers à une forêt dense, on verra une évolution "phasée".
On parle donc de climax (à tort, d'après la biblio.) pour définir la phase "ultime" d'une localité. Pour laquelle on a une stabilité marquée, une diversité importante et/ou une biomasse importante.
Je précise que j'ai bien compris qu'il s'agit d'une abstraction, d'un système définit arbitrairement mais utile à la discussion. En d'autre termes je ne suis pas choqué par le fait qu'on décide d'arrêter le temps sur un écosystème pour en comprendre la structure.
Mais dans le cadre de la dynamique des écosystèmes, quand on appelle pallier tel ou tel système (je carricature) ne fait-on pas une erreur méthodologique?
En effet, cela me semble contradictoire avec l'hypothèse neutraliste (Motoo Kimura..) qui énonce qu'un système visiblement indépendant peut n'être que le résultat d'une distribution aléatoire?
Quant on parle de ces phases, je ne trouve que des causes mésologiques ou biotiques à leurs existences dans la littérature.
Enfin voilà pardonnez ma confusion probable.
J'ai en fait la conviction qu'un certain nombre d'inconnues en écologie vienne de l'absence d'une méthodologie syncrétique mais c'est sûrement naif, alors disons d'une théorie syncrétique de l'évolution des milieux vivants.
Non?
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[inviteccac9361]

Bonjour,

Mais en terme de dynamique, lorsqu'on cherche à comprendre l'histoire du milieu et son évolution, on peut tomber sur l'idée de succession écologique.

Oui, mais attention, l'évolution dont il est question ici correspond à celle de l'ecosystème, vu comme un "macro-organisme".
(ceci comprenant les espèces ainsi que les milieux)

C'est à dire la présence quantitative des especes (et plus finement des populations certes, mais dont l'évolution spécifique ne remet pas en cause les successions) au sein des niches.
La composition et la répartition des populations ainsi que celle du biotope évolue donnant lieu à des successions.

La théorie neutraliste de Motoo Kimura concerne l'évolution des espèces et non pas celle de l'écosysteme (comprenant le biotope).

Basée sur des modèles mathématiques de diffusion, Kimura a postulé que certaines mutations génétiques entraînent des changements au niveau moléculaire (protéines) qui sont neutres au regard de la sélection naturelle.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A...%C3%A9volution

[invite5a8ad631]

Merci
Pour ce qui est du macro-organisme c'est comme ça que je comprenais la théorie(pas d'évolution au sens darwinien).
Par ailleurs pour le neutralisme j'ai été un peu vague. Il s'agit d'une récupération du concept appliqué à des communautés et qui date de 1992 par un certain Haindel ou Hengel je sais plus.
:
L’hypothèse selon laquelle tous les individus du peuplement ont des comportements identiques. En
particulier, ils ont tous même taux de reproduction (r) et même taux de mortalité (m).
En partant de là et avec les simples effets de migration (pas de dérive) et de mutation tu vas obtenir un méta-écosystème modélisé dans lequel des spots apparaissent au hasard et ressemblent vraiment à ce qu'on trouve dans la nature. C'est juste un effet de probabilité.

Cette hypothèse peut expliquer la formation de n'importe quelle barrière éco-systèmique, plaine-forêt par exemple, simplement avec une évolution des effectifs "de proche en proche"
L'idée c'est que là où on chercherait des causes mésologiques ou biologiques à ta distribution d'effectifs ET d'espèces, il peut tout bêtement ne pas y en avoir.
Mais c'est une partie du problème.
Cet exemple c'était pour montrer(souligner plutôt) que le vivant n'a pas vocation à la complexité (climax...) et que la Sélection n'explique pas toutes les distributions des communautés.

Pour en revenir au problème, ce n'est pas la succession écologique, en elle-même qui me chiffonne, mais l'idée de stabilité dans les phases. Cela intègre selon moi une trop forte indépendance de ton système.
Avec l'analogie à un grand organisme, je relève (c'est un choix) la programmation génétique des phases du développement. Tu vois pourquoi cela me gêne?
Donc selon moi on ne peut pas parler de stabilité car aucun système n'est vraiment stable (équilibre instable en thermodynamique)
Il faut faire attention, à cause de l'apparente cohérence des systèmes vivants, à ne pas oublier que c'est l'homme qui les distingue. Selon moi c'est dangereux.

[inviteccac9361]

Donc selon moi on ne peut pas parler de stabilité car aucun système n'est vraiment stable (équilibre instable en thermodynamique)
Il faut faire attention, à cause de l'apparente cohérence des systèmes vivants, à ne pas oublier que c'est l'homme qui les distingue. Selon moi c'est dangereux.

C'est vrai, et tout dépend de l'échelle de temps considéré.
Pour continuer dans l'analogie avec un macro-organisme, on peut rapprocher ce cas au développement d'un être humain.
La phases foetale est courte comparée à l'adolescence, comparée à la vie adulte, par exemple.

Et tout dépend aussi de l'echelle d'espace considéré.
En faisant la même comparaison avec l'espece humaine, on peut considérer par exemple que l'espèce humaine ne s'éteint pas, il existe des climax particuliers de manière géographique et localement une population peut être par exemple plus jeune qu'une autre.

En prenant le cas d'une foret naturelle de feuillus sous nos climats tempérés, localement il se produit des trouées, des clairières, lorsqu'un arbre agé tombe.
Localement des espèces necessitant plus de lumière peuvent alors se développer.

Et ne pas oublier qu'une pelouse tondue régulièrement constitue aussi un climax.
Le climax n'est pas synonyme de complexité, mais de stabilité.

Je trouve que la page de Wikipedia à ce sujet, bien qu'assez courte résume bien la notion de climax.

Dans le domaine de l'écologie, le climax désigne l'état final d'une succession écologique ; l'état le plus stable dans les conditions abiotiques existantes. C'est un état théorique ; en réalité différents stades de la succession écologique coexistent.

Lorsque cet état est atteint, l'énergie et les ressources ne servent théoriquement qu'à maintenir cet état. Lorsqu'un biome atteint son développement climacique, on fait référence à la végétation en parlant de « végétation climacique ».

Sans intervention humaine, une série de végétation évolue jusqu'à ce que l'écosystème soit dominé par un type de végétation stable, on parle alors de climax écologique.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Climax_(%C3%A9cologie)

L'idée c'est que là où on chercherait des causes mésologiques ou biologiques à ta distribution d'effectifs ET d'espèces, il peut tout bêtement ne pas y en avoir.

Si justement, il existe des paramètres qui prennent le dessus sur d'autres plus fins.

Par exemple la limitation trophique; le couvert vegetal empêche certaines espèces necessitant plus de lumière de se développer.
Les variations individuelles des populations ne sont pas en mesure de contrer un facteur aussi rigoureux.
A comprendre dans le sens où le nombre des espèces possible est limité.
Les espèces possèdent leur répartition géographique, elles possèdent un spectre plus ou moins large concernant certains facteurs necessaires à leur développement.

Par exemple la temperature que peut supporter une espèce (population de manière plus fine), limite leur présence.
Et l'optimum pour ce facteur intervient dans la réalité de leur optimum de développement.
Il ne peut donc pas y avoir tout et n'importe quoi en tout lieu.

On a donc bien un "typage" des espèces rencontrées simultanément en certains lieux.
On classe ces associations de manière artificiel certes, mais ce classement est pourtant bien cohérent avec la situation rencontrée.

Qui plus est, les associations(ou exclusions) entre espèces, en particulier les associations végétales, "verrouillent" assez solidement le "typage".

Avec l'analogie à un grand organisme, je relève (c'est un choix) la programmation génétique des phases du développement. Tu vois pourquoi cela me gêne?

Bien entendu, il n'y a pas de programmation génétique dans le cas d'un écosystème, ce qui n'empèche pas qu'il puisse exister des phases.

Par exemple; suite à une eruption volcanique, il se présente un couvert rocheux.
Ce n'est pas un chêne, ni même un bouleau qui va s'y développer.
Ce sont les lichens (si les conditions climatiques le permettent), qui vont reformer la première couche de terre.
On a donc une première succession.

Viendront les plantes herbacées.
La quantité d'humus et la flore microbienne etc s'étant formée, d'autres plantes pouront alors coloniser le milieu (selon les apports liés par exemple aux oisaux etc).
Des arbustes pouront alors apparaitre...
Et ce stade peut correspondre à un climax, ou ne s'apparenter qu'à une succession.
On est d'accord, et c'est ce point qui peut effectivement prêter à critique, car il s'agit d'un aspect théorique.

Si le milieux permet de passer à une autre phase de développement, c'est une succession, sinon, c'est un climax.
A noter que le facteur le plus limitant est le climat (hygrométrie, temperature).
Et celui-ci évolue théoriquement le plus lentement.
A mettre en rapport avec l'évolution du sol... qui dépend aussi du climat.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5a8ad631]

Unified neutral theory of biodiversity Hubbell 2001
http://en.wikipedia.org/wiki/Unified...f_biodiversity

[inviteccac9361]

Unified neutral theory of biodiversity Hubbell 2001
http://en.wikipedia.org/wiki/Unified...f_biodiversity

D'accord, merci pour le lien, je comprend mieux le principe.

L’hypothèse selon laquelle tous les individus du peuplement ont des comportements identiques. En
particulier, ils ont tous même taux de reproduction (r) et même taux de mortalité (m).
En partant de là et avec les simples effets de migration (pas de dérive) et de mutation tu vas obtenir un méta-écosystème modélisé dans lequel des spots apparaissent au hasard et ressemblent vraiment à ce qu'on trouve dans la nature. C'est juste un effet de probabilité.

Cette hypothèse peut expliquer la formation de n'importe quelle barrière éco-systèmique, plaine-forêt par exemple, simplement avec une évolution des effectifs "de proche en proche"
L'idée c'est que là où on chercherait des causes mésologiques ou biologiques à ta distribution d'effectifs ET d'espèces, il peut tout bêtement ne pas y en avoir.

Dans ce cas, il est assez difficile de donner un avis définitif.
Néanmoins, je vais tenter de m'avancer un peu.

Il est effectivement possible que cette théorie puisse s'appliquer dans certains cas, pour un certaines espèces.
Je ne crois pas dans une théorie unitaire permettant de modeliser les écosystèmes par quelques formules.

A vue de nez, ce qui permet à cette théorie de donner parfois des résultats justes, c'est que certaines espèces possèdent un capacité d'adaptation élévée.
En gros, elle s'adresse à des populations qui possèdent génétiquement (par épigénèse) la possibilité de décaler leur optimum afin d'être adaptés individuellement au mieux vis à vis des exigences du milieu.
Par exemple avoir une fourrure epaisse si il fait froid, moins épaisse si il fait moins froid.

L'épigenèse est une théorie qui stipule qu'un embryon se développe en devenant de plus en plus complexe. Cette théorie est historiquement opposée à la théorie de la préformation qui voit l'embryon comme un être vivant « miniature » où tous les organes sont déjà présents.

L'épigénèse est mentionnée par Aristote, qui la préfère déjà à la préformation. Pourtant, la préformation est la théorie dominante jusqu'à la fin du XVIIIe siècle. Un débat opposera Wolff, Maupertuis ou Buffon, partisans de l'épigénèse, à Bonnet ou Spallanzani, partisans de la préformation.

Aujourd'hui, toutes les observations confirment l'épigénèse.

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89pigen%C3%A8se


Des individus trop spécialisés deviennent rares du fait de leur incapacité à s'adapter.

Il en va de même pour l'exigence trophique.
Lorsque le régime alimentaire est limité, le fait d'être herbivore stricte ou carnivore stricte n'apporte pas la adaptabilité que de pouvoir changer ce régime.
Certaines espcèces de lezards par exemple sont insectivores tant que les ressources abondent et deviennent mi insectivores-mi herbivores lorsque les ressources viennent à manquer.
Cette capacité épigénétique est alors amplifiée à court terme au cours des générations par selection au sein de la population.

L'épigénétique est le domaine qui étudie comment l'environnement et l'histoire individuelle influent sur l'expression des gènes, et plus précisément l'ensemble des modifications transmissibles d'une génération à l'autre et réversibles de l'expression génique sans altération des séquences nucléotidiques.

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89p...A9n%C3%A9tique

Vu dans le temps, ceci peut donner l'impression (au niveau des chiffres) que l'espèce ne se préoccupe pas du milieu, or si on se penche sur le détail on se rend compte que c'est partiellement faux. Les individus sont selectionnées dans leur capacité à exprimer leur capacité à s'adapter, mais la population parait stable.

Point important, pour en revenir aux espèces rares, la population qui ne possède pas génétiquement la possibilité d'exprimer cette adaptation ne s'adapte pas mais a de fortes chances de disparaitre, localement. L'évolution n'agit pas sur un temps court.

Donc pour en revenir à la théorie

The unified neutral theory of biodiversity and biogeography (here "Unified Theory" or "UNTB") is a hypothesis and the title of a monograph by ecologist Stephen Hubbell.

he hypothesis aims to explain the diversity and relative abundance of species in ecological communities, although like other neutral theories of ecology, Hubbell's hypothesis assumes that the differences between members of an ecological community of trophically similar species are "neutral," or irrelevant to their success.

This implies that biodiversity arises at random, as each species follows a random walk.
The hypothesis has sparked controversy, and some authors consider it a more complex version of other null models that fit the data better.

http://en.wikipedia.org/wiki/Unified...f_biodiversity

Des espèces similaires, qui ont l'habitude de vivre dans les mêmes milieux, sont "armés" face aux variations du milieu. (épigénese possible)
Ils sont donc tous capables d'atteindre rapidement un optimum, finement ajusté.

Neutrality means that at a given trophic level in a food web, species are equivalent in birth rates, death rates, dispersal rates and speciation rates, when measured on a per-capita basis.
This can be considered a null hypothesis to niche theory.
Hubbell built on earlier neutral concepts, including MacArthur & Wilson's theory of island biogeography and Gould's concepts of symmetry and null models.

http://en.wikipedia.org/wiki/Unified...f_biodiversity

Ce qui peut aboutir par une marche au hasard à la domination d'une espèce par rapport à une autre, localement.