L'arbre de la vie permet de reconstruire le réseau alimentaire des récifs coralliens

Publié par Adrien le 15/01/2021 à 09:00
Source: CNRS INEE
Connaître le réseau alimentaire d'un écosystème signifie comprendre son architecture, ses flux de matière et d'énergie, et finalement permet de mieux le protéger. Cependant, pour les systèmes très riches, comme les forêts primaires ou les récifs coralliens, nous ne connaissons pas encore de façon globale l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) des relations alimentaires entre espèces.

Sur la base de l'arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en...) de la vie (La vie est le nom donné :), qui décrit les relations évolutives entre espèces, une équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) a montré que de nouveaux algorithmes d'apprentissage automatique (L'apprentissage automatique (machine-learning en anglais) est une discipline scientifique, qui est...) permettent de prévoir de façon assez précise l'ensemble des relations alimentaires chez les poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18...) de récifs. Cette étude, à laquelle des scientifiques du Centre de Recherches Insulaires et Observatoire de l'Environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) (CRIOBE - PSL/EPHE/CNRS/UPVD), de l'IRD, de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) Méditerranéen d'Océanologie (M.I.O - AMU/CNRS/IRD) et du CEntre de Synthèse et d'Analyse sur la Biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie...) (CESAB) ont contribué, est parue dans le numéro de Janvier 2021 de PLoS Biology.


Ensemble des relations prédateur-proie pour les 8 principaux groupes fonctionnels de poissons récifaux

Les systèmes écologiques ne sont pas un ensemble d'éléments constitutifs indépendants de la biodiversité, mais fonctionnent grâce à l'échange continu d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) et de nutriments entre les espèces. Le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) le plus évident est certainement la relation proie-prédateur. L'ensemble de ces relations construit un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) alimentaire (ou trophique) par lequel transitent matière et énergie, participant ainsi à la productivité générale du système et à son bon fonctionnement.

Si la production d'un système écologique se mesure typiquement par la quantification des flux, la structure du réseau alimentaire représente son architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions....) qui permet aux flux de se propager des bas aux hauts niveaux trophiques. Connaître cette architecture, c'est connaître les relations de dépendance entre les espèces et donc être capable d'appréhender des effets en cascade suite à des perturbations ou des mesures de gestion.

Dans les systèmes écologiques très riches en espèces, il est presque impossible de connaître avec précision cette architecture. Pour les récifs coralliens, le système marin le plus riche de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...), les scientifiques s'appuyaient jusque-là sur la définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la...) des relations proie-prédateur fournie par des experts. Des chercheurs du Centre de Recherches Insulaires et Observatoire de l'Environnement (CRIOBE - PSL/EPHE/CNRS/UPVD), de l'IRD, de l'Institut Méditerranéen d'Océanologie (M.I.O - AMU/CNRS/IRD) et du CEntre de Synthèse et d'Analyse sur la Biodiversité (CESAB) ont comparé plusieurs jeux de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) créés par des experts et ont montré que ceux-ci sont en désaccord pour environ 30 % des espèces de poissons.

Pour trouver une solution, les scientifiques ont cherché dans la littérature les informations existantes sur les contenus stomacaux des poissons de différents systèmes coralliens atlantiques et indopacifiques. Ils ont ainsi pu identifier de façon objective le régime alimentaire (Pour les régimes alimentaires d'ordre culturel pratiqués par l'Homme voir pratique...) de 13 961 poissons de récifs.

Ensuite, les chercheurs ont démontré que des algorithmes d'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus...) automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la...) basés sur les relations évolutives entre espèces, données facilement accessibles aujourd'hui, étaient en mesure de prévoir les relations prédateur-proie avec une erreur de seulement 5 %.

Si ces résultats parus dans PLoS Biology ne sont qu'un début, ces chercheurs espèrent avoir fait un premier pas vers une connaissance objective des réseaux trophiques des récifs coralliens en rendant leurs résultats accessibles à tous les scientifiques.

Références:
Parravicini V, Casey JM, Schiettekatte NMD, Brandl SJ, Pozas-Schacre C, Carlot J, et al. (2020)
Delineating reef fish trophic guilds with global gut content data synthesis and phylogeny.
PLoS Biol 18(12): e3000702.
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