La théorie de la construction de niche est une branche de la Biologie Évolutive.
Elle se définit par la capacité des organismes, à travers leurs métabolismes et leurs activités, à modifier la sélection naturelle dans leur environnement, à agir sur leur propre évolution ainsi que sur celle des autres espèces, à affecter la dynamique des ressources, les patterns et la fitness des individus.
En effet, les organismes « constructeurs de niche » modulent la disponibilité des ressources des autres espèces (par exemple, les plantes changent la chimie naturelle du sol, le cycle des nutriments…). Ils ont donc des impacts non-trophiques sur la structure et la fonction de l'écosystème, ainsi que sur la biodiversité.
La construction de niche a donc 2 composantes:
• Elle conduit des épisodes de coévolutions entre les organismes et l'environnement.
• Elle crée des connections majeures entre les composantes biotiques de l'écosystème.
L'ingénierie des écosystèmes (anglais : ecosystem engineering) est un concept proche. Celui-ci décrit les modifications, le maintien et/ou la création d'habitats par les organismes, affectant la disponibilité des ressources pour les autres espèces.
Dynamique de population et construction de niche
Il y a une forte interaction entre la construction de niches et la dynamique de population de beaucoup d'espèces.
Population nécessaire - Population viable
Population nécessaire : nombre d'individus nécessaires pour maintenir la niche construite.
Population viable : nombre maximal d'individus qui peuvent être supportés par la niche.
C'est la relation entre ces deux concepts qui permet de définir une dynamique stable ou instable de la population dans la niche. Le point d'équilibre de la population (nécessaire au maintien d'une niche construite) est situé entre les deux.
Interaction niche/ organismes
De nombreuses études ont démontré l'importance de la construction de niche non seulement dans la dynamique de population d'autres espèces, en permettant à celles-ci de vivre dans des environnements physiquement stressants (exemple des éléphants qui créent l'habitat des lézards), mais aussi la dynamique de population de l’espèce constructrice elle-même. Ainsi, grâce à la construction de niche, les plantes peuvent survivre aussi dans des sols qui seraient à priori non fertiles.
Le mécanisme de construction de niche, ou d'ingénierie des écosystèmes, présente donc un feedback positif entre les organismes et leur environnement.
Dans un milieu donné, certaines espèces seront contraintes de construire leur niche écologique pour survivre, alors que pour d’autres espèces cette construction sera, bien que bénéfique, facultative.
Métapopulation et Hétérogénéité spatiale
L'hétérogénéité spatiale des ressources environnementales est une conséquence de la construction de niche.
Une niche construite peut perdurer après la mort de l'individu qui en est à l'origine. Ce phénomène permet d'augmenter l'hétérogénéité de l'habitat par fragmentation des niches non-construites en plusieurs niches construites, ce qui revient à augmenter la capacité de charge du milieu.
Dans les systèmes monospécifiques, la construction de niche de la population présente améliore la teneur en ressources, et favorisera la probabilité de colonisation réussie dans les prochaines générations et approfondira donc l'empreinte sur l'habitat.
La construction de niche interspécifique diminue la teneur en ressources nécessaire à la survie des autres espèces, réduit donc l'intensité de la compétition et améliore la coexistence stable.
La coexistence peut apparaître à partir de 3 trade-offs interspécifiques parmi:
• l'habileté pour la compétition,
• l'habileté pour la colonisation,
• l'habileté pour la construction de niche.
Persistance dans le temps
Gène
2 locii interviennent dans la construction de niche. Le premier locus gouverne le comportement individuel pour la construction de niche. Ce comportement modifie les ressources disponible ce qui affecte le second locus, car celui-ci est dépendant des modifications des ressources par les individus des générations passées.
Empreinte - Héritage écologique
La construction de niche peut aussi être considérée à l'échelle intergénérationnelle. Elle permet d'appréhender le rôle de la construction de niche dans la macroévolution, et ce, via le concept d'empreinte écologique, aussi appelé héritage écologique.
Ce terme d'empreinte écologique signifie que la construction de niche affectera non seulement les dynamiques de la population présentes mais aussi les dynamiques et la distribution des futures générations. Elle augmente la probabilité de colonisation réussie dans les prochaines générations.
Évolution, conservation, biodiversité
Conservation et gestion de l'environnement
La disparition des « constructeurs de niche » clés peut conduire à des changements abruptes dans les ressources et la sélection qu'ils créent, affectant grandement les autres espèces (cas des espèces invasives qui peuvent conduire à une perte importante de la biodiversité, quand l'envahisseur « enlève » le constructeur de niche clé de l'écosystème).
Les « ingénieurs » de l'écosystème surmontent les changements environnementaux par la création d'habitats appropriés. Ce sont des organismes flexibles capable de s'adapter à de nouvelles conditions environnementales. Cette capacité est appelée la construction de niche « counter-active ».
Évolution
La construction de niche permet la persistance d'organismes dans des environnements aux conditions défavorables (qui autrement pourraient conduire à leur extinction). De ce fait, les traits coûteux « constructeurs de niche » peuvent-être favorisés du fait des bénéfices qu'ils apporteront aux futurs descendants.
Les constructions de niche sont responsables de formes remarquables dans l’évolution. Elles peuvent causer une évolution aboutissant à une modification du polymorphisme.
La construction de niche peut augmenter ou diminuer la fitness, mais elle peut surtout introduire de nouvelles dynamiques dans l’écosystème et ainsi générer des interactions chaotiques.
Aspect social
Il existe également des niches sociales, nécessaires pour la vie en communauté des animaux sociaux tels que les singes. Ce ci n’est possible qu’en présence d’ordre, car les conflits menacent de déstabiliser la société. On peut donc considérer que la niche sociale est, dans le cas d’animaux grégaires, une part de la niche écologique. La construction de niche sociale influence aussi la fertilité.