Par le Musée d’histoire naturelle, l’Institut Leibniz pour la recherche sur l’évolution et la biodiversité
24 juillet 2023
Éléphants (mégaherbivores) dans le parc national de Tarangire, Tanzanie, Afrique. La diversité et l’abondance de ces géants étaient bien plus importantes dans le passé qu’aujourd’hui. Crédit photo : Juan Cantalapiedra
Faysal Bibi, du Museum für Naturkunde de Berlin, et Juan L. Cantalapiedra, de l’université d’Alcalá à Madrid, ont exploité des milliers de mesures de dents fossiles pour établir une carte de la taille et de la population des grands mammifères africains (plus de 15 kg) au cours des 10 derniers millions d’années.
Malgré les divers défis liés à la préservation des archives fossiles, la recherche a mis en évidence une similitude frappante dans la corrélation entre la taille d’un animal et sa densité de population, tant dans les communautés fossiles que dans les communautés existantes. Cela suggère que les mécanismes écologiques essentiels qui façonnent les communautés vivantes d’aujourd’hui peuvent également être observés dans les archives fossiles.
Au-delà de 45 kg, les chercheurs ont constaté que l’abondance diminuait avec l’augmentation de la taille, un schéma qui correspond à la « règle d’échelle métabolique » écologique, selon laquelle les espèces de grande taille ont des densités de population inférieures à celles des espèces de petite taille. Un écart par rapport au modèle écologique prédit est que les mammifères dont la taille est comprise entre 15 et 45 kg sont beaucoup moins nombreux que prévu, tant dans les communautés vivantes que dans les communautés fossiles. Les chercheurs ont interprété ce phénomène comme une signature des habitats de savane (où les singes et les petites antilopes vivant dans les forêts sont rares).
La grande surprise est venue lorsque les chercheurs ont examiné l’évolution de la répartition taille-abondance au fil du temps. Ils ont découvert que les communautés plus anciennes, datant d’environ 4 millions d’années, présentaient un nombre considérablement plus élevé d’individus de grande taille et une plus grande proportion de la biomasse totale dans les catégories de taille supérieure, que les communautés plus jeunes.
L’abondance des individus de grande taille dans ces communautés africaines fossiles – certains éléphants atteignant plus de 10 tonnes – est sans équivalent dans les écosystèmes actuels. Depuis lors, les archives fossiles ont progressivement perdu des individus de grande taille, reflétant le déclin à long terme de la diversité des grands mammifères de la fin du Pliocène et du Pléistocène, et aboutissant aux communautés appauvries et « miniaturisées » que nous connaissons aujourd’hui.
L’étude confirme des travaux récents qui prônent l’ancienneté des pertes de mégafaune africaine et remettent en question l’idée que le déclin de la mégafaune africaine est principalement dû à l’activité humaine.
Alors que la propagation de l’homme à travers le monde à la fin du Pléistocène et à l’Holocène (les 100 000 dernières années) a coïncidé avec l’extinction majeure de nombreux grands animaux, la recherche soutient l’idée que les pertes de mégafaune en Afrique ont commencé bien plus tôt, il y a environ 4 millions d’années, et bien avant que l’homme n’apprenne à chasser de manière efficace. L’étude met plutôt en évidence des facteurs environnementaux, tels que la baisse à long terme des températures mondiales et l’expansion des prairies tropicales, comme moteurs potentiels de l’extinction de la mégafaune.
L’étude a également montré que la perte de grands individus et la restructuration de la distribution de la biomasse dans les communautés de grands mammifères africains pourraient être liées à des diminutions de la productivité primaire. En utilisant une relation établie entre les formes de dents des mammifères (traits morphologiques) et la productivité des plantes (productivité primaire nette) aujourd’hui, les chercheurs ont calculé la productivité des communautés africaines dans le passé.
Ils ont constaté une diminution d’environ deux tiers de la productivité depuis le Miocène supérieur (il y a 5 millions d’années), une tendance observée à l’échelle mondiale et qui pourrait avoir considérablement diminué la capacité de charge des communautés de grands mammifères, entraînant une réduction de la diversité et une accélération de l’extinction des grandes espèces.
La recherche ouvre de nouvelles voies pour comprendre la dynamique des écosystèmes et les interactions complexes entre les individus, les espèces et leur environnement. En analysant les données sur l’abondance des fossiles et en intégrant des approches basées sur la taille, les scientifiques peuvent obtenir des informations précieuses sur la dynamique écologique qui sous-tend l’extinction.
La publication de cet article scientifique marque une étape importante dans notre compréhension des extinctions de la mégafaune africaine et de la restructuration des écosystèmes sur des échelles de temps géologiques. Les résultats obtenus par Bibi et Cantalapiedra ont le potentiel d’informer les efforts de conservation et d’améliorer notre capacité à prédire et à gérer les conséquences de la perte de biodiversité face aux changements environnementaux.
Référence : « Plio-Pleistocene African megaherbivore losses associated with community biomass restructuring » par Faysal Bibi et Juan L. Cantalapiedra, 8 juin 2023, Science.
DOI : 10.1126/science.add8366