La diversité phytochimique et les herbivores sont plus élevés dans les forêts tropicales, selon une étude

Il est largement admis que les interactions biologiques sont plus fortes ou plus importantes dans la création et le maintien de la biodiversité dans les régions tropicales que dans les régions tempérées. Cependant, cette hypothèse n’a pas été pleinement testée en écologie et en biologie évolutive.

Dans une étude publiée dans Écologie de la nature et évolutiondes chercheurs du Jardin botanique tropical de Xishuangbanna (XTBG) de l’Académie chinoise des sciences ont fortement soutenu cette prédiction centrale en examinant la diversité phytochimique et l’herbivorie dans 60 communautés d’arbres allant des forêts tropicales humides riches en espèces aux forêts subalpines pauvres en espèces.

Les chercheurs ont étudié les communautés d’arbres du Yunnan, l’un des points chauds de la flore mondiale, qui présente un gradient d’élévation allant de la forêt tropicale humide à la forêt subtropicale et à la forêt subalpine sur une distance relativement courte. En 2011 et 2012, ils ont établi 60 parcelles d’inventaire forestier à long terme allant de la forêt tropicale humide riche en espèces à la forêt subalpine pauvre en espèces le long du gradient.

En utilisant des approches métabolomiques communautaires, ils ont testé les prédictions selon lesquelles la diversité phytochimique est plus élevée au sein et entre les communautés des forêts tropicales que dans les forêts subtropicales et subalpines moins riches en espèces. Ils ont également mesuré les dégâts causés par les herbivores et la spécialisation des feuilles.

En combinant ces données, ils ont testé la prédiction selon laquelle ces variables sont plus élevées dans les tropiques. Ils ont ensuite quantifié le signal phylogénétique dans la similarité phytochimique entre les espèces pour vérifier si des espèces étroitement apparentées divergeaient davantage dans leurs composés phytochimiques que prévu.

Ils ont constaté que la diversité phytochimique était plus élevée au sein des communautés d’arbres tropicaux que dans les communautés subtropicales et subalpines. Parallèlement à une diversité phytochimique alpha et bêta accrue dans les feuilles des communautés d’arbres tropicaux, ils ont constaté une augmentation de l’herbivorie des feuilles et du degré d’herbivorie spécialisée sous les tropiques. De plus, la pression et la spécialisation des herbivores étaient les plus élevées sous les tropiques.

Les chercheurs ont ensuite construit une phylogénie incluant toutes les espèces de leur système et quantifié le signal phylogénétique en similarité phytochimique. Ils ont trouvé peu de signaux phylogénétiques dans la similarité phytochimique des arbres, ce qui suggère une divergence rapide entre des espèces étroitement apparentées.

Les résultats mettent également en évidence de multiples dimensions de la biodiversité tropicale qui sont souvent non quantifiées et qui ont de la valeur pour la société humaine, mais qui sont menacées par le changement global en cours. Les forêts tropicales contiennent non seulement plus d’espèces que les forêts tempérées, mais aussi des niveaux spectaculaires de diversité phytochimique. Il existe probablement de nombreuses covariables abiotiques (p. ex., température et précipitations) et biotiques (p. ex., herbivores, pathogènes, composition et diversité du voisinage) qui peuvent être associées à la diversité phytochimique et ne peuvent pas être clairement séparées pour élucider des mécanismes spécifiques.

“Notre étude fournit de multiples éléments de preuve provenant de communautés d’arbres entières, des tropiques aux régions subalpines, selon lesquelles les interactions biotiques sont susceptibles de jouer un rôle de plus en plus important dans la génération et le maintien de la diversité des arbres à des latitudes de plus en plus basses”, a déclaré Yang Jie de XTBG.