Modèles et Mesure de la Biodiversité
Comment la diversité biologique est définie, quantifiée et cartographiée à travers les gènes, les espèces et les écosystèmes — et pourquoi elle est distribuée de manière si inégale sur la planète.
Definition
La biodiversité est la variété de la vie à tous les niveaux d'organisation, classiquement divisée en diversité génétique au sein des espèces, diversité spécifique au sein des communautés, et diversité des écosystèmes (ou des communautés) à travers les paysages. Sa mesure combine le dénombrement des taxons (richesse), l'équitabilité de leurs abondances, et de plus en plus leur distinction phylogénétique et fonctionnelle.
Scope
Ce domaine couvre les fondements conceptuels et quantitatifs de la science de la biodiversité : les trois niveaux classiques de diversité (génétique, spécifique et écosystémique), les métriques utilisées pour les mesurer, et les grands modèles géographiques qu'ils forment. Il inclut l'estimation de la richesse spécifique et les indices de diversité, la partition alpha/bêta/gamma, le gradient latitudinal de diversité et d'autres modèles spatiaux, l'identification des points chauds (hotspots) et des centres d'endémisme, ainsi que les indicateurs et les cadres de suivi utilisés pour suivre l'évolution de la biodiversité au fil du temps. Il exclut les processus écologiques sous-jacents qui génèrent la structure des communautés (traités en écologie) et les moteurs de la perte de biodiversité (traités sous les menaces à la biodiversité).
Sub-topics
Core questions
- Combien d'espèces existent, et combien restent non décrites ?
- Quelles métriques capturent le mieux la diversité aux niveaux génétique, spécifique et écosystémique ?
- Pourquoi la richesse spécifique culmine-t-elle sous les tropiques et diminue-t-elle vers les pôles ?
- Où sont concentrées les régions les plus riches en espèces et les plus menacées ?
- Comment les changements de biodiversité peuvent-ils être détectés et suivis de manière fiable au fil du temps ?
Key concepts
- Richesse spécifique et équitabilité des espèces
- Indices de diversité (Shannon, Simpson)
- Diversité alpha, bêta et gamma
- Endémisme et espèces à aire de répartition restreinte
- Diversité phylogénétique et fonctionnelle
- Relation espèces-surface
- Indicateurs de biodiversité et Variables Essentielles de la Biodiversité
Key theories
- Niveaux de biodiversité
- La biodiversité est organisée hiérarchiquement en diversité génétique, spécifique et écosystémique ; la conservation nécessite une attention aux trois car elles capturent des aspects complémentaires de la variation biologique.
- Diversité alpha, bêta et gamma
- La partition de Whittaker distingue la diversité locale (alpha), le renouvellement entre les sites (bêta) et la diversité régionale totale (gamma), offrant un cadre explicite à l'échelle pour comparer les communautés.
- Points chauds de biodiversité (hotspots)
- Un petit nombre de régions combinent un endémisme exceptionnel avec une perte d'habitat sévère ; concentrer les efforts de conservation sur ces points chauds peut protéger une part disproportionnée d'espèces par unité de surface.
Clinical relevance
La mesure sous-tend toutes les prises de décision en matière de conservation : les estimations du nombre d'espèces existantes et de leur concentration déterminent où la protection est priorisée, comment les réserves sont conçues, et si les objectifs internationaux sont atteints. Les analyses des points chauds (hotspots) ont directement influencé l'allocation des financements mondiaux, et les indicateurs standardisés constituent la base des rapports sur les accords tels que la Convention sur la Diversité Biologique.
History
Le concept moderne de biodiversité s'est cristallisé dans les années 1980, le terme ayant été popularisé autour du Forum national sur la biodiversité de 1986 et des écrits ultérieurs de E. O. Wilson. Les fondements quantitatifs sont plus anciens : les indices de diversité empruntés à la théorie de l'information au milieu du XXe siècle, la relation espèces-surface issue de la biogéographie insulaire, et la cartographie mondiale des points chauds (hotspots) issue des travaux de Myers à la fin des années 1980 et dans les années 1990.
Debates
- Combien d'espèces existent sur Terre ?
- Les estimations de la richesse spécifique mondiale varient d'un ordre de grandeur car la plupart des taxons, en particulier les insectes, les microbes et la vie des grands fonds marins, restent non décrits ; les méthodes d'extrapolation et les hypothèses sur les taux de découverte diffèrent considérablement.
- Quelle mesure de la diversité devrait guider la conservation ?
- La priorisation par la richesse spécifique, l'endémisme, la distinction phylogénétique ou la diversité fonctionnelle peut désigner différentes régions, et il n'y a pas de consensus sur une seule meilleure métrique.
Key figures
- Robert H. Whittaker
- Edward O. Wilson
- Norman Myers
- Stuart Pimm
Related topics
Seminal works
- myers2000
- pimm2014
- primack2014
Frequently asked questions
- Quels sont les trois niveaux de biodiversité ?
- La diversité génétique (variation au sein et entre les populations d'une espèce), la diversité spécifique (la variété des espèces dans une communauté ou une région) et la diversité des écosystèmes (la variété des habitats, des communautés et des processus écologiques).
- Quelle est la différence entre la richesse spécifique et la diversité ?
- La richesse est simplement le nombre d'espèces présentes. Les indices de diversité tels que Shannon et Simpson combinent la richesse avec l'équitabilité — la manière dont les espèces sont également abondantes — de sorte que deux communautés ayant la même richesse peuvent différer en termes de diversité.
- Qu'est-ce qu'un point chaud de biodiversité (hotspot) ?
- Une région qui abrite une concentration exceptionnelle d'espèces endémiques et a perdu une grande partie de son habitat originel. Les points chauds (hotspots) sont utilisés pour concentrer les ressources de conservation limitées là où elles peuvent protéger le plus grand nombre d'espèces les plus menacées.