21 Novembre 2015
Il était une fois ou les géants parcouraient la terre.
Les océans grouillaient de baleines de 30 mètres de longueur. Des animaux énormes – tels des paresseux faisant la taille de camions et pesant le poids d’un mammouth de dix tonnes – mangeaient de larges quantités de nourriture, et ainsi relâchaient de grandes quantités de fèces.
Une nouvelle étude montre que ces baleines et d’autres mammifères terrestres hors normes, ainsi que les oiseaux et les poissons migrateurs, ont joué un rôle vital dans le maintien de la terre fertile en transportant les nutriments des profondeurs de l’océan et en les répartissant dans les mers, les rivières, les intérieurs des terres, et même aux sommets des montagnes.
Cependant, les grandes baisses et les extinctions d’un grand nombre de ces animaux ont gravement endommagé ce système de recyclage des éléments nutritifs planétaires.
« Ce cycle perturbé peut affaiblir la santé des écosystèmes, la pêche et l’agriculture, » a affirmé Joe Roman, biologiste à l’Université de Vermont et co-auteur de la nouvelle étude. Sur terre, la capacité des animaux à transporter les nutriments loin des concentrations de fèces a chuté à huit pourcent de ce qu’elle était dans le passé, confirme l’équipe des chercheurs, avant l’extinction d’environ 150 espèces de mammifères « mégafaune » à la fin de la dernière ère glaciaire.
De plus, en grande partie à cause de la chasse humaine au cours des derniers siècles, la capacité des baleines et d’autres mammifères marins de déplacer un élément nutritif essentiel, le phosphore, dans les eaux profondes de l’océan à la surface a été réduite de plus de soixante-quinze pourcent, d’après la nouvelle étude.
« Auparavant, les animaux n’étaient pas censés jouer un rôle important dans le mouvement des éléments nutritifs, » a déclaré le principal auteur Christopher Doughty, un écologiste à l’Université d’Oxford.
Mais l’étude montre que les animaux sont à présent une « pompe de distribution » cruciale. Ils transportent des masses de matières fécales pour fertiliser beaucoup d’endroits qui seraient autrement moins productifs, y compris les eaux de surface de l’océan et l’intérieur des continents.
Ces écosystèmes fertiles, à leur tour, maintiennent certaines fonctions naturelles vitales pour la population humaine. Par exemple, dans la nouvelle étude il est constaté que la restauration des populations de baleines pourrait contribuer à l’augmentation de la capacité des océans à absorber l’excès de dioxyde de carbone provenant du réchauffement climatique.
Traditionnellement, les scientifiques qui étudient le cycle des nutriments se sont concentrés sur l’altération des roches et la collecte de l’azote par les bactéries – ignorant largement les animaux. Ce point de vue suppose que le rôle des animaux est mineur, et le plus souvent celui d’un consommateur passif d’éléments nutritifs.
« Toutefois, cette notion peut être une vue particulière du monde qui provient d’une ère où le nombre et la taille des animaux ont été considérablement réduits, » l’équipe de neuf scientifiques a déclaré.
« Cette étude remet en question une théorie suggérée par certains scientifiques : que les microbes contrôlent la totalité de l’écosystème mais que l’ont s’intéresse seulement au phytoplancton et aux plantes, » affirme Joe Roman, un expert en étude de baleines à l’école Rubenstein UVM de l’Environnement et des Ressources Naturelles et à l’Institut de Gund dans l’Economie Ecologique.
« Ce monde avait autrefois dix fois plus de baleines ; vingt fois plus de poissons anadromes, comme le saumon ; deux fois plus d’oiseaux de mer ; et dix fois plus de grand herbivores – des paresseux géants, des mastodontes et des mammouths, » a dit Roman.
Sur la terre, avant l’avènement de l’homme moderne, il y avait des gomphotheriidaes faisant la taille des éléphants, des cerfs avec des bois de trois mètres de longueur, et de nombreux troupeaux de bisons à l’horizon.
Ceux-ci ne sont seulement que quelque uns des grands animaux qui pourraient manger d’énormes quantités de matière végétale. Ceci permettrait d’accélérer la libération de nutriments à travers la digestion et de transporter ceux-ci loin des zones d’alimentation à un terrain plus élevé grâce à leur dépôt de matières fécales, d’urine, et, à leur mort, de décomposition.
Dans l’ensemble, les scientifiques calculent que cette pompe planétaire à traction animale peut avoir chutée à seulement six pourcent de son ancienne capacité à propager les nutriments loin des sources concentrées sur terre et en mer.
Une série d’études récentes montrent que les grands animaux semblent gérer de façon disproportionnée les mouvements d’éléments nutritifs. Pour faire leur nouvelle étude, l’équipe comprenant des scientifiques de l’Université d’Oxford, de l’Université de Vermont, de l’Université d’Harvard, de l’Université d’Aarhus au Danemark, de l’Université de Princeton, de l’Institut de l’Ecologie des Pays Bas et de l’Université de Purdue, ont utilisé ces résultats et d’autres données existantes sur les populations anciennes et actuelles des animaux.
Ils ont ensuite appliqué un ensemble de modèles mathématiques pour estimer le mouvement des éléments nutritifs vertical dans les océans et à travers le pays, ainsi que comment ce mouvement a changé avec les extinctions et les populations animales en déclin.
Par exemple, les densités de baleines ont été estimées avoir diminuée entre 66 et 90 pourcent au cours des trois derniers siècles en raison de la chasse commerciale, l’étude suggère.
De plus, 350.000 baleines bleues, beaucoup pesant plus de cent tonnes, habitaient les océans de la planète. Seuls quelques milliers y en vivent aujourd’hui. Ceux-ci et d’autres grandes baleines se nourrissent en profondeurs – et défèquent à la surface éclairée par le soleil, tel un « nuage flottant, » dit Roman.
La nouvelle étude a examiné le phosphore en particulier, un élément essentiel pour la croissance des plantes. Les scientifiques estiment qu’avant l’ère de la chasse commerciale, les baleines et d’autres mammifères marins déplaçaient chaque année environ 340 millions de kilogrammes de phosphore des profondeurs à la surface. Au jour d’aujourd’hui, ce chiffre a baissé jusqu’à environ 75 millions de kilogrammes – soit environ 23 pourcent du chiffre de base.
L’équipe a également recueilli des données sur les populations d’oiseaux de mer et de poissons qui se nourrissent dans la mer puis viennent sur la terre – comme le saumon océanique qui se déplace dans les rivières pour déféquer, se reproduire et mourir. Les trajets par ces oiseaux et ces poissons transportaient une fois plus de 135 millions de kilogrammes de phosphore sur les terres chaque année, mais ce nombre a diminué à moins de quatre pourcent des valeurs passées à cause des colonies d’oiseaux de mer détruites, ainsi qu’à cause de la perte des habitats naturels et de la surpêche.
« Le phosphore est un élément clé dans les engrais, et les sources facilement accessibles peuvent disparaitre en moins de cinquante ans, » a dit Chris Doughty. « La restauration des populations d’animaux à leur ancien nombre pourrait aider à recycler le phosphore de la mer à la terre, augmentant les stocks mondiaux de phosphore accessibles dans le futur. »
