Une nouvelle étude publiée dans la revue Environmental Entomology montre que l’épine-vinette japonaise envahissante réduit le nombre et la diversité des communautés d’arthropodes dans les forêts où elle s’est répandue. Les prédateurs généralistes tels que les fourmis et les araignées sont particulièrement touchés, ce qui peut avoir des effets d’entraînement vers le haut à travers le réseau trophique pour les animaux mangeurs d’insectes et, à leur tour, les prédateurs de ces animaux. Moins de prédateurs peuvent également être liés à une présence accrue des tiques porteuses des bactéries responsables de la maladie de Lyme. (Crédit photo: Chad Seewagen, Ph.D.)
Par Ed Ricciuti
Les plantes envahissantes ont une mauvaise feuille de route, avec un dossier de saccage des espèces indigènes, de dégradation des gestionnaires de terres et même de menace pour la santé humaine. Et ce n’est peut-être que la pointe de l’iceberg, selon de nouvelles recherches qui suggèrent que les invasives pourraient être encore plus mauvaises que cela. Une étude de l’épine-vinette japonaise notoirement envahissante suggère que les plantes exotiques peuvent perturber subtilement les relations écologiques fondamentales au fond des réseaux trophiques, avec des conséquences profondes et de grande portée.
Ed Ricciuti
L’étude, publiée fin août dans la revue Environmental Entomology, révèle que les infestations d’épine-vinette japonaise peuvent réduire les espèces et le nombre d’arthropodes dans un habitat, à la fois herbivores et prédateurs tels que les fourmis et les araignées, brouillant les relations alimentaires de base et les perturbations génératrices qui peuvent onduler dans les brins de la toile. Même les animaux sauvages vertébrés et, surtout, les humains peuvent éventuellement ressentir l’impact négatif de la perturbation. En effet, l’introduction d’un envahissant peut réduire la complexité d’un réseau trophique.
« Les plantes envahissantes peuvent réussir car elles n’ont pas autant d’herbivores qui les mangent que les plantes indigènes”, explique Robert E. Clark, Ph.D., de l’Université d’État de Washington, auteur principal de l’étude. « Il est logique qu’ils aient simplifié les réseaux trophiques car il n’y a plus autant de proies disponibles pour les prédateurs. »
Clark et son co-auteur, Chad L. Seewagen, Ph.D., de Great Hollow Nature Preserve &Centre de recherche écologique à New Fairfield, Connecticut, notez que « la richesse en espèces d’arthropodes était significativement plus faible dans la litière de feuilles autour de l’épine-vinette japonaise et sur les plantes d’épine-vinette japonaises elles-mêmes. »
Introduite comme plante ornementale en 1975, l’épine-vinette du Japon s’est répandue comme une topsy à travers la forêt et les champs sur une grande partie de l’est et du Midwest des États-Unis, obstruant le paysage avec des fourrés denses et épineux. Il est pratiquement à l’abri du contrôle de la plupart des herbivores indigènes, tels que le cerf de Virginie.
Une nouvelle étude publiée dans la revue Environmental Entomology montre que l’épine-vinette japonaise envahissante réduit le nombre et la diversité des communautés d’arthropodes dans les forêts où elle s’est répandue. Dans ce diagramme schématique, les boîtes pleines indiquent les relations trophiques (herbivorie, détritivorie, prédation), tandis que les boîtes pointillées indiquent les mécanismes par lesquels l’épine-vinette japonaise pourrait modifier les réseaux trophiques des arthropodes. (Image initialement publiée dans Clark et Seewagen 2019, Environmental Entomology)
Les chercheurs ont comparé les différences entre les communautés d’arthropodes habitant des parcelles de forêt tempérée envahies par l’épine-vinette japonaise et celles des paysages relativement intacts. Ils ont travaillé dans les bois de la réserve naturelle de Pawling, gérée par The Nature Conservancy dans le comté de Dutchess, à New York. Les observations ont porté à la fois sur les communautés au-dessus du sol avec les plantes et sur celles en dessous, dans la litière de feuilles et le sol.
Les communautés d’arthropodes dans les habitats envahis par l’épine-vinette japonaise se sont avérées beaucoup moins complexes que celles des forêts naturelles, avec peu d’espèces et une abondance moindre. Ces habitats ont connu un processus écologique appelé « déclassement trophique”, une restructuration du transfert d’énergie à travers les réseaux trophiques. Lorsque des plantes telles que l’épine-vinette japonaise prennent le relais, elles peuvent remodeler des communautés de plantes et d’animaux dans et sur le sol en modifiant sa structure, sa fonction et le cycle des nutriments. L’acidité du sol et les taux de décomposition dans le plancher forestier peuvent changer. Les relations écologiques peuvent également mal tourner au-dessus du sol, dans les branches de la plante elle-même.
Les relations prédateur-proie chez les animaux inférieurs tels que les arthropodes sont considérées au bas des réseaux trophiques tandis que celles des animaux vertébrés — loups et cerfs de Virginie, par exemple — se situent au sommet. Si les réseaux trophiques sont déséquilibrés, la perturbation peut se répercuter sur tout le réseau, soit de haut en bas, soit de bas en haut. Un exemple de cascade descendante est lorsque l’épuisement du nombre de prédateurs entraîne une augmentation du nombre de cerfs, ce qui entraîne une diminution des plantes dont les cerfs se nourrissent. Dans le cas des arthropodes touchés par l’épine-vinette japonaise, la cascade coule de bas en haut. Plus haut, les oiseaux chanteurs migrateurs qui dépendent des insectes comme nourriture seraient les prédateurs vertébrés les plus susceptibles de ressentir l’impact négatif de la réaction en chaîne.
Une fois qu’une plante envahissante comme l’épine-vinette japonaise déplace les plantes indigènes, les insectes qui dépendent des plantes indigènes pour se nourrir sont en difficulté. La perte de populations d’herbivores se produit peu de temps après la perte de leurs plantes hôtes, et tout prédateur qui se nourrit de ces herbivores diminuera bientôt également. Les invertébrés qui se nourrissent, se reproduisent et se développent sur le feuillage, fondement de la hiérarchie du réseau trophique, se portent mal sur la plupart des plantes envahissantes, en particulier les variétés ligneuses comme l’épine-vinette japonaise. Les invertébrés prédateurs qui consomment les herbivores en subissent les conséquences.
Les conséquences peuvent même avoir un impact sur la santé humaine. Des recherches menées en 2009 par des scientifiques de la Station d’expérimentation agricole du Connecticut indiquent que les fourrés d’épine-vinette du Japon peuvent favoriser la transmission de la maladie de Lyme en créant un environnement favorable pour les tiques à pattes noires (Ixodes scapularis) qui le vecteur et leurs hôtes de souris à pattes blanches. Des recherches ultérieures recommandent de nettoyer périodiquement l’épine-vinette lorsque cela est possible, afin de réduire les populations de tiques. Selon la nouvelle étude, l’augmentation du nombre de tiques lorsque l’épine-vinette japonaise entre dans le tableau peut en fait provenir d’une diminution du nombre d’araignées et de fourmis qui s’en attaquent. Si c’est le cas, disent les auteurs, cela suggère que des réseaux trophiques simplifiés sur les plantes envahissantes peuvent avoir des conséquences sur la santé humaine en perturbant les interactions entre les réseaux trophiques qui suppriment les vecteurs de maladies.
La nouvelle recherche « a un sens absolu”, explique Scott C. Williams, Ph.D. de la Station expérimentale, chercheur de longue date sur la relation entre l’épine-vinette japonaise et les tiques. Selon Williams, « Les infestations d’épine-vinette japonaises sont de vastes monocultures qui étouffent la régénération des plantes indigènes, réduisent la biodiversité globale et amplifient l’abondance des tiques à pattes noires. L’existence de l’épine-vinette japonaise dans le paysage nuit à la santé du public et des écosystèmes indigènes. »
Seewagen dit que d’autres recherches devraient examiner les impacts au niveau suivant sur les prédateurs d’insectes. « Au-delà des implications évidentes pour la diversité et la conservation des invertébrés, il sera important d’étudier comment de tels changements dans la composition des communautés d’arthropodes pourraient affecter la qualité de l’alimentation et la composition des insectivores, comme de nombreux oiseaux, qui préfèrent ou dépendent probablement de certains groupes d’arthropodes pour satisfaire leurs besoins nutritionnels et ceux de leur progéniture”, dit-il.
Dans l’ensemble, Clark et Seewagen écrivent: « Beaucoup plus de travail sur les effets en cascade des plantes envahissantes non indigènes dans les réseaux trophiques des écosystèmes est nécessaire avant que toute l’étendue de leur impact écologique puisse être appréciée et gérée.”
« Épine-vinette japonaise envahissante, Berberis thunbergii (Ranunculales: ”
Entomologie environnementale
Ed Ricciuti est un journaliste, auteur et naturaliste qui écrit depuis plus d’un demi-siècle. Son dernier livre s’intitule Bears in the Backyard: Big Animals, Sprawling Suburbs et the New Urban Jungle (Countryman Press, juin 2014). Ses missions l’ont emmené à travers le monde. Il se spécialise dans la nature, la science, les questions de conservation et l’application de la loi. Ancien conservateur à la New York Zoological Society, et maintenant à la Wildlife Conservation Society, il est peut-être le seul homme à avoir été mordu par un coatimundi sur la 57e rue de Manhattan.