★ À maîtriser
La biodiversité comprend simultanément la diversité des gènes, des individus, des espèces et des écosystèmes, et ne peut donc pas être estimée par un indicateur unique.
La biodiversité comporte au moins trois facettes :
Compléments
Plus de 2 millions d’espèces ont été décrites, et les insectes regroupent le plus grand nombre d’espèces connues. - Stuart et al. 2010, Ritchie, 2022
Les plantes dominent la biosphère en biomasse, tandis que les bactéries sont les plus diverses selon la diversité phylogénétique (Díaz & Malhi 2022).
★ À maîtriser
La littérature scientifique constate une diminution mondiale du nombre d’espèces et la dégradation, voire la disparition, de certains écosystèmes. - IPBES, 2019
Le taux d’extinction actuel est estimé à au moins 10 fois le taux préindustriel.
Les cinq principaux facteurs de dégradation sont : (IPBES, 2019) :
La moitié des espèces tend à déplacer son aire de répartition vers les pôles ou vers des altitudes plus élevées. - IPCC, 2023
Les déplacements d’aires de répartition, la perte de biodiversité et les invasions biologiques contribuent à l’homogénéisation biotique mondiale de la biosphère.
Compléments
Les groupes taxonomiques les plus menacés comprennent :
L’accélération des extinctions s’est accentuée depuis le XIXe siècle et a connu une forte accélération dès la première moitié du XXe siècle.
Le classement de l’impact des facteurs de changement varie selon les études, en fonction des spécificités géographiques et biologiques.
L’accumulation des facteurs de changement en Asie, en Europe et en Amérique du Nord contraste avec leur moindre nombre au Brésil et en Afrique de l’Est, mais les effets synergiques rendent également préoccupante l’accumulation de seulement deux ou trois facteurs.
La déforestation amazonienne a des effets climatiques à l’échelle mondiale, tandis que la surpêche fragilise les océans au-delà des zones de pêche et pendant plusieurs années ou décennies.
Les facteurs de changement se sont intensifiés au cours des 50 à 60 dernières années, après de nombreuses transformations de la nature pendant les deux siècles précédents.
La majorité des événements phénologiques printaniers deviennent plus précoces, notamment l’arrivée des espèces migratrices et la floraison précoce. - IPCC, 2023
Les changements importants de biodiversité documentés ont été déclenchés par une hausse de température d’environ 1,1 °C en un siècle. - IPCC, 2023
L’intensification des pressions → dette d’extinction et homogénéisation biotique.
★ À maîtriser
Originaire d’Asie, le moustique tigre s’est répandu dans le monde à partir des années 1970 et a été introduit, ou au moins observé, en France métropolitaine au début des années 2000.
Le moustique tigre peut transmettre les virus du chikungunya et de la dengue, absents de France métropolitaine avant son introduction.
Compléments
Au moins la moitié du PIB dépend de la nature (World Economic Forum 2020, Agarwala et al. 2026).
Le moustique tigre, Aedes albopictus, est une espèce invasive probablement introduite par l’importation d’équipements tels que des pneus.
L’augmentation des températures a favorisé l’expansion rapide vers le nord du moustique tigre (Roche et al. 2015).
★ À maîtriser
Roiz et al. (2024, 2026) estiment à 94,7 milliards de dollars les coûts des maladies transmises par le moustique tigre, et à plus de 300 milliards de dollars en tenant compte des effets à long terme.
Les séquelles à long terme les plus fréquentes sont : (Santé Publique France) :
📌 Les déplacements d’aire liés au climat concernent d’abord des espèces autochtones, non invasives, qui fuient les changements environnementaux de leur aire native, tandis que ces mêmes changements peuvent permettre à des espèces invasives d’étendre rapidement leur distribution géographique.
Compléments
Le climat accélère l’expansion d’une espèce invasive → les risques sanitaires et économiques augmentent.
★ À maîtriser
La sécurité alimentaire dépend notamment de la durabilité des stocks de poissons, de la préservation des sols agricoles et des pollinisateurs essentiels au maraîchage et à la culture fruitière.
Dans les villes de demain, la végétation et la biodiversité peuvent contribuer à répondre aux problèmes de pollution, d’îlots de chaleur et de bien-être psychologique.
Compléments
En aménagement et en gestion du territoire, les ingénieurs peuvent devoir respecter ou mettre en œuvre des réglementations environnementales.
La prévision et la gestion des risques doivent tenir compte des conditions environnementales, notamment pour concevoir des infrastructures de production d’énergie peu exposées aux sécheresses et aux autres événements météorologiques extrêmes.
★ À maîtriser
Compléments
Les facteurs abiotiques qui varient dans les gradients comprennent :
Les processus écologiques influencés comprennent :
Les changements des gradients environnementaux actuels modifient la distribution spatiale et temporelle des espèces, et par conséquent les gradients de diversité altitudinale et latitudinale.
★ À maîtriser
📌 La niche théorique correspond aux conditions où une espèce pourrait survivre sans contrainte, tandis que la niche réalisée correspond à sa niche observée et peut être plus restreinte, par exemple parce qu’elle n’a pas dispersé jusque-là ou a disparu localement.
Compléments
📌 La fitness absolue mesure la performance d’un génotype indépendamment de celle des autres génotypes, tandis que la fitness relative rapporte sa fitness à la valeur maximale de la population.
📌 La conception grinnellienne de la niche porte sur les conditions nécessaires à la persistance d’une espèce, tandis que la conception eltonienne porte sur son rôle écologique et sa réponse à l’environnement. - Grinnell, 1917
Les axes de l’hypervolume peuvent représenter : (Hutchinson) :
Les facteurs qui influencent souvent l’aire de répartition sont : le climat, les conditions environnementales, la disponibilité des ressources nécessaires à la survie, les pressions anthropiques susceptibles de modifier ces facteurs
Lorsque les conditions environnementales changent, la fitness d’une espèce peut diminuer et conduire à son extinction si elle ne peut ni s’adapter ni se déplacer.
📌 Un déplacement d’aire peut étendre la distribution d’une espèce vers de nouvelles zones ou la réduire en la faisant disparaître de certaines parties de son aire traditionnelle.
La niche théorique décrit où une espèce pourrait vivre ; la niche réalisée, où elle est observée.
★ À maîtriser
Les invasions d’espèces et l’augmentation des taux d’extinction sont les principaux mécanismes de l’homogénéisation biotique.
La diffusion des espèces invasives accroît la similarité entre communautés biologiques, tandis que la domination des généralistes homogénéise les stratégies écologiques et menace l’hypothèse de l’assurance.
Compléments
Hessen (2026) relie l’homogénéisation biotique à l’homogénéisation culturelle, à l’agriculture intensive, au commerce mondial et à la consommation.
L’homogénéisation biotique a été observée dans de nombreux taxons et semble s’accélérer depuis le milieu du XXe siècle (Dornelas et al. 2014, Olden et al. 2016, Martins et al. 2022).
📌 Si le front de colonisation d’un déplacement d’aire progresse plus vite que le front de disparition, l’aire peut temporairement s’étendre et accentuer l’homogénéisation biotique ; si l’aire se contracte ou reste stable en suivant les conditions climatiques favorables, les communautés peuvent temporairement se différencier. - Dornelas et al., 2014
Un « blender anthropique » mêle les communautés en diffusant les espèces invasives et en éliminant d’autres espèces
★ À maîtriser
📌 La complémentarité écologique désigne la contribution différente des espèces à une fonction écologique, tandis que la redondance permet à certaines espèces de compenser la perte ou le déclin d’autres espèces.
Compléments
📌 L’hypothèse de l’assurance est particulièrement valable dans les écosystèmes riches en biodiversité, soumis à des perturbations modérées et où les interactions écologiques permettent une compensation fonctionnelle entre espèces.
La validité de l’hypothèse de l’assurance peut être limitée par des perturbations extrêmes, une faible diversité, des échelles temporelles ou spatiales trop petites, ainsi que par le nombre et le type d’interactions biotiques, notamment dans les écosystèmes simples ou très spécialisés.
Dans les écosystèmes simples ou très spécialisés, la perte d’une espèce clé peut avoir des effets disproportionnés sur les fonctions de l’écosystème.
📌 L’hypothèse de l’assurance suppose que des interactions telles que la prédation, la compétition ou la symbiose favorisent la compensation des fonctions ; si les interactions sont principalement négatives, comme une compétition intense, l’effet d’assurance peut être atténué.
Complémentarité des rôles ; redondance des espèces capables de se compenser
★ À maîtriser
📌 Le front de colonisation, souvent situé à la limite froide, correspond à l’apparition de l’espèce dans de nouveaux lieux, tandis que le front de disparition, souvent situé à la limite chaude, correspond à sa disparition progressive.
Les déplacements d’aire sont contraints par la biologie des espèces, la géographie et les interactions avec d’autres espèces.
Rubenstein et al. (2023) estiment que les espèces se déplacent en moyenne de 9 m en altitude ou en profondeur par décennie.
Rubenstein et al. (2023) observent un déplacement vers les pôles d’environ 12 km par décennie en moyenne.
📌 Lenoir et al. (2020) concluent que les espèces marines se déplacent en moyenne six fois plus vite que les espèces terrestres.
Compléments
📌 Les limites d’une aire peuvent rester fixes, par exemple à cause de barrières géographiques, alors que la distribution spatiale ou la taille des populations à l’intérieur de l’aire change.
📌 Si les processus d’adaptation se produisent assez rapidement, l’espèce peut survivre ; sinon, elle finit par s’éteindre.
Devictor et al. (2012) ont estimé que les oiseaux et les papillons européens accusaient respectivement un retard de 212 km et de 135 km sur le climat.
En Amérique du Nord, les oiseaux se sont déplacés vers les pôles de 15 km par décennie en moyenne (Martins et al. 2024).
Rubenstein et al. (2023) ont réalisé une synthèse de la littérature comparant les résultats de déplacements d’aire selon les biomes et les groupes d’espèces.
Les taxons se déplaçant le plus vite en altitude ou en profondeur sont :
Les taxons se déplaçant le plus vite vers les pôles sont :
Pinsky et al. (2020) estiment que les espèces marines étendent leur aire à une vitesse moyenne de 72 km par décennie.
📌 Ramalho et al. (2023) établissent que les ectothermes connaissent des déplacements d’aire plus marqués que les endothermes, en raison de leur plus grande dépendance aux températures externes.
★ À maîtriser
Lenoir et al. (2008) rapportent que 171 espèces végétales forestières d’Europe occidentale ont déplacé leur optimum altitudinal vers le haut de 29 m par décennie en moyenne entre le début et la fin du XXe siècle.
Dans les White Mountains, les limites altitudinales supérieures des oiseaux de basse altitude ont gagné en moyenne 99 m entre 1993 et 2009, tandis que les limites inférieures des espèces de haute altitude se sont étendues de 19 m vers le bas, selon DeLuca et King (2017). - DeLuca & King
Les déplacements altitudinaux ne sont pas systématiques : Chen et al. (2025), à partir de plus de 8 800 données historiques et contemporaines concernant plus de 2 000 espèces végétales et animales, trouvent peu d’éléments indiquant que les changements observés dépassent systématiquement ceux attendus sous des contraintes géométriques aléatoires.
Compléments
Sur le mont Gongga, 63,9 % de 83 espèces végétales ont déplacé leur centroïde altitudinal vers le haut, tandis que 22,9 % l’ont déplacé vers le bas, selon Zu et al. (2021).
Dans les Alpes autrichiennes, les aires de répartition des papillons se sont déplacées vers le haut d’environ 300 m entre 1960 et 2019, selon Rödder et al. (2021).
Chez les oiseaux des montagnes scandinaves, Couet et al. (2022) mesurent une hausse moyenne de 0,9 m par an de l’altitude d’abondance, mais seules 7 des 76 espèces étudiées présentent une hausse statistiquement significative.
📌 Les espèces déjà présentes en altitude disposent souvent de moins de possibilités d’expansion vers le haut que les espèces de plaine, davantage exposées à la hausse des températures.
★ À maîtriser
Rubenstein et al. (2023) ne trouvent pas de soutien significatif à l’existence de déplacements vers les grandes profondeurs chez les espèces marines.
Près de la moitié des espèces marines étudiées par Pinsky et al. (2020) déplacent leur aire vers des habitats plus profonds et plus froids.
📌 Chez les espèces marines, les bordures avant suivent étroitement le changement climatique, tandis que les bordures arrière semblent le retarder et persistent dans des zones de plus en plus chaudes.
Compléments
Les déplacements bathymétriques se produisent principalement à la bordure arrière de l’aire des espèces, selon Dahms et Killen (2023). - Dahms & Killen
De nombreuses espèces marines ne peuvent pas établir leur aire au-delà du plateau continental, ce qui constitue une limite physiologique aux déplacements vers les grandes profondeurs, selon Kitchel et al. (2022).
La bordure avant suit le climat, la bordure arrière le retarde.
★ À maîtriser
En Europe, depuis les années 1970, le printemps s’est avancé de 2,5 jours par degré Celsius et l’automne s’est retardé de 1 jour par degré Celsius, selon Menzel et al. (2006).
Les changements phénologiques peuvent provoquer : une désynchronisation entre floraison et pollinisateurs, une désynchronisation entre libération des graines et granivores, une désynchronisation des populations et des espèces, des effets en cascade sur les réseaux écologiques et les processus évolutifs
Les changements phénologiques peuvent perturber les interactions biologiques, et ces perturbations sont susceptibles d’être aggravées par les déplacements spatiaux des espèces.
Lorsque le changement phénologique d’une proie est plus rapide que celui de son prédateur, le décalage temporel peut réduire les ressources disponibles au bon moment, diminuer la fitness du prédateur et, s’il est trop spécialisé pour changer de proie, conduire à son extinction.
Compléments
Le raccourcissement des hivers et l’arrivée plus précoce du printemps entraînent un bourgeonnement et un début de floraison plus précoces.
Si la phénologie d’une fleur change plus vite que celle de son pollinisateur, celui-ci peut ne plus trouver assez de ressources au bon moment, tandis que la plante peut ensuite perdre de la fitness et décliner.
★ À maîtriser
Pour construire un SDM, les observations de l’espèce sont associées à des coordonnées géographiques, les valeurs des paramètres environnementaux sont extraites à ces points, puis des algorithmes servent à cartographier la probabilité de présence dans l’espace géographique.
La mise en œuvre d’un SDM comprend la collecte et le nettoyage des données biotiques, la collecte et l’harmonisation des données environnementales, la génération de pseudo-absences, l’application et l’évaluation de plusieurs algorithmes, puis la transformation des probabilités de présence en données binaires.
Compléments
📌 Un SDM peut prédire la présence d’une espèce là où elle n’est pas observée, car des barrières naturelles ou des interactions biotiques peuvent limiter sa dispersion et l’absence d’observation peut aussi résulter d’un échantillonnage insuffisant.
Les SDM peuvent reconstruire les aires de répartition passées, actuelles ou futures; pour les projections futures, les données environnementales, notamment climatiques, reposent sur des scénarios, le plus souvent ceux du GIEC.
Oliveira et ses collègues (2026) ont comparé des déplacements latitudinaux modélisés et observés pour plus de 9 500 déplacements; la concordance était de 76 % chez les espèces marines et de 56 % chez les espèces terrestres.
Dans cette comparaison, les déplacements réels dépassaient les déplacements modélisés dans 62 % des cas et leur vitesse était quatre fois supérieure à celle prédite.
Les données climatiques environnementales proviennent généralement de WorldClim et sont modélisées selon des scénarios du GIEC.
Les algorithmes couramment utilisés comprennent :
La validation croisée consiste à entraîner un modèle sur une partie des données, puis à vérifier ses prédictions sur les données qui n’ont pas servi à l’entraînement.
Un modèle d’ensemble combine les meilleurs modèles, approximativement en faisant la moyenne de l’aptitude estimée, et la variance entre leurs probabilités d’aptitude permet de repérer les zones où leurs prédictions divergent.
La sortie d’un SDM est une carte des probabilités d’occurrence, aussi appelée carte d’aptitude de l’habitat, qui estime le caractère favorable de chaque pixel à la présence de l’espèce.
Observations → environnement → pseudo-absences → modèles → carte
★ À maîtriser
📌 Un seuil compris entre 0,5 et 1 détermine la présence ou l’absence estimée : en dessous, l’espèce est considérée absente et au-dessus, présente.
Compléments
La probabilité de présence issue du modèle d’ensemble est transformée en une carte binaire de présence-absence, codée 1-0.
En théorie, un expert devrait effectuer une validation finale des cartes, idéalement.
Sous le seuil : absence ; au-dessus : présence.
★ À maîtriser
📌 La complétude de l’aire concerne la documentation de la présence de l’espèce sur toute son aire, tandis que la complétude de la niche concerne sa documentation dans toutes les conditions environnementales favorables à sa survie.
Compléments
L’hypothèse d’équilibre peut être invalide aux limites de colonisation et de retrait d’une espèce en déplacement, où celle-ci peut se trouver dans une zone de stress.
Les SDM supposent qu’aucun événement évolutif ne permet à l’espèce de mieux se disperser ou de s’adapter.
📌 La largeur de niche retenue par le scientifique distingue les espèces spécialistes des espèces généralistes ; les généralistes peuvent survivre dans un éventail plus large de conditions environnementales et mieux supporter leurs variations.
L’inadéquation d’un habitat peut être moins certaine pour une espèce généraliste que pour une espèce spécialiste.
Les grandes régions géographiques sont souvent moins bien documentées, notamment l’hémisphère Sud, les zones de conflit et les régions difficiles d’accès.
Le comportement d’échantillonnage du chercheur suppose qu’il a échantillonné les zones géographiques et environnementales pertinentes, ce qui est considéré comme probable pour les espèces communes et très étudiées.
La modélisation mathématique aide à mieux décrire l’équilibre dynamique d’une espèce, tandis que l’amélioration du suivi de la biodiversité et le ciblage de l’échantillonnage réduisent progressivement les autres limites.
★ À maîtriser
Compléments
Des communautés végétales et une faune du sol profondément perturbées peuvent affaiblir les processus écologiques et ralentir, voire inverser, la séquestration des gaz à effet de serre.
La redistribution des espèces peut affecter la santé humaine par l’augmentation des allergies et la propagation de maladies tropicales.
La redistribution des espèces peut affecter l’économie en fragilisant des appellations d’origine viticoles devenues inadaptées et en contribuant au déclin des pêcheries méditerranéennes avec la propagation du poisson-lion Pterois miles et du poisson-globe à joues argentées Lagocephalus sceleratus.
Déplacements d’espèces → désynchronisation des interactions et communautés potentiellement moins diversifiées.
★ À maîtriser
📌 La conservation pose deux choix : protéger une espèce dans son habitat actuel ou faciliter son déplacement vers de nouvelles zones, et préserver un habitat dans son état présent ou le laisser évoluer vers un nouvel état stable.
Compléments
📌 Face aux changements environnementaux et climatiques, la biodiversité doit se déplacer, s’adapter ou disparaître.
Teste tes connaissances sur Déplacements d’aire et biodiversité avec 11 questions à choix multiples et corrections détaillées.
1. Quelle définition rend compte de la diversité biologique dans toute son étendue ?
2. Une équipe compare des communautés et veut distinguer la diversité des groupes taxonomiques, celle liée aux lignées évolutives et celle liée aux processus écologiques. Quelles trois facettes doit-elle mesurer ?
Mémorisez les concepts clés de Déplacements d’aire et biodiversité avec 10 flashcards interactives.
Que désigne la diversité biologique ?
La variabilité des organismes vivants, des complexes écologiques et des écosystèmes.
Combien de cartes faut-il produire pour cette section ?
Deux cartes au maximum.
Selon l’IPBES (2019), quelle évolution mondiale la littérature scientifique constate-t-elle pour les espèces ?
Une diminution mondiale du nombre d’espèces.
Importe ton cours et l'IA génère fiches, QCM et flashcards en 30 secondes.
Générateur de fiches