Fiche de révision : Invasions biologiques

📋 Plan du Cours

1. Définition et étapes de l’invasion
2. Introduction et dynamique des invasions
3. Facteurs du potentiel invasif
4. Impacts écologiques et humains
5. Prévention et méthodes de lutte
6. Exemple de Caulerpa taxifolia
7. Fourmi folle jaune à Christmas Island
8. Vulnérabilité des milieux insulaires

📖 1. Définition et étapes de l’invasion

🔑 Notions clés & Définitions

• Invasion biologique : Selon Williamson (1996), une invasion biologique est un accroissement durable de l’aire de répartition d’un taxon.
• Espèce exotique envahissante : Selon l’IUCN, une espèce exotique est dite invasive lorsqu’elle s’établit durablement hors de son aire normale et perturbe la biodiversité.

★ À maîtriser

• 🔄 Une invasion biologique comprend plusieurs étapes successives :
  1. Introduction dans un nouveau milieu
  2. Acclimatation et survie aux nouvelles conditions
  3. Naturalisation par reproduction
  4. Expansion de la population dans le nouvel habitat

Compléments

📌 Une espèce autochtone vit dans son aire de répartition naturelle, tandis qu’une espèce allochtone vit en dehors de son aire de répartition normale, passée ou présente.

• La naturalisation correspond à la possibilité de reproduction de l’espèce introduite.

💡 Astuce mémo

Introduction → établissement → naturalisation → expansion

📖 2. Introduction et dynamique des invasions

★ À maîtriser

• 🔄 La dynamique d’une invasion comprend :
  1. Introduction
  2. Établissement
  3. Expansion
  4. Explosion démographique
  5. Consolidation

📌 Les introductions volontaires visent des intérêts alimentaires, ornementaux, domestiques, de lutte biologique ou thérapeutiques, tandis que les introductions involontaires surviennent fortuitement avec les transports et le commerce.

• En 2023, plus de 37 000 espèces exotiques étaient répertoriées et au moins 3 500 étaient considérées comme des espèces exotiques envahissantes, en nombre croissant chaque année.

Compléments

• Les échanges commerciaux facilitaient déjà le transport d’espèces en Eurasie depuis l’Antiquité, notamment par la route de la soie.

• À partir du XVIe siècle, l’exploration et la colonisation ont mondialisé les échanges avec le Nouveau Monde.

• Au XXe siècle, l’intensification de l’agriculture, du commerce et des voyages humains a accru les échanges internationaux et les introductions d’espèces.

💡 Astuce mémo

Introduction = arrivée ; expansion = occupation croissante

📖 3. Facteurs du potentiel invasif

🔑 Notions clés & Définitions

• Résistance biotique : Elton, 1958 - La résistance biotique est l’effet des interactions du milieu cible, notamment la compétition, la prédation et les pathogènes, qui peut limiter l’établissement des espèces introduites.
• Invasion meltdown : Simberloff & Von Holle, 1999 - L’invasion meltdown désigne la facilitation d’introductions secondaires par la dégradation des milieux, la rupture des équilibres communautaires et les interactions positives entre espèces exotiques.

★ À maîtriser

📌 Le potentiel invasif dépend de facteurs extrinsèques liés aux environnements biotique et abiotique, et de facteurs intrinsèques liés à la biologie de l’espèce, notamment à sa reproduction.

• Parmi les traits associés au potentiel invasif figurent :
  • Un régime généraliste
  • La reproduction uniparentale
  • Une reproduction avec partenaire très efficace
  • L’hybridation possible avec des espèces natives
  • Une forte plasticité phénotypique
  • La résistance aux perturbations
  • Une croissance rapide et une occupation rapide de l’espace
  • Une forte capacité de dispersion

Compléments

• Les facteurs abiotiques à considérer sont :

  • L’équivalence des habitats source et cible
  • Le climat
  • La fréquence des perturbations
  • La nature des sols

• Une faible résistance biotique, par exemple en milieu insulaire, facilite l’introduction et l’établissement d’espèces exotiques.

• L’hypothèse de libération des ennemis propose que l’absence des prédateurs, compétiteurs ou parasites ayant coévolué avec une espèce puisse favoriser son invasion. - Keane & Crawley, 2002

• Une maturité sexuelle précoce, une descendance nombreuse, un temps de gestation court et des événements de reproduction fréquents favorisent le potentiel invasif.

• L’hypothèse EICA propose une évolution vers une capacité compétitive accrue chez les espèces invasives, associée à une allocation accrue d’énergie à la reproduction et à la croissance. - Blossey & Nötzold, 1995

💡 Astuce mémo

Faible résistance biotique → implantation facilitée

📖 4. Impacts écologiques et humains

★ À maîtriser

• Les invasions biologiques sont présentées comme une cause de perte de biodiversité représentant 11 %, derrière la destruction des habitats (30 %), la surexploitation des ressources (23 %), le changement climatique (14 %) et les pollutions (14 %). - Gouv, 2026

• Les invasions biologiques peuvent altérer les interactions biotiques, notamment les réseaux trophiques et le parasitisme.

• Les impacts économiques comprennent :

  • Les pertes de récoltes
  • Les effets sur les exportations
  • Les effets sur le tourisme
  • Les dégâts aux infrastructures
  • Les coûts de gestion

Compléments

• Les invasions biologiques peuvent modifier les conditions abiotiques, notamment le microclimat, les nutriments, les conditions édaphiques, la stabilité et les cycles des éléments.

📌 Les altérations biotiques directes comprennent la prédation ou l’herbivorie, la transmission de parasites ou pathogènes et la compétition pour les ressources ou l’exclusion, tandis que les altérations indirectes modifient des processus écologiques entre espèces.

• Les invasions peuvent affecter la santé humaine par la multiplication des vecteurs de maladies, les allergies, les piqûres, les morsures et les poisons.

📖 5. Prévention et méthodes de lutte

★ À maîtriser

• 🔄 La gestion d’une invasion suit plusieurs axes :

  1. Prévenir l’introduction
  2. Contenir l’espèce dès son arrivée et empêcher son expansion
  3. Tenter l’éradication si elle est adaptée
  4. Gérer les invasions établies et restaurer les écosystèmes touchés

• La lutte chimique utilise des pesticides contre les végétaux et des poisons ou insecticides contre les animaux, mais elle est coûteuse, souvent peu spécifique, potentiellement nocive pour la biodiversité et l’environnement, et peu efficace à long terme en raison d’une résistance possible.

• La lutte biologique peut agir par :

  • La prédation
  • La compétition
  • Un parasite
  • Un parasitoïde

Compléments

📌 La lutte physique repose sur l’arrachage des végétaux ou l’élimination directe et le piégeage des animaux, mais elle est coûteuse en main-d’œuvre, difficile à grande échelle et peu efficace à long terme.

• La lutte biologique peut être moins coûteuse et efficace à long terme, mais elle nécessite une bonne connaissance de l’écosystème et peut présenter des effets non ciblés ou être contrariée par une résistance.

📖 6. Exemple de Caulerpa taxifolia

★ À maîtriser

• Caulerpa taxifolia a été introduite en Méditerranée en 1984 après un rejet d’aquarium à Monaco.

• Caulerpa taxifolia tolère de grandes variations de salinité, de nutriments et de lumière, et peut former de nouvelles colonies par reproduction clonale à partir d’un seul fragment.

• Caulerpa taxifolia a atteint jusqu’à 15 000 ha et plus de 200 km de côte dans six pays.

Compléments

• Caulerpa taxifolia est toxique et n’est pas consommée, et elle exerce une compétition interspécifique par allélopathie.

• Caulerpa taxifolia a eu un impact important sur les herbiers de Posidonia oceanica, une espèce endémique.

• Les méthodes de lutte mentionnées sont :

  • Le découpage manuel
  • Les bâches opaques
  • L’épandage de sel
  • Les traitements au cuivre
  • La lutte biologique par des mollusques ascoglosses

• En 2015, Caulerpa taxifolia avait disparu de 80 % des stations d’observation, un déclin attribué comme hypothèse au changement de température des eaux, à la faible diversité génétique liée au bouturage d’un seul clone, à l’épuisement des ressources ou à des bactéries ou virus.

📖 7. Fourmi folle jaune à Christmas Island

★ À maîtriser

• Anoplolepis gracilipes a été introduite sur Christmas Island en 1915, et ses impacts y sont signalés depuis 1990.

• Anoplolepis gracilipes est omnivore, ses colonies se reproduisent par fission et elles sont polygynes, avec environ 300 reines par colonie.

• La proie principale d’Anoplolepis gracilipes est le crabe rouge endémique Gecarcoidea natalis, espèce clé de voûte de l’écosystème de forêt tropicale.

• L’affaiblissement de la résistance biotique par Anoplolepis gracilipes facilite des invasions secondaires, notamment de chats, de rats et d’escargots géants d’Afrique ; les chats et les rats prédatent des espèces endémiques menacées.

Compléments

• La structure sociale unicoloniale d’Anoplolepis gracilipes réduit la compétition intraspécifique et permet une réallocation de l’énergie vers la compétition interspécifique.

• La densité d’Anoplolepis gracilipes peut atteindre 2 300 fourmis par mètre carré.

• L’invasion d’Anoplolepis gracilipes est associée à une multiplication par 3,5 de la richesse spécifique, à la mortalité d’arbres causée par des lianes, à des trous dans la canopée et au déplacement de communautés d’insectes.

• En 2009, des appâts toxiques au fipronil ont été largués par hélicoptère sur 785 ha de supercolonies d’Anoplolepis gracilipes, réduisant l’activité de 98,4 % quatre semaines après le traitement.

📖 8. Vulnérabilité des milieux insulaires

★ À maîtriser

• Les facteurs de vulnérabilité des îles comprennent :
  • Des niches écologiques vacantes
  • Des communautés plus simples
  • L’absence de certains groupes fonctionnels et niveaux trophiques
  • Des espèces naïves
  • Un fort taux d’endémisme

Compléments

• 90 % des extinctions de vertébrés ont lieu sur des îles océaniques.

• Les chats introduits en Australie ont contribué à la disparition de 2 espèces d’oiseaux et de 22 espèces de mammifères indigènes, et non de 100 espèces d’oiseaux endémiques et de 50 espèces de mammifères.

💡 Astuce mémo

Niches vacantes et espèces naïves → impacts insulaires amplifiés

📊 Tableaux de synthèse

Méthodes de lutte contre les invasions