Un groupe de chercheurs provenant de l'Universidad Autónoma de Madrid [1], de l'Universidad Politécnica de Madrid [2], ainsi que de la station biologique Doñana de Séville [3], a mis au point un nouveau modèle mathématique permettant d'expliquer la biodiversité [4]. Ce travail a d'ailleurs donné lieu à une publication dans Nature [5].
Il s'agit en fait d'un modèle de symbiose [6] généralisé dans lequel les espèces d'un même groupe sont en compétition entre elles, mais interagissent mutuellement avec les espèces d'un autre groupe. L'illustration simple de ce modèle est le système de relations qui unissent les fleurs à aux insectes : si la compétition pour la ressource alimentaire existe entre les différents individus du groupe des insectes, la relation devient symbiotique lorsqu'elle unie un insecte et une fleur.
D'après ce nouveau modèle, les réseaux symbiotiques de la nature ont une structure permettant la coexistence d'un maximum d'espèces. En d'autres termes, non seulement l'architecture symbiotique de la nature minimise la compétition entre les espèces, mais en plus elle favorise la biodiversité. Ces prédictions sont de plus supportées par les données de plus d'une cinquantaine de réseaux symbiotiques "plante-animal". Même si Darwin avait déjà été intrigué par les relations étroites entre les orchidées et les insectes pollinisateurs [7], jamais ces interactions entre espèces n'avaient été officiellement reliées à la biodiversité : jusque-là, la plupart des théories négligeaient totalement les interactions entre espèces, ou bien suggéraient que celles-ci n'étaient que le fruit du hasard.
Selon Jordi Bascompte, directeur des travaux, "cette découverte est particulièrement intéressante car le changement climatique affecte profondément les interactions entre les espèces, qui sont très sensibles à celui-ci puisqu'elles dépendent des cycles biologiques des êtres vivants, très altérés par le changement climatique". De plus, grâce à ce modèle, il est désormais possible de prédire comment les changements de structure des réseaux d'interactions font varier le nombre d'espèces ; or comprendre les facteurs déterminant le nombre d'espèces co-existantes est surement le problème le plus fondamental en écologie et biologie de la conservation.
Enfin, étant donné que ce type de réseau, complet et fortement hiérarchisé, n'est pas uniquement présent dans les systèmes écologiques, mais aussi dans d'autres systèmes biologiques et sociaux, ce modèle peut s'appliquer également à d'autres domaines. Par exemple, des chercheurs du domaine des finances l'utilisent actuellement pour essayer de comprendre les risques systémiques des réseaux commerciaux ou des réseaux de coopération qui s'établissent entre les compagnies qui produisent les matières premières et celles qui les manufacturent.
- [1] Ugo Bastolla - Unidad de Bioinformática - Centro de Biologia Molecular "Severo Ochoa" - Universidad Autónoma de Madrid - Nicolás cabrera, 1 - Cantoblanco - 28049 Madrid - Tél: +34 911 964 634 - Email: ubastolla@cbm.uam.es - [2] Bartolo Luque - Departamento de Matemática Aplicada y Estadistica - ETSI Aeronáuticos - Universidad Politécnica - Plaza Cardenal Cisneros,3 - 28040 Madrid - Tél: +34 913 366 326 - Email: bartolome.luque@upm.es - [3] Jordi Bascompte - Estación Biológica de Doñana - CSIC- C/Americo Vespucio s/n - E 41092 Séville - Tél: +34 954 466 700 - Email: bascompte@ebd.csic.es - [4] Biodiversité: diversité des organismes vivants, qui s'apprécie par la diversité des espèces, celles des gènes au sein de chaque espèce, ainsi que de l'organisation et la répartition des écosystèmes. - [5] "The architecture of mutualistic networks minimizes competition and increases biodiversity", Nature. 2009 Apr 23; 458 (7241):1018-20. - [6] Symbiose : association intime et durable, à caractère obligatoire ou non, entre deux organismes hétérospécifiques (c'est-à-dire d'espèces différentes), et à avantages/inconvénients réciproques partagés, avec des bénéfices communs. - [7] Trois ans après la sortie de "L'origine des espèces", en 1862, Darwin publie "La fécondation des orchidées". C'est la première démonstration détaillée du pouvoir de la sélection naturelle, en expliquant les relations écologiques complexes, exemples concrets à l'appui.