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Pourquoi la Terre est-elle si biologiquement diverse? Les montagnes tiennent la réponse – Newstrotteur

Ce qui détermine la structure mondiale de la biodiversité est un casse-tête pour les scientifiques depuis les journées de Humboldt, Darwin et Wallace. Pourtant, malgré deux siècles de recherche, cette question reste sans réponse. Le schéma mondial de la biodiversité des montagnes, et la richesse extraordinairement élevée des montagnes tropicales en particulier, sont documentés dans deux documents complémentaires. Science revoir les papiers cette semaine. Les documents mettent l'accent sur le fait que le niveau élevé de biodiversité trouvé dans les montagnes dépasse de loin ce que l'on pourrait attendre des hypothèses prédominantes.

"Le défi est que, même s'il est évident qu'une grande partie de la variation globale de la biodiversité est si clairement motivée par l'extraordinaire richesse des régions de montagne tropicales, c'est cette richesse même que les modèles de biodiversité actuels, basés sur le climat contemporain, ne peuvent pas expliquer: les montagnes sont tout simplement trop riches en espèces et nous ne parvenons pas à expliquer les points chauds de la biodiversité dans le monde ", déclare le professeur Carsten Rahbek, auteur principal des deux articles de synthèse publiés dans Science.

Pour résoudre la question de la diversité biologique des montagnes, les scientifiques du Centre de macroécologie, évolution et climat (CMEC) du GLOBE Institute de l’Université de Copenhague travaillent à la synthèse de la compréhension et des données issues des différents domaines de la macroécologie, de la biologie évolutive, sciences de la terre et géologie. Les scientifiques du CMEC sont rejoints par des collaborateurs de l'Université d'Oxford, de Kew Gardens et de l'Université du Connecticut.

Selon ces études, une partie de la réponse réside dans la compréhension du fait que le climat des régions montagneuses tropicales accidentées est fondamentalement différent en complexité et en diversité par rapport aux régions de plaine adjacentes. Les climats montagneux exceptionnellement hétérogènes jouent probablement un rôle clé dans la création et le maintien d'une grande diversité.

"Les gens pensent souvent que les climats des montagnes sont sombres et rudes", a déclaré Michael K. Borregaard, co-responsable de l'étude. "Mais la région montagneuse la plus riche en espèces du monde, les Andes du Nord, capture, par exemple, environ la moitié des types de climat du monde dans une région relativement petite – bien plus que ce qui est capturé dans la région voisine d'Amazon, plus que 12 fois plus grande. "

En soulignant une autre caractéristique unique du climat de montagne, Michael explique: "Les montagnes tropicales, situées dans des basses terres équatoriales fertiles et humides et s'étendant dans des conditions climatiques superficiellement similaires à celles de l'Arctique, couvrent un gradient de températures moyennes annuelles de quelques km comme celle trouvée à plus de 10 000 km des basses terres tropicales à Equator jusqu'aux régions arctiques aux pôles. C’est assez étonnant si on y pense. "

Une autre partie de l'explication de la grande biodiversité de certaines montagnes est liée à la dynamique géologique de la construction de la montagne. Ces processus géologiques, en interaction avec les changements climatiques complexes au fil du temps, offrent de nombreuses possibilités aux processus évolutifs d’agir.

"La structure globale de la biodiversité montre que la biodiversité des montagnes présente une signature visible des processus évolutifs du passé. Les montagnes, avec leurs environnements et leur géologie particulièrement complexes, ont permis la persistance d'espèces anciennes profondément enracinées dans l'arbre de la vie, ainsi que de leurs berceaux où de nouvelles espèces sont apparues à un taux beaucoup plus élevé que dans les basses terres, même dans des zones d’une biodiversité aussi étonnante que la forêt amazonienne ", déclare le professeur Carsten Rahbek.

De la croûte océanique, du volcanisme et du substratum à la biodiversité des montagnes

Selon l'étude, une autre explication de la richesse des montagnes réside peut-être dans l'interaction entre la géologie et la biologie. Les scientifiques rapportent une découverte nouvelle et surprenante: la grande diversité qui règne dans la plupart des montagnes tropicales est étroitement liée à la géologie du substratum rocheux – en particulier aux régions de montagne à la croûte océanique ancienne et obstruée. Pour expliquer cette relation entre géologie et biodiversité, les scientifiques ont proposé, comme hypothèse de travail, que les montagnes sous les tropiques avec des sols provenant du substrat rocheux océanique offrent des conditions environnementales exceptionnelles qui entraînent des changements adaptatifs localisés des plantes. Des adaptations spéciales qui permettent aux plantes de tolérer ces sols inhabituels peuvent à leur tour conduire des cascades de spéciation (la spéciation d'un groupe conduisant à la spéciation dans d'autres groupes), jusqu'aux animaux, et finalement contribuer à la formation des modèles globaux de biodiversité.

L'héritage de von Humboldt – son 250e anniversaire

Les deux papiers font partie de Sciencecélébration du 250e anniversaire de naissance d’Alexander von Humboldt. En 1799, Alexander von Humboldt entreprit un voyage de découverte scientifique de 5 000 ans sur 8 000 km à travers l'Amérique latine. Son voyage à travers les Andes, capturé par son célèbre personnage de zonage de la végétation représentant le mont Chimborazo, a canonisé la place des montagnes dans la compréhension de la biodiversité de la Terre.

Reconnaissant la contribution de von Humboldt à notre compréhension du monde vivant, le professeur Carsten Rahbek, l'un des scientifiques fondateurs du GLOBE Institute interdisciplinaire nouvellement créé à l'Université de Copenhague, déclare:

"Nos papiers dans Science sont un témoignage du travail de von Humboldt, qui a véritablement révolutionné notre réflexion sur les processus qui déterminent la distribution de la vie. Nos travaux actuels reposent sur les épaules de ses travaux, réalisés il y a plusieurs siècles, et suivent son approche consistant à intégrer des données et des connaissances de différentes disciplines scientifiques dans une compréhension plus globale du monde naturel. C'est notre petite contribution de respect à l'héritage de von Humboldt. "

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