texte - Faculté de médecine vétérinaire | Université de Montréal

L’impact du réchauffement climatique sur
l’écosystème du parc Kluane, Yukon
Travail présenté dans le cadre du cours de
Pathologie de la Faune et de l’environnement
Donné par Dr. Daniel Martineau
Par
Judy-Ann Lapointe
Faculté de Médecine Vétérinaire
Le 16 Avril 2007
1
INTRODUCTION
Le réchauffement planétaire est un sujet qui risque de faire couler beaucoup
d’encre pour encore plusieurs années. Les gaz à effets de serre principalement
secondaires aux activités humaines, particulièrement le CO2, sont à l’origine d’un début
de ‘réorganisation’ des espèces de la faune et de la flore à l’échelle mondiale (Gray,
2005). Ainsi, l’impact du réchauffement planétaire va bien au delà des fontes des glaces
dans l’arctique, ou de la perte de banquises pour les ours polaires et les phoques. En effet,
ce sont des écosystèmes complets qui seront potentiellement altérés et les être vivants
constituant ces milieux n’auront d’autre choix que de s’adapter à cette nouvelle réalité
(Berry M. et al, 2002). Il reste à savoir si cette adaptation pourra se faire à une aussi
grande vitesse que celle à laquelle les changements climatiques surviennent et
surviendront dans les prochaines années…
Dans le présent travail, je tenterai d’évaluer et de démontrer le potentiel
bouleversement qu’un écosystème nordique pourrait subir suite au réchauffement
planétaire. Pour ce faire, je graviterai autour d’une population de petits mammifères de la
forêt Boréale du Yukon et j’exposerai toutes les contraintes conséquentes de ce
réchauffement auxquelles auront à faire face ces petites bêtes, les écureuils roux de la
région du Kluane Park, dans le sud-ouest du Yukon (Berteaux et al, 2004). J’ai choisi
cette espèce puisqu’elle a fait, et fait encore, l’objet d’études depuis longtemps et
énormément d’information est connu sur la survie de cette espèce et la façon dont elle se
« débrouille » avec les changements de climat par des processus de microévolution
(Humphries et al 2004, Berteaux et al, 2004, Réale et al, 2003). De plus, selon les
prédictions, la forêt boréale dans laquelle ce petit rongeur habite est un écosystème dont
la dynamique, la structure et le fonctionnement seront particulièrement affectés par les
variations de température (Ogden, 2006). Cela serait dû entre autre à sa faible
biodiversité d’espèce d’arbres et à la configuration de son paysage qui fait en sorte que
l’environnement productif se retrouve isolé entre plusieurs montagnes (Ogden, 2006, voir
figure 6). Pour démontrer à quel point ces animaux, pour survivre, auront inévitablement
à s’adapter à une pression climatique et environnementale dont la force est difficilement
2
prédictible (comme nous le verrons plus tard dans le texte), je démontrerai l’importance
des interactions entre cette espèce et son milieu. Plus spécifiquement, je parlerai de
l’inévitable impact négatif sur la distribution et l’abondance de la population d’écureuils
roux qu’une future réduction dans la croissance des sapins blancs pourrait engendrer. De
plus, je discuterai de la façon dont les autres espèces envahissantes pourront représenter
de potentiels compétiteurs pour l’écureuil dans un environnement plus hostile.
LE RÉCHAUFFEMENT GLOBAL AU YUKON
En Amérique du nord, il y a eu une augmentation de la température globale de
0.7°C et aussi des précipitations depuis les 100 dernières années (Intergovernemental
Panel on Climate Change (IPCC) 3rd report, 2001). Par contre, ces changements sont
hétérogènes dans l’hémisphère nord. En effet, au Yukon, une augmentation de la
température printanière de plus de 2.5 °C s’est fait ressentir depuis 1950 (voir figure
1)(Environnement Canada, 2003). De plus, c’est principalement la température
journalière minimale qui a augmenté, engendrant ainsi des nuits plus chaudes, moins de
jours sous zéro et ainsi, une plus longue période de croissance. Cette période de
croissance, en plus des hivers plus chauds entraîne également une augmentation de la
température des sols et par conséquent, une amplitude saisonnière de CO2 en haute
latitude plus grande depuis les dernières années (Chapin III et al, 1996). En fait, nous
nous retrouvons dans un cercle vicieux puisque les températures plus chaudes des sols
amènent une plus grande respiration (et non photosynthèse) par les plantes, ce qui cause
une augmentation de CO2, et ce même CO2, comme tout le monde le sait, fait un effet de
serre qui ultimement entraîne un réchauffement plus important de la surface terrestre. Le
transport reste par contre la plus grosse source d’émission de CO2 dans l’air du Yukon
avec 50.8% de la contribution globale de relâchement de CO2 (Environnement Canada,
2006). Finalement, les désastres naturels sont aussi une menace potentielle qui pourrait
certainement contribuer à la perte d’habitats et disséminer des populations animales et
végétales. D’ailleurs, ces perturbations atmosphériques sont malheureusement aussi en
augmentation au Canada depuis les années 50 (Envir. Can., 2006) (voir figure 3).
3
Ces données sont consistantes avec le fait que ce sont les milieux plus au nord et
plus élevés en altitude qui démontrent des écarts de température plus importants (Root et
al, 2003), et où les impacts se feront probablement beaucoup plus marquants. Par
exemple, selon le tout dernier rapport d’évaluation sur le changement climatique, il
semblerait que la forêt de la région montagneuse de l’ouest de l’Amérique du Nord
subisse d’importantes répercussions par les pestes (insectes), les maladies de la faune et
les feux de forêt (IPCC, 2007). En effet, malgré de plus fortes précipitations en hiver, la
période de feux deviendrait plus importante et de plus longue durée ce qui augmenterait
considérablement l’étendue des aires brûlées. Tout ceci serait dû en fait à un printemps
débutant beaucoup plus tôt dans l’année et à un été plus sec dans le territoire du Yukon
(voir figure 2), engendrant ainsi une évaporation plus importante et un assèchement du
milieu inévitable (Environnement Canada, 2003). L’explication pour l’augmentation des
infestations par les insectes est simple; plus les années passent, plus la période de « nongel » rallonge, donc les insectes, qui normalement seraient contrôlés par la gelée, arrivent
à proliférer de plus en plus lors d’hivers très doux et plus courts.
BIOLOGIE DE L’ÉCUREUIL ROUX
L’écureuil roux est une espèce très dépendante des conifères, autant pour
l’établissement des nids que pour l’alimentation. En effet, contrairement à certaines
autres espèces d’écureuils, Tamiasciurus hudsonicus ne fait jamais ses nids au sol,
seulement dans les branches d’arbres et plus rarement dans des cavités de sapins souvent
morts (Yahner, 1980). Il se nourrit principalement des graines des cônes produits chaque
année par les sapins blancs. En moyenne, 639 bourgeons et des graines de 35 arbres sont
consommés par jour par un seul écureuil (Rusch & Reeder, 1978). L’été, il se délecte
aussi de champignons. Étant donné qu’il n’hiberne pas l’hiver, il doit se faire des réserves
de cônes pour passer ces temps plus durs. Chacun des écureuils d’une communauté
protège très férocement leur territoire aussi appelé leur ‘midden’, où il cache ses
provisions (Yahner, 1980). C’est aussi grâce à son travail acharné durant les étés
abondants en cônes que ce petit mammifère est capable de passer à travers les années
moins productives des sapins blancs. En effet, cette espèce de conifère dépend d’un
4
processus appelé « masting » pour assurer une dispersion de graines assez importante
pour sa régénération (Ogden, 2006). En d’autres mots, ces arbres ont une production de
cônes très variable d’une année à l’autre, les pics de production pouvant survenir à
intervalle de 3 et même 12 ans (Ogden, 2006). Malgré cela, les écureuils semblent
capables de maintenir une densité de population assez stable grâce à leur ‘caching’ ou
réserve de cône et à la délimitation des territoires. Ces territoires sont déterminés à partir
du nombre moyen d’écureuils lors des années de pauvre production, c'est-à-dire que
l’espace est partagée selon la densité d’écureuils qu’il y a quand la population est la plus
faible (Rush & Reeder, 1978). De plus, dans une étude faite par Walt Klenner et Charles
J. Krebs en 1991, impliquant l’addition de nourriture à une population d’écureuils roux,
les chercheurs ont démontré que la population augmentait avec l’abondance de nourriture
mais toujours jusqu’à une certaine densité et que quelque temps après la fin de l’étude,
les populations revenaient au même niveau qu’au départ.
Cette stabilité impressionnante de la densité des populations d’écureuils roux nous
prouve qu’ils sont très bien adaptés à leur style de milieux, et cela s’est probablement
fait, comme Darwin l’a démontré, sur de longues périodes pendant lesquelles les
meilleurs survivants aux hivers ont dominé sur les moins bien adaptés et ont eu plus de
descendants. Justement, de nouvelles adaptations ont déjà été découvertes de la part de la
population d’écureuils roux au Yukon afin d’augmenter son succès reproducteur.
Vraisemblablement, ces petites bêtes réagissent dès maintenant aux changements
climatiques plus abruptes, ce qui nous prouve une fois de plus que le réchauffement
planétaire a des impacts depuis une dizaine d’années déjà. Qu’en sera-t-il lorsque la
température aura augmenté non de 0.7 °C mais bien de 6-7 °C en moins de 100 ans? …
ADAPTATIONS DÉJÀ EN BRANLE POUR LES SUPERS ÉCUREUILS…
Conséquemment à l’augmentation de température plus marquée dans les régions
nordiques et en haute altitude, il est logique de penser que les espèces animales et
végétales plus près des pôles réagiront probablement plus fortement au changement
climatique plus intense que celles près de l’équateur. Ces adaptations seront pour la
5
plupart phénotypiques (ROOT et al, 2003), c'est-à-dire des changements aux niveaux
comportemental et physiologique qui répondent à des changements environnementaux à
court terme. Par contre, les écureuils roux du Yukon ont prouvé qu’ils sont aussi
capables de microévolution à l’échelle de seulement quelques générations, ce qui serait
une adaptation à des changements environnementaux persistants à long terme. En effet,
ils ont démontré un certain degré de réponse génétique aux changements de climat déjà
ressenti ces dernières années (voir figure 4). Entre 1989 et 1998, les femelles ont
devancés leur date de parturition de 18 jours (du 8 mai au 20 avril), soit une avance de 6
jours par génération en réponse à l’augmentation de température et l’abondance récente
de la nourriture (Réale et al, 2003, Berteaux et al, 2004) (voir figure 5). Pour prouver que
les changements observés étaient bel et bien le résultat d’une microévolution génétique,
les chercheurs ont d’abord déterminé le degré de réponse comportementale des femelles
aux changements environnementaux (le pourcentage de plasticité phénotypique de la
reproduction qui peut expliquer l’avancement de la date de parturition). Ensuite, ils ont
estimé l’effet combiné additif que tous les gènes d’un individu peuvent avoir sur ce
même phénomène en utilisant un modèle qui est normalement utilisé pour la sélection
artificielle chez les animaux domestiques, le « Restricted Maximum-likelyhood animal
models » (Berteaux et al, 2004). Ce modèle a pu être utilisé puisque les données pour
cette population sont assez nombreuses. Évidemment, il aurait été encore plus
convainquant si ces scientifiques auraient fait des études sur l’ADN pour prouver qu’il y
a vraiment eu un changement génétique.
Malgré cela, ces données montrent de façon impressionnante comment l’évolution
joue son rôle dans un environnement changeant, et ce en très peu de temps. En effet, les
bébés naissant plus tôt dans l’année sont avantagés d’au moins 3 façons. D’abord, ils
auront plus de chance de trouver un territoire (et probablement plus grand) s’il sont les
premiers juvéniles à sortir du nid. Aussi, ils seront plus forts et plus compétitifs pour
défendre leur territoire trouvé (Rozell, 2003). Finalement, ils auront plus de temps pour
faire leurs provisions et ainsi augmenter leur chance de survie durant l’hiver qui en
élimine malheureusement plusieurs (Klenner et al, 1991). Bien sûr, les écureuils ont de
courtes générations (environ 3 ans) et cela est un détail important afin que l’on puisse
6
observer une telle évolution. Si nous pensons aux autres animaux de cet écosystème (ex :
coyotes, loup, orignaux, grizzly) chez lesquels une adaptation rapide est impossible dû à
de trop longue générations, une évolution génétique pour faire face à un environnement
de plus en plus hostile sera malheureusement impossible. De plus, nous ne pouvons dire
que l’écureuil est une ‘vraie’ espèce nordique (Locke, 2003). Cette nature « nonnordique» de l’écureuil influencerait-t-elle positivement sa capacité de s’adapter aux
changements?
Justement, comme nous le savons maintenant, les écureuils sont capables de
maintenir des populations assez stables (nous n’observons pas de « crash » cyclique de
l’espèce) et ce malgré la variabilité de disponibilité de leur nourriture primaire. Mais ce
n’est pas tout, les femelles écureuils ont prouvé être capables de prédire une future
production massive de cônes et d’investir plus d’énergie dans la reproduction avant
même que la saison des cônes débute, pour engendrer plus de descendants (2 portées).
Cela leur permet de synchroniser une plus forte densité d’écureuils avec une plus grande
disponibilité de cônes (Boutin et al, 2006). Les indices d’une future production en masse
par les sapins seraient soit visuels ou chimiques et possiblement liés à des structures
reproductives d’autres plantes qui sortent avant les cônes (Boutin et al, 2006). Cette
adaptation peut sembler avantageuse à court terme pour les écureuils mais, et ceci n’étant
qu’une hypothèse de ma part, à long terme, cela pourrait avoir un impact négatif sur la
régénération des sapins qui dépendent justement de ces années de surproduction pour
s’assurer d’une assez grande quantité de graines dispersées. Cette « menace » ne fait que
s’ajouter à la grande liste de perturbations auxquelles la population de sapins blancs aura
à faire face dans les prochaines années, et que nous verrons un peu plus loin.
Malheureusement, les conditions climatiques qui attendent les écureuils changent
à une si grande vitesse qu’elles amèneront certainement de nouvelles contraintes. En
voici quelques unes qui pourraient fortement être trop importante et trop rapide pour une
possibilité d’adaptation par les écureuils.
7
LES EFFETS DU CHANGEMENT CLIMATIQUE SUR LES SAPINS BLANCS
Selon nos discussions mentionnées plus haut, logiquement, la principale raison
d’une diminution dans les populations d’écureuils serait sans doute la diminution de
disponibilité des cônes des sapins blancs. Malheureusement, la façon dont le climat
change au Yukon ne semble pas être avantageuse pour la survie de cette espèce de
conifères.
Premièrement, selon une étude sur les sapins blancs à l’intérieur de l’Alaska, la
sécheresse engendrée par le réchauffement planétaire induirait une diminution de la
croissance de ces arbres (Barber et al, 2000). Il est logique de croire que cette situation
peut très bien se transposer sur l’avenir de ces mêmes arbres dans le territoire voisin. En
fait, en regardant les cercles de croissance des arbres, des scientifiques ont découvert que
les sapins blancs, ayant une croissance rapide, seraient particulièrement sensibles à la
chaleur et à la subséquente sécheresse (Barber et al, 2000 et Hogg & Wein, 2005). De
plus, comme la forêt boréale dans cette partie du Canada est très peu diversifiée en terme
d’espèces d’arbres et
que les sapins blancs sont de loin les plus abondants, une
éventuelle diminution de croissance de ces arbres réduirait aussi de beaucoup la capacité
globale de cette forêt à capter, par photosynthèse, le CO2 dans l’atmosphère (Barber et
al, 2000). Ceci représente un autre cercle vicieux dans lequel l’écosystème de la forêt
nordique du Canada se retrouve.
Une autre problématique reliée à la faible diversité des espèces d’arbres,
particulièrement dans le sud ouest du Yukon, est la vulnérabilité face aux importants
dérangements qui guettent le nord-ouest Canadien. Comme pour les animaux, une
homogénéité d’espèces veut aussi dire une homogénéité de faiblesses. En fait, une
quelconque atteinte aux sapins blancs, qui d’ailleurs verront leur système de défense
diminué suite au stress causé par la sécheresse, équivaut à un désastre énorme pour
l’écosystème en entier (Ogden, 2006). Celle qu’on redoute le plus est certainement
l’attaque des dendroctones de l’épinette (Dendroctonus rufipennis). Ces insectes peuvent
littéralement dévorer des arbres complets en quelque temps. Avec les hivers plus chauds,
8
on peut s’attendre à ce que la survie hivernale des dendroctones soit augmentée puisque
une période de 2-3 semaines de conditions très froides sont requises pour tuer ces
insectes. Ces derniers se disperseront alors plus facilement et sur une plus grande étendue
et/ou l’intensité de leurs attaques à un endroit pourrait être beaucoup plus importante
(Lamontagne, 2007). De plus, ils attaquent plus spécifiquement les plus vieux arbres et
donc les plus gros et les plus productifs en terme de cônes. Nous nous retrouverions alors
non seulement avec une diminution importante de la quantité de sapins mais aussi, avec
une forêt de petits arbres, donc moins de cônes produits (Lamontagne, 2007). On peut
s’attendre à ce que le recrutement de nouveaux arbres soit beaucoup plus lent étant donné
la diminution de graines, sans compter qu’une canopée moins importante donnera
avantage aux petits arbustes. À très long terme, nous pouvons craindre une forêt
clairsemée et dominée par des arbustes (Ogden, 2006). Conséquemment, les écureuils
auraient moins de nourriture mais surtout, moins d’endroits pour faire leurs nids et
seraient probablement confrontés à une fragmentation d’habitat.
Troisièmement, il est évident que les feux de forêt plus fréquents représentent une
des menaces majeures qui pourrait affecter la population de ces petits mammifères par la
perte de leur habitat et de leur source première de nourriture. Normalement, les feux de
forêt servent à maintenir une bonne succession pour la forêt boréale. Les sapins ont
justement évolué en favorisant une surproduction de cônes après un feu ou une saison très
chaude et sèche pour pouvoir assurer leur bonne régénération (Gray, 2005). Par contre, en
l’éventuelle possibilité où il y en aurait trop de suite, la forêt ne peut reprendre le dessus
et la capacité énergétique des arbres à produire de grande quantité de graines ne serait
probablement pas assez grande pour plusieurs années de suite (Lamontagne, 2007).
Ajoutons par-dessus cela que les arbres morts et desséchés sont encore plus prédisposés
aux attaques par les dendroctones. Il est donc clair que la forêt boréale ainsi que tous ses
habitants dépendant d’elle font face à d’importants dangers.
9
LE CHANGEMENT CLIMATIQUE ET LA DYNAMIQUE DES POPULATIONS
En comparant la biodiversité des tropiques avec celle des pays nordiques comme
le Canada, il est évident que les régions du sud sont beaucoup plus productives. Cela peut
être attribué à la plus grande quantité d’énergie radiante permettant ainsi une productivité
primaire beaucoup plus importante, et par le fait même, des chaînes alimentaires plus
complexes (Humphries et al, 2004). Comme la température augmentera plus
significativement dans le nord, on peut s’attendre à une plus grande augmentation de la
biodiversité à cet endroit. Par contre, il faut se demander si cet écosystème sera quand
même capable de supporter une telle augmentation d’espèces avec toutes les
perturbations dont on vient de discuter. S’il n’y arrive pas, on peut sans doute pencher
vers l’hypothèse que les espèces existantes seront simplement remplacées par d’autres, ce
qui n’augmenterait alors pas nécessairement la biodiversité. Aussi, une forte diversité
d’espèces est en relation avec des conditions stables (Gray, 2005). Il est alors clair
qu’avec la vitesse à laquelle le changement de climat survient et l’intensité avec laquelle
les habitats seront perturbés, l’évolution des espèces et l’augmentation conséquente de la
biodiversité est beaucoup moins probable (Gray, 2005). Dans le même ordre d’idée, selon
Humphries et al, 2004, la plus grande diversité d’espèces sera probablement beaucoup
plus le résultat d’un envahissement du territoire par les espèces du sud que l’apparition de
nouvelles espèces secondairement à une sélection naturelle, à court terme du moins. En
effet, une des réponses des animaux au réchauffement planétaire qui semble suivre le plus
les prédictions faites par les scientifiques est le déplacement des populations vers le nord.
D’après une méta-analyse faite par Parmesan & Yohe en 2003, il y a un mouvement des
animaux et des végétaux vers les pôles d’environ 6.1 km par décennie. Ce déplacement
pourrait avoir de sérieuses conséquences pour les communautés déjà installées, comme
l’écureuil roux. Ainsi, suite à l’arrivée de nouvelles espèces n’ayant jamais cohabité avec
les écureuils, ces derniers auront alors à combattre des menaces écologiques comme la
compétition, la prédation, l’arrivée de nouvelles maladies, la restriction des aires
disponibles pour s’établir et l’épuisement des ressources de l’écosystème (Gray, 2005).
10
Le plus inquiétant dans tout cela c’est que ces petites bêtes auront probablement à
faire face à toutes ces perturbations en même temps. De plus, si nous nous rappelons la
configuration du paysage du sud ouest du Yukon, autant que les populations d’arbres sont
restreintes à seulement 3 espèces, nos écureuils sont aussi inévitablement contraints à être
isolés dans une vallée. Les montagnes représentent des barrières naturelles importantes et
font en sorte que certaines populations peuvent être isolées dans les vallées (voir figure 6,
Wilson, 2005). Cela affecterait-il aussi la diversité des populations animales? Plus
spécifiquement encore, cela pourrait-il faire en sorte que nos écureuils dans le sud ouest
du Yukon aient une plus faible diversité génétique? Ce serait des avenues intéressantes à
étudier. En fait, toute l’importance dans cette investigation serait de savoir s’ils sont assez
différents génétiquement pour assurer leur bonne défense contre les maladies qui les
guettent. En effet, si il y a présence d’une forte consanguinité, les chances sont qu’ils
aient probablement tous un système de défense très semblable, efficace contre les mêmes
pathogènes. Dans ce cas, un nouvel agent rendant un écureuil malade pourrait facilement
se disséminer dans toute la population entière autour du lac Kluane comme nous l’avons
vu dans le cours pour les guépards qui, à l’extrême, ont tous le même génome monotone,
y compris leur complexe majeur d’histocompatibilité, indispensable à la reconnaissance
d’une attaque virale par les lymphocytes (O’Brien et al, 1985).
Une autre résultante du réchauffement climatique sur les populations du nord est
sans aucun doute la moins grande différence de climat entre les saisons. Les animaux de
la forêt boréale ont eu à s’adapter à un milieu où les hivers sont longs et froids
entrecoupés de courts étés. Chacun a alors développé des modes de vie pour survivre à la
longue période creuse et peu productive de l’hiver et tout cela en respectant bien sûr
l’équilibre de l’écosystème. Certains ont opté pour la migration, d’autres pour
l’hibernation et d’autres tout simplement pour une réserve accrue de nourriture. Les
hivers moins longs et moins durs à passer pourraient alors changer l’équilibre de ce
système et la compétition pourrait devenir importante, surtout entre les espèces
saisonnières (qui expriment une inactivité hivernale) et les espèces « continuelles » qui
restent actives tout au long de l’année, comme nos écureuils (Humphries et al, 2004). De
plus, le fait qu’il y aura plus d’espèces saisonnières qui migreront au nord, cette
11
compétition affectera encore plus les espèces désavantagées. En effet les espèces
saisonnières sont « programmées » pour avoir un meilleur taux de conversion alimentaire
(pour augmenter le plus possible leur masse entre le printemps et l’automne afin de se
préparer pour une très longue inactivité hivernale). Ils se voient alors automatiquement
avantagés si la période à laquelle ils sont si productifs se rallonge. Inversement, les
écureuils et autres animaux continuels comme le lièvre voient la durée de l’hiver et donc
la durée de leur état avantageux diminuer. Nous pouvons alors croire que les populations
de ces derniers seront réduites (Humphries et al, 2004).
CONCLUSION
Le réchauffement climatique est définitivement à nos portes. Malgré toutes les
prédictions que les scientifiques pourront faire, seule mère nature sait ce qui guette
vraiment les populations animales et végétales. En ce qui concerne l’écosystème de la
région de Kluane Lake, si les arbres sont victimes de plus en plus d’insectes pouvant
survivre aux hivers plus doux, il est logique de penser que des maladies nécessitant des
bestioles comme vecteurs de propagation seraient un danger imminent pour les écureuils
aussi. Ainsi, il faudrait vérifier la vulnérabilité des écureuils (par exemple en inoculant
les écureuils avec les pathogènes) face à des maladies qui pourraient potentiellement
atteindre les régions plus nordiques dans quelques années, comme la maladie de Lyme ou
le virus du Nil. Malheureusement, dans mes recherches, je n’ai pas trouvé beaucoup de
littérature sur ces maladies qui pourraient possiblement migrer vers le nord avec la venue
d’espèces particulièrement proche génétiquement de nos écureuils roux. Par exemple, en
Europe, la population native d’écureuil roux d’Europe a diminué énormément suite à
l’introduction de l’écureuil gris normalement retrouvé dans l’est du Canada et des Étatsunis. Les scientifiques ont d’abord cru que c’était la compétition pour la nourriture qui
affectait négativement les écureuils roux. De nouvelles études pointent maintenant du
doigt un parapoxvirus qui est complètement inoffensif pour les écureuils gris (Tompkins,
2002).
Lorsqu’on sait que les écureuils gris de l’est ont aussi été introduits en ColombieBritannique, on peut penser que le même scénario pourrait se reproduire au Canada. De
12
plus, si la variabilité génétique permet à au moins un minimum d’individus dans une
population de survivre et de s’adapter aux changements climatiques, il serait
indispensable de savoir et de faire en sorte de maintenir cette variabilité dans des
écosystèmes isolés comme la région de Kluane Lake (voir figure 6). À ce sujet, il est bon
aussi de se questionner sur le nombre réel d’espèces qui pourrait migrer vers cet endroit
entouré en grande partie par des barrières physiques naturelles. Aucun auteur n’a
mentionné cette contrainte. Peut-être pouvons-nous garder espoir que la colonisation par
les espèces du sud ne sera pas aussi massive qu’ailleurs? Finalement, nos écureuils ont
impressionné tous les scientifiques du milieu lorsqu’ils ont montré être capable, assez
rapidement, de microévolution génétique afin de s’adapter aux changements climatiques.
Par contre, à la vitesse auquel le réchauffement planétaire se produit, il me semble que
cela prendra beaucoup plus que seulement la génétique, à court terme du moins, pour
contrer les effets néfastes sur les populations. Comme l’affirme Paul A. Gray dans « The
Forestry Chronicles » parût en 2005, ce sont les espèces qui auront un haut niveau de
reproduction, qui pourront se déplacer sur de longues distances, qui pourront coloniser de
nouveaux habitats rapidement en pouvant utiliser une nouvelle source de nourriture,
tolérer la présence humaine et surtout survivre à un grand éventail de conditions
environnementales hostiles qui arriveront les premiers à la ligne d’arrivée de cette grande
course planétaire à la stabilité! La question que nous devons alors nous poser est la
suivante : est-ce vraiment possible qu’une seule et même espèce possède toutes ces
caractéristiques ? ...
13
Figure 1 : Tendance des températures minimales et maximales dans l’ouest de
l’Amérique du Nord depuis 1950. Les zones rouges recouvrent les régions qui ont
expérimenté le maximum d’augmentation de température (2.5 degré C) versus les zones
jaunes claires qui sont le minimum (0.5 degré C)
Réf :http://www.ecoinfo.ec.gc.ca/env_ind/region/climate/climate_e.cfm
Environnement Canada, 2006, dernière consultation :8 avril 2007
Figure 2 : Tendance estivale pour les
précipitations annuelles depuis 1950. Les
régions qui ont subit de plus fort
changement dans la quantité de
précipitation en moyenne sont recouvertes
de vert foncé (45 % plus de précipitations
en 1990 versus 1900) et le % de
changement diminue du jaune (aucun
changement) jusqu’au orange foncé (45%
moins de précipitations en 1999 par
rapport à 1900).
Ref :http://www.ecoinfo.ec.gc.ca/env_ind/region/climate/climate_e.cfm
Environnement Canada, 2006, dernière consultation :8 avril 2007
14
Figure 3 : Désastres reliés au climat au Canada entre 1900-1999. L’histogramme est
divisé décennies (sur l’axe des X) et le nombre de désastres dans ces décennies y est
représenté (sur l’axe des Y)
Réf :http://www.ecoinfo.ec.gc.ca/env_ind/region/climate/climate_e.cfm
Environnement Canada, 2006, dernière consultation :8 avril 2007, Dernière mise à jour :
18/05/2005
Figure 4 : Diagramme montrant les sources de variabilité pour les dates de parturition
chez les femelles écureuils roux du Yukon sur une période de 10 ans
15
Figure 5: Diagramme montrant un index de la quantité de cônes produits (en moyenne)
et la date de parturition (la moyenne) pour 10 cohortes successives de femelle écureuils
roux dans la région de Kluane Lake, Canada. Les cercles vident représentent les dates de
parturition et les cercles pleins représentent abondance de cônes de sapins blancs.
Réf: Berteaux et al, 2004, Keeping Pace with Fast Climate Change: Can Arctic Life
Count on Evolution? Integrative and Comparative Biology, Vol # 44, p.140–151
Figure 6 : Carte du Sud Ouest du Yukon montrant le relief. Les endroits en violet ou rose
sont les régions montagneuses les plus élevées en altitude par rapport au niveau de la mer
Réf : site web : www.atlas.gc.ca Ressources Naturelles du Canada, 2006
16
RÉFÉRENCES
Barber A., 2000, Reduced growth of Alaskan white spruce in the twentieth century
from temperature-induced drought stress, Nature 405, 668-673 (8 June 2000) |
doi:10.1038/35015049
Berry m. et al, 2002, Modelling Potential Impacts of Climate Change on the
Bioclimatic Envelope of Species in Britain and Ireland, Global Ecology and
Biogeography, Blackwell publishing, vol#11, 453-462
Berteaux et al, 2004, Keeping Pace with Fast Climate Change: Can Arctic Life Count
on Evolution? Integrative and Comparative Biology, Vol # 44, p.140–151
Boutin et al, 2006, Anticipatory Reproduction and Population Growth in Seed
Predators, Science, Vol # 314, p.1928-1930. DOI: 10.1126/science.1135520
Chapin III et al, 1996, CO2 Fluctuation at high latitudes, Nature, vol.383, p.585-586
Gray A., 2005, Impacts of climate change on diversity of forested ecosystems: some
examples. The Forestry Chronicles, Vol 81 #5, p.655-661
Hogg & Wein, 2005, Impacts of Drought on Forest Growth and Regeneration
following fire in Southwestern Yukon, Canada, Canadian Journal of Forest Research,
Vol# 35, p. 2141-2150, doi: 10.1139/X05-120
Humphries et al, 2004, Bioenergetic Prediction of Climate Change Impacts on
Northern Mammals, Integrative and comparative biology, Vol 44, p.152-162
KERR_ & PACKER, 1998, The Impact of Climate Change on Mammal Diversity in
Canada, Environmental Monitoring and Assessment, vol# 49, p.263–270
Klenner & Krebs, 1991, Red squirrel population dynamics. I. The effect of
supplemental food on demography, Journal of Animal Ecology, Vol # 60, 961-978
O’Brien et al, 1985, Genetic Basis for Species Vulnerability in Cheetah, Science:
Vol. 227. no. 4693, pp. 1428 – 1434, DOI: 10.1126/science.2983425
Ogden A., 2006, Climate Change and Ecosystem dynamics in Southwest Yukon,
report from Environnement Canada: Northern climate Exchange &Canadian climate
Impacts and Adaptation Research Network,
Parmesan & Yohe, 2003, A Globally Coherent Fingerprint of Climate Change
Impacts across natural systems, Nature, Vol 421, p. 37-42
17
Réale et al, 2003, Genetic and Plastic Responses of a Northern Mammal to Climate
Change, Proceedings of the Royal Society of London, Vol # 270, p. 291-296, DOI
10.1098/rspb.2002.2224
Root et al, 2003, Fingerprints of Global Warming on Wild Animals and Plants,
Nature, Vol #421, p.57 à 60.
Rusch & Reeder, 1978, Population Ecology of Alberta Red Squirrels, Ecology,
Vol#59 (2), P.400-420
Tompkins M. et al, 2002, Parapoxvirus causes a deleterious disease in red squirrels
associated with UK population decline, Proceedings of The royal society, London, vol
269, p.529-533
Wauters A. et al, 1994, The Effects of Habitat Fragmentation on Demography and on
the Loss of Genetic Variation in the Red Squirrel, Proceedings: Biological Sciences,
Vol. 255, No. 1343 (Feb. 22, 1994), pp. 107-111
Weberl & Flannigan, 1997, Canadian boreal forest ecosystem structure and function
in a changing climate: effect on fire regimes, Environmental Reviews, Vol#5, p.145166
Wilson et al, 2005, Intraspecific phylogeography of red squirrels (Tamiasciurus
hudsonicus) in the central rocky mountain region of North America, Genetica, Vol#
125, p.141–154, DOI 10.1007/s10709-005-5154-5
Yahner H., 1980, Burrow System Use by Red Squirrels,
American Midland Naturalist, Vol. 103, No. 2 (April 1980), pp. 409-411
doi:10.2307/2424644
http://www.ipcc.ch/
Impacts. Adaptations and Vulnerability: The Summary for Policymakers
Intergovernemental Panel on Climate Change, 6 Avril 2007
http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg2/index.htm
Climate Change 2001: Impacts, Adaptations and Vulnerability:
Intergovernemental Panel on Climate Change, 6 Avril 2007
http://www.taiga.net/yourYukon/col346.html
Red squirrels show evolution in the making, by Sarah Locke, Your Yukon,
Environnement Canada, Pacific and Yukon Region
Dernière date de consultation: 7 avril 2007
http://www.gi.alaska.edu/ScienceForum/ASF16/1637.html
Rozell Ned, Alaska Science Forum, 2003, Red squirrels show signs of adapting to
climate change, Article # 1637
18
http://www.ecoinfo.ec.gc.ca/env_ind/region/climate/climate_e.cfm
Environnement Canada, 2006, Temperature and Precipitations : indicators of Climate
Change, dernière consultation :8 avril 2007, Dernière mise à jour : 18/05/2005
Personnes ressources :
Jalene M. LaMontagne, PhD
Current address:
Department of Biological Sciences
University of Calgary
2500 University Drive N.W.
Calgary, Alberta, Canada
T2N 1N4
fax: (780) 492-2216
19
assuming that organisms are able to track their
shifting climatic zones despite anthropogenic and natural barriers
Kerr & Packer, 1997
Faiblesse : Pas parlé de :
-
Par contre, dans la forêt isolée du sud-ouest du Yukon, nous avons probablement
à faire à une population avec une haute consanguinité. Territoire isolé entre
montagne, la diversité génétique est diminuée et cela prédispose fortement à une
éradication totale en présence d’un pathogène puissant sur cette population
d’écureuil. Nombre minimal d’individus pour maintenir une variabilité génétique
et pour assurer meilleure survie est de 500 animaux (Wauters, 1994). Dans notre
cas : 325 écureuils dénombrés (Réale et al, 2003).
-
ACTH-STRESS Red squirrels had four times the levels of white blood cells and higher proportions of
lymphocytes and lower proportions of eosinophils than Arctic ground squirrels, indicating that the latter were
in worse condition immunologically. Our evidence suggests that the functions associated with the
hypothalamic-pituitary-adrenal axis are compromised in breeding male Arctic ground squirrels, but not in red
squirrels. We propose that in male red squirrels this axis has evolved in the context of a stable social system
based on long-lived animals with individual territories which are needed to deal with unpredictable winter
food supplies.
Simulation studies show the potential for greatly reduced boreal forest
area and increased fragmentation due to climate change
Canadian boreal forest ecosystem structure and function in a changing climate: effect on fire regimes
Received May 5, 1997. Accepted August 25, 1997.
M.G. Weber1 and M.D. Flannigan. Canadian Forest Service, Northern Forestry Centre, 5320 122nd Street,
Edmonton, AB
T6H 3S5, Canada.
1 Author to whom all correspondence should be addressed (e-mail: [email protected]).
Environ. Rev. 5: 145–166 (1997)
A brief review of the literature revealed few estimates
of heritability for arctic or northern populations,
especially for phenological traits (Table 1).
Berteaux et al, 2004
Petits animaux auront plus de chance pour s’adapter plus vite?
While many species evolved in response to climate
change in pre-human times (Harris 1993), and some species
can adaptively evolve over short periods of time ranging
from days to decades (Ashley et al. 2003, Stockwell and
Ashley 2004), many will not have time to adapt to the rate
and magnitude of changing thermal habitats. In addition,
Species
20
In the presence of new and emerging ecological constraints,
animal species with a high rate of reproduction that
can move long distances, rapidly colonize new habitats, that
can readily use new forage or prey species, tolerate humans,
and survive in a broad range of physical conditions
(Rejmánek and Richardson 1996, Inkley et al. 2004) will be
most successful in finding and using new niches.
Gray A., 2005, Impacts of climate change on diversity of forested ecosystems: some
examples. Vol 81 #5
As we have seen earlier, the main factor
affecting the ability of a species to evolve rapidly
in the face of environmental changes, is its genetic
variability for fitness-related or ecologically important
traits. The reasons why genetic variation of quantitative
traits is maintained in wild populations is still a
debated question in evolutionary biology (Roff, 1997).
To simplify, let us say that it results from the combination
of mutation and migration, which tends to increase
variation, and selection (or some aspects of genetic drift in small populations), which decreases variation,
and the existence of trade-offs (or negative genetic
correlations) between traits caused by
antagonistic pleiotropy (see above).
Keeping Pace with Fast Climate Change: Can Arctic Life Count on Evolution?
(Berteaux et al, INTEGR. COMP. BIOL., 44:140–151 (2004)
21
22