• http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=how-biodiversity-keeps-earth-alive

    Species loss lessens the total amount of biomass on a given parcel, suggesting that the degree of diversity directly impacts the amount of life the planet can support

    california-meadowBIODIVERSITY: Native wildflowers add diversity to this prairie-like California grassland.Image: © David Hooper

    Supplemental Material

    In 1994 biologists seeded patches of grassland in Cedar Creek, Minn. Some plots got as many as 16 species of grasses and other plants—and some as few as one. In the first few years plots with eight or more species fared about as well as those with fewer species, suggesting that a complex mix of species—what is known as biodiversity—didn't affect the amount of a plot's leaf, blade, stem and root (or biomass, as scientists call it). But when measured over a longer span—more than a decade—thoseplots with the most species produced the greatest abundance of plant life.

    "Different species differ in how, when and where they acquire water, nutrients and carbon, and maintain them in the ecosystem. Thus, when many species grow together, they have a wider set of traits that allow them to gain the resources needed," explains ecologist Peter Reich of the University of Minnesota, who led this research to be published in Science on May 4. This result suggests "no level of diversity loss can occur without adverse effects on ecosystem functioning." That is the reverse of what numerous studies had previously found, largely because those studies only looked at short-term outcomes.

    The planet as a whole is on the cusp of what some researchers have termed the sixth mass extinction event in the planet's history: the wiping out of plants, animals and all other forms of life due to human activity. The global impact of such biodiversity loss is detailed in a meta-analysis led by biologist David Hooper of Western Washington University. His team examined 192 studies that looked at species richness and its effect on ecosystems. "The primary drivers of biodiversity loss are, in rough order of impact to date: habitat loss, overharvesting, invasive species, pollution and climate change," Hooper explains. Perhaps unsurprisingly, "biodiversity loss in the 21st century could rank among the major drivers of ecosystem change," Hooper and his colleagues wrote in Nature on May 3. (Scientific American is part of Nature Publishing Group.)

    Losing just 21 percent of the species in a given ecosystem can reduce the total amount of biomass in that ecosystem by as much as 10 percent—and that's likely to be a conservative estimate. And when more than 40 percent of an ecosystem's species disappear—whether plant, animal, insect, fungi or microbe—the effects can be as significant as those caused by a major drought. Nor does this analysis take into account how species extinction can both be driven by and act in concert with other changes—whether warmer average temperatures or nitrogen pollution. In the real world environmental and biological changes "are likely to be happening at the same time," Hooper admits. "This is a critical need for future research."

    The major driver of human impacts on the rest of life on this planet—whether through clearing forests or dumping excess fertilizer on fields—is our need for food. Maintaining high biomass from farming ecosystems, which often emphasize monocultures (single species) while also preserving biodiversity—some species now appear only on farmland—has become a "key issue for sustainability," Hooper notes, "if we're going to grow food for nine billion people on the planet in the next 40 to 50 years."


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  • http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-les-manchots-empereurs-recenses-depuis-l-espace-29684.php

    Un recensement à partir d'images prises par satellites a estimé à près de 600 000 le nombre de manchots empereurs. Il s'agit du premier recensement d'une espèce effectué depuis l'espace.

    Guillaume Jacquemont
    © British Antarctic Survey
    © British Antarctic Survey
    Les manchots empereurs sortent de l’eau pour pondre et couver. Ils se regroupent alors en grandes colonies, bien visibles sur la glace.

    À voir aussi

    © DigitalGlobe
    © DigitalGlobe
    Sur cette vue obtenue par satellite, les manchots apparaissent en noir et le guano en marron.

    Pour en savoir plus

    L'auteur

    Guillaume Jacquemont est journaliste à Pour la Science.
    Les manchots empereurs sont plus nombreux qu'on ne le croyait. C'est ce qu'indique le recensement effectué à partir d'images satellitaires par Peter Fretwell, du British Antarctic Survey, et ses collègues : les oiseaux adultes seraient près de 600 000, contre entre 270 000 et 350 000 selon les estimations précédentes.

    Les manchots empereurs, qui vivent dans l'océan, en sortent plusieurs mois par an pour pondre et couver. Ils forment alors de grandes colonies sur les étendues blanches de l'Antarctique, où leur plumage noir se distingue facilement. Les colonies ont d'abord été repérées sur des images satellitaires de moyenne définition, avant d'être photographiées en haute résolution. Diverses méthodes de traitement d'images (visant par exemple à augmenter les contrastes) ont notamment permis de les distinguer de leurs trainées de guano.

    Les scientifiques ont ensuite estimé le nombre d'individus dans chaque colonie grâce à une relation liant ce nombre à la surface occupée par les manchots ; cette relation a été établie à partir de colonies pour lesquelles on disposait à la fois d'images par satellite et de comptages directs. Enfin, ils ont appliqué des corrections pour prendre en compte les oiseaux absents, tels les individus trop jeunes pour se reproduire et les femelles parties en mer pour chercher de la nourriture pendant que les mâles gardaient les œufs.

    C'est le premier recensement d'une espèce effectué depuis l'espace. Cette méthode devrait permettre de suivre l'évolution du nombre de manchots. Une information utile à l'heure où ces oiseaux, très dépendants de la glace, sont menacés par le réchauffement climatique : en Terre Adélie, ils risquent de s'éteindre presque totalement d'ici un siècle, selon une étude franco-américaine fondée sur les prévisions du GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) et menée par Stéphanie Jenouvrier, du Centre d'études biologiques de Chizé, et ses collègues. À l'échelle globale, les estimations sont difficiles – notamment parce que des zones refuges seront peut-être préservées –, mais la menace est sérieuse…

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  • http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-abeilles-et-bourdons-mefaits-confirmes-des-insecticides-29389.php

    Plusieurs études viennent confirmer les soupçons qui pesaient sur les pesticides couramment utilisés en agriculture, dont l'impact sur les insectes pollinisateurs se révèle loin d'être négligeable.

    Maurice Mashaal

    Les populations d'abeilles et de bourdons, insectes pollinisateurs qui ont un rôle important dans la productivité agricole, subissent depuis plusieurs années un déclin rapide et inexpliqué. Pour les abeilles domestiques, on parle de syndrome d'effondrement des colonies. Parasites, maladies, présence accrue de substances toxiques, dégradation des habitats, modifications climatiques ? Une conjonction de plusieurs facteurs est probablement à l'œuvre, mais l'impact négatif des pesticides répandus sur les cultures devient de plus en plus évident. C'est ce que l'on peut conclure de trois études indépendantes publiées récemment, deux conduites par des équipes françaises et la troisième par une équipe britannique.

    Mickaël Henry, de l'INRA à Avignon, et ses collègues ont soumis des abeilles domestiques(Apis mellifera) à des doses faibles, non létales, de thiaméthoxam, une substance de la famille des néonicotinoïdes, des composés insecticides largement utilisés depuis les années 1990. En équipant 653 abeilles de radio-étiquettes RFID pour les repérer, les chercheurs ont constaté que jusqu'à 43,2 pour cent des abeilles traitées au thiaméthoxam ne retournaient pas à la ruche : l'intoxication se traduit par une diminution de leur sens de l'orientation. Pour les abeilles non traitées, le pourcentage d'individus ne revenant pas à la ruche n'atteignait que 16,9 pour cent.

    Quant à l'étude de Penelope Whitehorn et ses collègues, de l'Université de Lancaster en Angleterre, elle a porté sur des bourdons (Bombus terrestris) exposés à des doses non létales d'imidaclopride, un autre néonicotinoïde fréquemment employé. Les biologistes ont alors constaté que les colonies traitées (50 sur 75) se développaient moins – le poids de ces dernières était inférieur de 8 à 12 pour cent à celui des colonies non traitées, ce qui signifie que les bourdons ont recueilli moins de nourriture ou qu'il y avait moins de bourdons ouvriers. Mais surtout, les colonies traitées ont produit beaucoup moins de reines : une ou deux en moyenne, contre 13 pour les colonies de bourdons non traitées.

    Enfin, Nicolas Blot, du CNRS et de l'Université Blaise Pascal à Clermont-Ferrand, a montré avec ses collègues que l'effet combiné sur les abeilles domestiques d'un insecticide (le fipronil) et d'un parasite (Nosema ceranae, un organisme unicellulaire) est plus important que la somme des deux effets pris séparément. Par exemple, pour des mortalités séparées égales à 31 et 39 pour cent, la mortalité due à la combinaison des deux sources de stress atteignait 84 pour cent. Autrement dit, on a un effet de synergie, qui confirme plusieurs études précédentes. Mais l'équipe de N. Blot a montré en plus que c'est le cas indépendamment de l'ordre dans lequel les abeilles subissent les deux stress : d'abord une infection parasitaire puis une exposition à l'insecticide, ou une exposition suivie d'une infection, ou les deux simultanément.

    Ainsi, tous ces résultats indépendants confirment l'impact néfaste des insecticides et mettent dorénavant les autorités devant leurs responsabilités quant à l'autorisation ou l'interdiction de pesticides, dont beaucoup contiennent les substances utilisées dans ces études.

    ©Science/AAAS
    ©Science/AAAS
    Équiper les abeilles d'une radio-étiquette (RFID), comme l'a fait l'équipe française de Mickaël Henry, permet de dénombrer les entrées et sorties de la ruche. C'est ainsi que ces chercheurs ont constaté qu'une exposition faible à un insecticide perturbe assez gravement le sens de l'orientation des abeilles.

    Pour en savoir plus

    M. Henry et al.A common pesticide decreases foraging success and survival in honey beesScience, prépublication en ligne, 29 mars 2012.

    P. R. Whitehorn et al.Neonicotinoid pesticid reduces bumble bee colony growth and queen productionScience, prépublication en ligne, 29 mars 2012.

    J. Aufauvre et al.Parasite-insecticide interactions : a case study of Nosema ceranae and fipronil synergy on honeybeeScientific Reports, vol. 2, 326, 22 mars 2012.

     Sur le syndrome d'effondrement des colonies d'abeilles, voir :

    D. Cox-Foster, Sauvons les abeilles ,Pour la Science n°379, mai 2009.

    L'auteur

    Maurice Mashaal est rédacteur en chef du mensuel Pour la Science.

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  • http://www.cnrs.fr/inee/communication/breves/nicolas_blot.htm

    26 mars 2012

    Quand un pathogène et un insecticide se liguent contre l'abeille

     

    Agissant en synergie, insecticides et parasites constituent un cocktail mortel pour les abeilles, ont découvert des chercheurs français en 2011. Dans un article publié par Scientific Reports, la même équipe (Laboratoire microorganismes : génome et environnement  (LMGE) – CNRS/ Université Clermont Ferrand  I et II) montre que cette synergie fonctionne quel que soit l'ordre dans lequel les insectes sont exposés à leurs « agresseurs ».

     

    abeille

    L'abeille domestique est un insecte dont la valeur écologique et économique est considérable
    © Mathieu Roudel, LMGE

     

    Dans la nature, les êtres vivants sont exposés à de multiples facteurs de stress, d’origine biologique ou non. Les interactions entre différents facteurs peuvent avoir un effet synergique sur les organismes, c’est-à-dire un effet conjugué plus important que la somme de leurs effets individuels. En 2011, des chercheurs français ont montré que, lorsqu'elle était exposée à un parasite ainsi qu'à des insecticides, l'abeille domestique (Apis mellifera) voyait son taux de survie diminuer plus que si l'on faisait la somme des impacts de chaque facteur de stress (1).


    Si cette synergie a bien été démontrée, l’importance que peut revêtir l'ordre des expositions à différents stresseurs a, lui, été très peu exploré. Y a-t-il ou non des cas de figure dans lesquels la synergie ne se produit pas ? Pour le savoir, les chercheurs ont infecté des abeilles par Nosema ceranae, un champignon microscopique qui parasite leur intestin, et les ont exposées à de très faibles doses de l’insecticide fipronil, soit simultanément soit de manière séquentielle. Les résultats de l'expérience suggèrent que l'effet synergique se retrouve quel que soit l'ordre d'exposition aux deux stresseurs. Leur étude, publiée dans Scientific Reports, souligne donc le risque potentiel qu’encourent les êtres vivants qui sont fréquemment exposés à la fois aux pesticides et aux pathogènes dans leur environnement. Un risque particulièrement grave dans le cas des abeilles, insectes pollinisateurs dont la valeur écologique et économique est considérable, et dont on a constaté l'effondrement des populations dans plusieurs régions du monde au cours des dernières années. Ce travail apporte des connaissances utiles dans les domaines de l’écologie, de la parasitologie et de la gestion des ressources agricoles.

     

    (1) Voir le communiqué de presse du CNRS du 7 juillet 2011

     

    Référence : Parasite-insecticide interactions : a case study of Nosema ceranae and fipronil synergy on honeybee, Scientific Reports, Julie Aufauvre, David G. Biron, Cyril Vidau, Régis Fontbonne, Mathieu Roudel, Marie Diogon, Bernard Viguès, Luc P. Belzunces, Frédéric Delbac & Nicolas Blot.


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  • ÉCOLOGIE | 03.04.2012

    Une abeille © Joel Olives / Flickr
    Des pesticides peuvent désorienter les abeilles et ainsi perturber le développement des ruches. Un résultat obtenu grâce à une nouvelle technologie de puce à radio-identification, collée sur le dos des abeilles.

    Depuis les années 1990, les néonicotinoïdes, des pesticides, sont répandus sur les champs de maïs et de colza. Une étude française, menée par Mickaël Henry de l’INRA et Axel Decourtye de l’Institut des techniques agricoles, montre que l’exposition, même non mortelle à ces pesticides perturbe la capacité des abeilles à retrouver leur ruche. Ce qui entraîne la mort de beaucoup d’entre elles.

    Pour cela, Mickaël Henry et ses collègues ont effectué une "expérimentation de délocalisation" en Poitou Charente et à Avignon. « Plus de 650 abeilles ont tout d’abord été capturées dans leur ruche, explique Mickaël Henry. On les a soumises en laboratoire à une dose de pesticide de 1,34 nano-grammes, soit environ cinq fois moins que la dose létale. » Certaines abeilles ont ensuite été marquées par un dispositif RFID, « des petites puces collées sur le dos de chaque insecte ».

    Ce système a permis de suivre les allers et venues dans la ruche grâce à un détecteur placé à l’entrée de celle-ci. C’est la première fois que les abeilles peuvent être suivies individuellement. Après les avoir ainsi marqué, les chercheurs ont relâché les 653 butineuses à un kilomètre de leur ruche, une distance normale pour des abeilles domestiques. 10% à 30% des abeilles traitées avec du pesticide ne sont pas retournées à la ruche. Conclusion : les insectes exposés à une dose de pesticides, même faible, ont deux fois plus de chance de se perdre et de mourir que ceux non exposées.

     

    Les apiculteurs pas convaincus
    Les apiculteurs ne sont pas convaincus Yves Vedrenne, président du syndicat national des apiculteurs, pense que les études menées n’apporteront rien aux apiculteurs, « les pesticides sont déjà répandus et le colza est en fleurs. Une fois de plus, si une décision d’interdiction est prise, elle interviendra après coup ». Cette année, c’est la troisième fois que le syndicat dépose une requête pour interdire le Cruiser OSR. « Si les apiculteurs avaient été écoutés dès le départ nous ne serions pas dans cette situation paradoxale ».

    La deuxième étape de l’étude des Français a été de simuler, à l’aide des données de leurs expériences, la dynamique de population des abeilles exposées au pesticide. Selon ce modèle, les populations d’insectes touchées n’arrivaient plus à se rétablir. En Angleterre, Penelope Whitehorn et Dave Goulson, sont arrivés à des conclusions similaires sur les bourdons. « À cause des néonicotinoïdes, le développement des colonies est plus lent. Il y a 85% de reines en moins » expliquent-ils.

    L’étape suivante de l’étude française qui a débuté en 2011 et doit encore durer deux ans est de « se pencher sur la modulation des effets d’autres facteurs couplés au pesticide tels que le manque de nourriture ou la présence de parasites » explique Axel Decourtye. Suite à la parution de ces études, le ministère de l’agriculture française a annoncé le jeudi 29 mars qu’il envisageait d’interdire l’utilisation du pesticide Cruiser OSR, un néonicotinoïde.

    Gabrielle Carpel

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