La réintroduction des loups dans le parc national de Yellowstone, aux États-Unis, a rétabli l’écosystème local de manière spectaculaire, révèle une récente étude. En analysant des données s’étendant sur 20 ans, les biologistes ont constaté une augmentation de 1 500 % du volume des cimes des saules le long des cours d’eau, notamment grâce à la régulation de la population de wapitis par les grands prédateurs. Cela a enclenché un effet de cascade dit « trophique », qui a bénéficié à l’ensemble de l’écosystème.
Dans les années 1920, des initiatives gouvernementales visant à contrôler la population de grands carnivores ont réduit considérablement la population de loups (Canis lupus) et de pumas (Puma concolor) dans le parc national de Yellowstone, dans le nord-ouest des États-Unis. Cela a conduit à l’augmentation de la population de cervidés, en particulier les wapitis (Cervus canadensis), qui pullulaient dans les montagnes Rocheuses du nord du parc.
Cela a à son tour entraîné le déclin de communautés végétales clés, surtout celles situées dans des zones riveraines, menaçant ensuite d’autres communautés animales telles que les castors (Castor canadensis). Malgré l’autorisation de la chasse aux wapitis le long de la limite nord du parc et d’un programme d’abattage gouvernemental à l’intérieur du parc, les chercheurs s’accordent largement à dire que le déclin des végétaux ligneux dans le nord du parc Yellowstone peut être attribué principalement à la disparition des loups et d’autres grands prédateurs.
En effet, les grands prédateurs se situent au sommet de ce qu’on appelle une « cascade trophique ». Il s’agit du phénomène par lequel leur présence affecte indirectement d’autres espèces situées plus bas dans la chaîne alimentaire. Cette cascade influence la biodiversité des écosystèmes, leur productivité, leur cycle de nutriments et l’ensemble de leur fonctionnement. En d’autres termes, ses effets modèlent les écosystèmes, aussi bien en matière de diversité faunistique que floristique.
Dans le but de restaurer les végétaux ligneux et la cascade trophique de Yellowstone, des loups ont été réintroduits en 1995 et 1996 afin de compléter la guilde de grands carnivores au sein du parc. Le nombre de pumas a également recommencé à augmenter dans les années 1980. Cependant, des questions subsistent quant au potentiel de la réintroduction des loups pour la restauration de la cascade trophique. De plus, à l’échelle mondiale, peu d’études quantifient l’effet de cette cascade sur les plantes après la réintroduction de grands carnivores.
« Ces changements dans les écosystèmes ne se produisent pas du jour au lendemain, et leur compréhension nécessite de la patience et de la persévérance », explique William Ripple, écologiste à l’Université d’État de l’Oregon, à Live Science. La nouvelle étude, codirigée par Ripple, offre pour la première fois un aperçu des effets à long terme de la cascade trophique en quantifiant les impacts de la réintroduction des loups à Yellowstone. « Notre étude souligne l’importance d’une surveillance à long terme », indique l’expert.
Une augmentation de 1 500 % du volume de la cime des saules
La nouvelle étude – détaillée dans la revue Global Ecology and Conservation – s’appuie sur des données collectées entre 2001 et 2020 au niveau de 25 sites riverains distincts. Ces données incluaient des mesures du volume de la couronne (l’espace total occupé par les branches, les tiges et les feuilles) des saules (Salix) poussant au niveau de ces sites. Cette technique permet de quantifier l’évolution de la biomasse globale des arbustes, indiquant le rythme auquel les wapitis et autres herbivores les broutent tout au long de la période d’étude.
Bien que les rives ne représentent qu’une petite partie du paysage du parc, ces zones fournissent d’importantes ressources alimentaires et abritent une plus grande diversité d’espèces que tout autre milieu. En effet, elles relient les écosystèmes terrestres et aquatiques, favorisant ainsi une diversité accrue en matière de composition et de structure.
Les données ont révélé une augmentation remarquable de 1 500 % du volume de la couronne des saules le long des zones étudiées. Les chercheurs attribuent cet effet à la restauration de la cascade trophique due à la réintroduction des loups dans la région, permettant de réduire le broutage par les wapitis. « Une augmentation de 1 500 % du volume de la cime des saules est un chiffre important. C’est l’un des effets de cascade trophique les plus puissants rapportés dans la littérature scientifique », affirme Ripple.
Des avantages s’étendant à l’ensemble de l’écosystème
L’impact de la cascade trophique de Yellowstone est 82 % plus élevé que celui observé dans une synthèse des études mondiales réalisées par les chercheurs. L’équipe a en outre constaté qu’il existe un degré de variabilité considérable entre les sites étudiés et que tous ne se rétablissent pas de manière homogène.
Par ailleurs, la restauration de la cascade trophique de Yellowstone a non seulement bénéficié aux saules, mais également à d’autres espèces ligneuses, telles que le tremble (Populus tremula), l’aulne (Alnus) et les arbustes à baies. « C’est un rappel convaincant de la façon dont les prédateurs, les proies et les plantes sont interconnectés dans la nature », affirme Ripple dans un communiqué du Conservation Biology Institute. L’amélioration de ces conditions a en outre créé de nouveaux habitats pour les oiseaux, les batraciens et d’autres espèces.
L’équipe de Ripple prévoit prochainement d’étudier la manière dont d’autres facteurs, tels que le changement climatique et l’augmentation de la population de bisons (Bison bison) pourraient affecter la cascade trophique de Yellowstone. La manière dont la croissance démographique des castors façonnera le paysage sera également étudiée.