Biodiversité : ruée vers les pôles et les sommets

Les êtres humains ne sont pas les seuls à migrer en raison du changement climatique. Certaines espèces quittent également leur foyer d’origine pour s’installer sous des climats devenus plus favorables… au risque d’une compétition accrue entre elles.

En 2021, le rapport Groundswell de la Banque mondiale1 calculait que, d’ici à 2050, jusqu’à 216 millions de personnes pourraient migrer à cause du changement climatique. Les raisons sont connues : canicules, incendies et sécheresses à répétition, baisse des rendements agricoles, montée des eaux et recul du trait de côte… Les mêmes causes produisant les mêmes effets, on peut s’attendre à ce que le changement climatique affecte l’ensemble du vivant.

En effet, on observe déjà des mutations massives dans les aires de répartition de milliers d’espèces animales et végétales. Parmi elles, les papillons, dont une récente méta-analyse a prouvé qu’au moins 10 % des espèces connues à ce jour voyaient leur répartition géographique changer. « Depuis les premiers travaux de l’écologue états-unienne Camille Parmesan2, dans les années 1990, les papillons font office de sentinelles du climat, explique Jonathan Lenoir, directeur de recherche au CNRS3 et coauteur principal de l’étude. Leur remontée vers le nord, en Europe et en Amérique du Nord, représente la première empreinte biologique du changement climatique. »

Pourquoi le nord ? Parce que, « plus on va vers les pôles ou plus on monte en altitude, plus il fait froid », poursuit l’écologue amiénois. Par ailleurs, en grimpant les flancs d’une montagne, on perd en moyenne 0,6 °C pour 100 m de dénivelé, soit 6 °C par kilomètre.

Impossible de lézarder au soleil

Un constat pour partie confirmé par Jonathan Rolland. Dans une étude publiée en 20264, le chercheur au CNRS5 et ses collègues, dont Jonathan Lenoir, ont prouvé que, sur 1888 espèces observées, allant des insectes aux plantes en passant par les oiseaux et les poissons, plus de la moitié d’entre elles se déplaçaient vers le nord pour fuir la chaleur sur les bordures dites « chaudes » (donc au sud, pour l’hémisphère Nord) de leurs aires de répartition.

Une espèce qui vit au-dessus ou en dessous de sa zone de tolérance thermique en est physiquement affectée.

Jonathan Rolland détaille les raisons de ces exodes climatiques : « Une espèce qui vit au-dessus ou en dessous de sa zone de tolérance thermique en est physiquement affectée. Les grenouilles se déplacent très lentement en dessous de 0 °C, les insectes entrent en torpeur, les plantes perdent énormément d’eau quand il fait trop chaud… Bref, le métabolisme ne suit pas. »

Un stress thermique encore plus insupportable pour les espèces ectothermes (communément appelées « à sang froid »), dont la température interne varie avec la température extérieure. Quand le mercure devient insoutenable, difficile pour les insectes et reptiles de lézarder au soleil ! 

Comme ce fritillaire argenté (Argynnis paphia), de nombreuses espèces de papillons voient leur aire de répartition s’étendre rapidement vers le nord sous l’effet du réchauffement climatique.

Pics et pôles

Cependant, cette remontée vers les pics et les pôles est loin d’être homogène. Elle suit les bizarreries géographiques du globe terrestre, à commencer par les barrières physiques que sont les mers et les montagnes. Depuis son laboratoire toulousain, Jonathan Rolland remarque que « les populations locales, pour maintenir leur température de préférence, ont tendance à remonter en altitude… et donc à aller vers les Pyrénées, au sud ».

En Europe, les espèces montant vers des sommets de petite taille risquent de tomber dans un piège climatique.

Un phénomène généralisé sur le continent européen, marqué par ses massifs alpins, carpatiques et pyrénéens orientés ouest-est, que Jonathan Lenoir met en miroir des Andes et Rocheuses américaines orientées nord-sud. « Dans les Amériques, à mesure qu’une espèce monte en altitude, elle monte également en latitude – au nord ou au sud. Or, en Europe, les espèces montant vers des sommets de petite taille risquent de tomber dans un piège climatique et d’y former des îlots de population voués à s’éteindre avec la hausse des températures. » Et le chercheur de soupirer : « Question altitude et donc température, le Jura et les Vosges, ce n’est pas comme les Alpes… »

Ces pièges climatiques en montagne figuraient au cœur d’un article publié en 2025. Si le scientifique amiénois y contestait l’hypothèse d’un « escalator vers l’extinction », c’est-à-dire d’une compétition mortelle entre espèces à mesure que celles des basses altitudes montent vers les sommets, il théorisait cependant celle d’une « dette d’extinction ».

En d’autres termes, si l’extinction n’a pas encore lieu aujourd’hui, elle aura lieu demain, car « le taux de mortalité de certaines populations d’une espèce dépasse dès à présent leur taux de natalité ». Jonathan Lenoir prend pour exemple les chênes, qui peuvent vivre des siècles et survivre à plusieurs étés caniculaires, particulièrement les plus vieux avec leurs profondes racines… tandis que les plus jeunes n’y résistent pas, de sorte que l’espèce est vouée à s’éteindre si les étés caniculaires persistent.

Les forêts bougent aussi

Mais les chênaies aussi bougent, de même que l’ensemble des forêts européennes ! Bien sûr, leur migration ne se fait pas sur pattes ou à tire-d’aile. Elle repose exclusivement sur la reproduction et la dispersion des diasporesFermerDiaspore : partie d’un végétal (graine, fruit, etc.) qui se détache du pied-mère pour reproduire l’espèce après dissémination. via le vent, l’eau et les vecteurs animaux, humains inclus. Un exode qu’a mesuré6 Jonathan Lenoir… premier étonné des résultats obtenus.

Contrairement à ce qu’on pourrait penser, les forêts du Vieux Continent ne migrent pas vers le nord… mais vers l’ouest. « C’est le fruit d’une activité industrielle historique, précise-t-il. À l’échelle du continent, les espèces forestières du sous-bois migrent en direction des anciennes régions industrielles du nord de la France, du Benelux et de la Lombardie, marquées par des pollutions atmosphériques à l’azote dans les années 1980. » Une pollution ancienne dont les apports en azote sont toujours présents dans les sols et appréciés de quantité d’espèces végétales dites « nitrophiles », c’est-à-dire friandes d’azote.

En Europe, les espèces végétales des sous-bois, à l’instar de l’oseille des bois (Oxalis acetosella), migrent vers l’ouest du continent et ses anciennes régions industrielles, aux sols riches en azote.

« La biodiversité continue de s’ajuster aux changements passés, observe-t-il. Son inertie est à rebours de l’inertie du climat. » Quitte à tomber, avec la hausse générale des températures en Europe de l’Ouest, dans un futur piège climatique. Et de piège climatique, il en est dès à présent question dans les îles, particulièrement tropicales.

C’est depuis son doctorat le terrain d’études de Céline Bellard, écologue au CNRS7. Elle y scrute notamment l’impact des espèces exotiques envahissantes, en pleine expansion à l’heure du réchauffement climatique et de la mondialisation humaine. « Les espèces insulaires sont beaucoup plus vulnérables que les continentales aux espèces exotiques envahissantes, relève-t-elle. En effet, elles souffrent souvent du syndrome dit “de naïveté”, c’est-à-dire qu’en l’absence de prédateurs, elles n’ont pas développé de protection comme des épines pour certaines plantes ou la capacité de voler pour certains oiseaux. »

En conséquence, les espèces invasives se montrent beaucoup plus efficaces dans la compétition pour les ressources. En Polynésie française, le miconia (Miconia calvescens) étouffe complètement la végétation locale en captant à son profit la lumière du soleil au moyen de ses larges feuilles, à tel point qu’on le surnomme le «  cancer vert ». En Nouvelle-Calédonie, les colonies de fourmis électriques prolifèrent en raison de l’abondance de leurs reines et donc de leur explosion démographique… au détriment des espèces locales. Et sur quantité d’îles, chats et rats déciment les populations de poussins.

Should I stay or should I go ?

Dès lors, comment réagit la biodiversité à ces pressions de plus en plus nombreuses ? « Entre rester et prendre ses valises pour partir ailleurs, il y a tout un panel de réponses possibles », note Jonathan Lenoir. Tandis que certaines espèces fuient la chaleur et colonisent des régions plus froides, d’autres font le choix de s’adapter aux nouvelles conditions environnementales, par exemple en changeant leur cycle reproductif. « Plusieurs espèces végétales fleurissent plus tôt dans la saison, tandis que la période de nidification des oiseaux devient plus précoce », poursuit l’écologue.

D’autres puisent dans leur diversité génétique. Ainsi, face aux espèces exotiques envahissantes, les populations continentales, contrairement aux insulaires, peuvent opposer « des mécanismes de résistance anciens, développés à force de côtoyer d’autres migrations biologiques », relève Céline Bellard.

Du fait de leur faible diversité génétique, les oiseaux de rivage, comme cette bécassine sourde (Lymnocryptes minimus), ont une forte sensibilité à la perte d’habitat et aux effets du changement climatique.

Les recettes du passé pourraient en effet préserver un avenir, comme l’a montré Jonathan Rolland dans sa méta-analyse comparant la diversité génétique des populations à la vitesse de déplacement de leurs aires de répartition. « Si l’on considère la diversité génétique comme le matériel à disposition d’une espèce pour s’adapter, on constate qu’elle aide à la survie des populations dans les marges chaudes, car quelques individus préadaptés se retrouvent mieux sélectionnés par l’évolution naturelle », explique-t-il.

Roitelet à couronne dorée (Regulus satrapa), grive solitaire (Catharus guttatus) ainsi que plusieurs espèces de bourdons tendent ainsi à résister sur place en raison de leur diversité génétique élevée. À l’inverse, les espèces à faible diversité génétique s’effondrent, comme le diable de Tasmanie (Sarcophilus harrisii), victimes de nouveaux pathogènes.

Le chercheur toulousain tempère cependant les prodigieuses capacités d’adaptation du vivant. En cause : la rapidité du changement climatique en cours excède ses facultés. « On sait que des coraux vivaient dans les régions polaires il y a 40 millions d’années, donc ils pourraient y retourner, avance-t-il. Le souci, c’est qu’ils n’en ont pas le temps. »

De corridors en autoroutes

Responsable de l’emballement climatique et de la sixième extinction de masse, l’être humain pourrait aussi y apporter des solutions concrètes. C’est l’objet des aires naturelles protégées, dont Céline Bellard a constaté les effets positifs en matière de dynamiques des populations. « Ces aires protègent et maintiennent la biodiversité locale en évitant la fragmentation de leur habitat, résume-t-elle. Avec un meilleur état de la population, les espèces s’avèrent beaucoup plus résilientes aux changements globaux. »

Le développement de corridors verts offre à certaines espèces « une échappatoire à la menace d’une invasion biologique en préservant leur possibilité de migrer ».

En parallèle de ces aires fixes, le développement de corridors verts offre à d’autres espèces « une échappatoire à la menace d’une invasion biologique en préservant leur possibilité de migrer ». Attention toutefois au revers de la médaille : ces corridors verts peuvent aussi servir d’autoroutes aux espèces exotiques envahissantes ! Aussi faut-il veiller à diversifier les habitats le long de ces voies écologiques pour ne pas favoriser leur expansion.

Malgré tout, les scientifiques ne perdent pas espoir. Ils balancent entre admiration envers les solutions déployées par le vivant – de la migration à l’adaptation – et scepticisme quant à l’avenir des espèces. Un émerveillement qui continue d’animer Jonathan Rolland : « Le vivant a passé son temps à se réajuster, de telle sorte que le monde qu’on voit aujourd’hui est le fruit de ces allers-retours incessants entre populations. Je trouve ça fascinant. »

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Notes

• 1. « Climate Change Could Force 216 Million People to Migrate Within Their Own Countries by 2050 » : https://tinyurl.com/migrations-climat
• 2. Elle dirige actuellement la Station d’écologie théorique et expérimentale, en Ariège : https://tinyurl.com/station-Ariege
• 3. Au sein du laboratoire Écologie et dynamique des systèmes anthropisés (unité CNRS/Université de Picardie Jules Verne).
• 4. « Genetic diversity impacts climate‐induced species range shifts » : https://u-picardie.hal.science/hal-05579440
• 5. Chargé de recherche au sein du Centre de recherche sur la biodiversité et l’environnement (unité CNRS/IRD/Toulouse INP/Université de Toulouse).
• 6. « Unexpected westward range shifts in European forest plants link to nitrogen deposition » : https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado0878
• 7. Aujourd’hui directrice de recherche au laboratoire Écologie société évolution (unité CNRS/AgroParisTech – Paris-Saclay/Université Paris-Saclay).