Les humains ont inventé une variété d’instruments pour surveiller la santé des écosystèmes. Par exemple, pour examiner la qualité de l’eau dans une zone humide, un spécialiste de l’environnement peut utiliser un capteur pour mesurer l’oxygène dissous dans l’eau ou effectuer des analyses chimiques en laboratoire pour examiner les métaux lourds dans le sol. Cependant, dans certains cas, nous pouvons examiner les changements dans l’habitat sans instruments, car l’étude de la présence et du comportement des oiseaux peut nous informer sur l’évolution des écosystèmes.
Tout organisme vivant utilisé de cette manière pour mesurer les conditions environnementales est appelé espèce indicatrice. L’exemple le plus connu est peut-être le proverbial « canari dans une mine de charbon ». Comme les canaris sont très sensibles aux gaz toxiques comme le monoxyde de carbone et le méthane et qu’ils en sont affectés avant les humains, les mineurs emmenaient des canaris dans les mines de charbon lorsqu’ils allaient travailler. Si les oiseaux commençaient à montrer des signes d’empoisonnement, cela donnait aux mineurs une chance de mettre un masque ou de s’échapper des mines avant de succomber eux aussi à l’empoisonnement au monoxyde de carbone. L’utilisation des oiseaux pour surveiller les conditions environnementales se poursuit parce que les oiseaux peuvent nous dire une série d’informations utiles sur l’environnement.
Qu’est-ce qui fait un bon indicateur ?
En ce qui concerne l’utilité en tant qu’indicateur, toutes les espèces ne sont pas créées égales et quelques critères sont nécessaires pour qu’une espèce soit précieuse à cet égard. Tout d’abord, elle doit être sensible aux changements de l’environnement afin de servir d’alerte précoce.1 Une espèce extraordinairement résiliente et qui n’est pas dramatiquement affectée par les changements environnementaux offrirait peu d’informations sur ce qui se passe dans l’environnement. De plus, l’espèce doit répondre aux changements de manière prévisible. Si elle réagit de manière erratique aux changements, il sera difficile d’interpréter les causes environnementales sous-jacentes des changements observés. Enfin, il doit être facile de compiler et d’interpréter les données sur l’espèce pour éclairer les décisions politiques. Les espèces très rares seraient de mauvaises espèces indicatrices car il serait difficile d’en trouver et d’en étudier suffisamment pour en tirer des conclusions significatives. De même, il serait difficile de recueillir des données sur des espèces dont le cycle de vie est très cryptique ou qui sont en général mal comprises, ce qui en fait des candidats moins qu’idéaux pour les espèces indicatrices. Ces critères étant établis, nous pouvons explorer les différents types de changements écosystémiques dont les oiseaux peuvent nous parler.
Qualité de l’habitat
L’une des choses les plus utiles que les oiseaux peuvent indiquer est la qualité globale de l’habitat. Lorsque les oiseaux dépendent du fonctionnement de l’habitat de manière spécifique, les tendances de la population d’oiseaux peuvent nous renseigner sur le fonctionnement de l’écosystème. Par exemple, le nombre d’échassiers nichant dans les Everglades dépend de la disponibilité des proies. La construction de canaux et de digues pour modifier le débit d’eau dans les Everglades dans les années 1950 a gravement dégradé l’écosystème. La disponibilité des proies s’en est trouvée réduite, ce qui a entraîné des déclins massifs du nombre annuel d’échassiers nichant dans les Everglades.2 Ces déclins ont commencé avant que quiconque ne réalise que des dommages importants avaient été causés à l’écosystème des Everglades par les activités humaines, et les échassiers ont réagi bien avant les autres animaux. La sensibilité de ces oiseaux au bon fonctionnement de l’écosystème en fait de précieux indicateurs de la qualité de l’habitat.
Dans certains cas, ce n’est pas seulement le nombre d’oiseaux présents, mais l’assemblage des espèces d’oiseaux dans une zone qui peut indiquer la qualité de l’habitat. Une étude menée dans les Appalaches centrales a montré que lorsque les habitats forestiers se dégradent, les types d’oiseaux présents changent de manière prévisible.3 Les oiseaux ont été classés dans des catégories basées sur des guildes de réponses comportementales et physiologiques et un score d’indice de communauté d’oiseaux (BCI) a été calculé en fonction des types d’oiseaux présents. À mesure que les habitats passaient de l’état non perturbé à l’état dégradé, on observait un passage correspondant des espèces spécialisées aux espèces généralistes, car les habitats perturbés ne pouvaient pas accueillir des espèces très spécialisées. Parmi les exemples, on peut citer le passage des sondeurs d’écorce aux omnivores et des nicheurs de la canopée aux nicheurs de terrain ouvert. L’étude a montré que le calcul de l’ICB dans un habitat particulier était un bon indicateur de sa qualité.
De même, la présence ou l’absence d’espèces très spécialisées peut indiquer la qualité de l’habitat. Par exemple, le pic à tête rouge a des exigences très spécifiques en matière de nidification. Il a besoin de pins vivants de grand diamètre, généralement âgés de plus de 80 ans, pour creuser des cavités de nidification dans les pins.4 Dans les forêts nouvellement plantées où les arbres sont de plus petit diamètre, les oiseaux ne nichent pas. En outre, ils abandonnent les arbres lorsque les plantes du sous-étage atteignent la hauteur de la cavité du nid. La suppression du feu provoque de grandes croissances dans le sous-étage, rendant l’habitat impropre à la nidification. Le bon fonctionnement de l’écosystème de ces forêts de pins nécessite le brûlage périodique des plantes de sous-bois. Parce que ces oiseaux ont des exigences de nidification si spécifiques qui imposent que l’habitat soit bien fonctionnel, le nombre de pics à queue rouge dans les forêts de pins peut être un indicateur efficace de la qualité de l’habitat.
Puisque le nombre d’oiseaux peut refléter la qualité de l’habitat, il peut également être utilisé pour mesurer l’efficacité de la restauration de l’habitat. Ce principe a été employé dans les efforts de restauration des Everglades de Floride.5 L’altération du débit de l’eau a conduit à des concentrations d’eau dans de grands étangs, ce qui a favorisé des oiseaux comme les aigrettes qui chassent à vue dans les eaux profondes. Cependant, des oiseaux comme les ibis et les cigognes, qui se nourrissent au toucher et dépendent de proies concentrées dans les zones peu profondes, ont souffert. Parce qu’un objectif de la restauration des Everglades est de rétablir un flux d’eau généralisé, ce qui créerait davantage de zones d’eau peu profonde, le rapport entre les cigognes et les ibis et les aigrettes est une métrique qui peut être utilisée pour évaluer le succès des efforts de restauration.
Un autre indicateur de la restauration est la fréquence des grands événements de nidification des ibis blancs, qui était une caractéristique déterminante des Everglades avant le drainage. Le retour de ces événements de nidification indiquerait que l’écosystème fonctionnait correctement, car une nature dynamique et cyclique est un trait essentiel des écosystèmes des zones humides. Ces exemples illustrent comment les gestionnaires peuvent utiliser le concept d’oiseaux comme espèces indicatrices afin de surveiller l’efficacité de la restauration de l’habitat.
Pollution
Une autre utilisation courante des oiseaux comme indicateurs concerne la pollution. L’exemple le plus connu est sans doute le déclin des espèces d’oiseaux dû à l’utilisation du DDT, qui a été porté à l’attention du monde entier dans l’ouvrage de Rachel Carson « Printemps silencieux ». Les oiseaux ont été le premier groupe d’animaux dont les populations ont commencé à décliner sensiblement à cause du DDT, signalant les conséquences négatives du pesticide sur l’environnement.6 L’accumulation de DDT dans l’organisme fait que les femelles pondent souvent des coquilles d’œufs minces qui sont écrasées pendant l’incubation, ce qui réduit considérablement le rendement de la reproduction. Pour sensibiliser le public aux préoccupations environnementales, les oiseaux sont également utiles car ils sont omniprésents dans la plupart des habitats et leur absence est ostensible.6 Par conséquent, les scientifiques n’ont pas eu à convaincre les gens que les populations d’oiseaux avaient diminué à cause du DDT, comme ils auraient dû le faire pour les espèces pélagiques ou très obscures, car les déclins étaient facilement apparents pour la plupart des gens.
Les vautours en Asie ont également été des sentinelles de la pollution.7 La mortalité généralisée des vautours indiquait qu’il y avait un problème important dans l’environnement. Il a fallu plus de 10 ans après les premiers déclins documentés pour que les scientifiques comprennent le problème : le médicament diclofénac. Ce médicament était administré au bétail pour l’aider à guérir de ses blessures, mais il est toxique pour les vautours. Lorsque les vautours se sont attaqués au bétail traité avec ce médicament, ils l’ont ingéré, ce qui a provoqué une insuffisance rénale et la mort. Suite à cela, le médicament a été interdit et retiré du marché. Comme dans l’exemple du DDT, les vautours ont montré une indication précoce de la contamination de l’environnement et ont donné l’impulsion nécessaire à son retrait.
L’une des raisons pour lesquelles les oiseaux sont utiles comme indicateurs de pollution est qu’il est relativement facile de collecter des spécimens pour la détection et que cela peut être fait de manière non invasive. Les plumes abandonnées par les oiseaux contiennent les métaux lourds qu’ils ont accumulés dans le corps et les quantités sont corrélées.8 Cela signifie qu’en analysant une plume, il est possible de déterminer les niveaux de métaux lourds à l’intérieur du corps de l’oiseau. En comparant les plumes de différentes populations, les scientifiques peuvent comparer la pollution dans différentes régions.
Les oiseaux transfèrent également les métaux lourds dans la coquille des œufs qu’ils pondent, ce qui constitue un autre moyen de détecter la contamination. Une étude des œufs non viables provenant de nids de paons abandonnés a montré que ces oiseaux avaient accumulé des niveaux de plomb et de cadmium susceptibles de provoquer une toxicité.9 Cette technique a également fourni une méthode non invasive pour déterminer la présence de contaminants dans l’environnement.
En outre, comme il existe une longue histoire de conservation des oiseaux pour les spécimens de musée, les scientifiques peuvent les examiner pour déterminer la pollution environnementale dans le passé. La tendance à la diminution de l’épaisseur de la coquille des œufs due au DDT a été confirmée par l’examen d’œufs conservés dans des musées datant des années 1880. Une analyse similaire au Musée suédois d’histoire naturelle a montré que des concentrations accrues de mercure se sont accumulées chez les oiseaux à partir des années 1940 et 1950 en raison des activités humaines.10 Comme la collecte de spécimens d’oiseaux pour les préserver était courante dans les premières études des naturalistes, ces oiseaux peuvent donner un aperçu de la contamination environnementale passée, offrant une base de référence à laquelle nous pouvons comparer les conditions actuelles.
Biodiversité
Dans certains cas, les oiseaux peuvent être utilisés comme indicateurs de la biodiversité. Une étude menée en Pologne a montré que dans les forêts où un nombre accru d’espèces de pics était présent, il y avait également plus d’espèces d’autres types d’oiseaux.11 Pour cette raison, les auteurs suggèrent que lorsque la diversité des espèces d’oiseaux dans une forêt est inconnue, les scientifiques pourraient enquêter sur le nombre d’espèces de pics, ce qui servirait d’indicateur de la diversité aviaire dans la région.
Cette utilisation des oiseaux comme indicateurs de diversité peut également s’étendre à d’autres groupes de vertébrés terrestres. Une étude des espèces d’oiseaux et de papillons a montré que les deux étaient corrélés à des échelles spatiales de 1 à 10 km, ce qui suggère que le nombre d’espèces d’oiseaux indiquerait également la diversité des papillons dans de petites parcelles d’habitat.12 En Grèce, une étude a examiné les corrélations entre la richesse en espèces de plusieurs taxons dans différentes zones. Elle a montré que la richesse en espèces des oiseaux était corrélée à celle des plantes ligneuses et de l’herpétofaune aquatique, ainsi qu’à la biodiversité globale des six groupes taxonomiques de l’étude.13 Ces corrélations suggèrent que la détermination de la diversité des oiseaux comme substitut de la biodiversité globale peut être un outil efficace dans la planification et la gestion de l’environnement.
Foyers de maladies
L’utilisation des oiseaux comme indicateurs peut également être appliquée aux préoccupations de santé humaine car les oiseaux peuvent indiquer l’apparition de foyers de maladies. Cela a été particulièrement utile dans les détections précoces du virus du Nil occidental. Avant l’apparition de la maladie chez l’homme en 2000, les habitants des régions touchées ont constaté une mortalité massive des corbeaux. Les animaux morts ont été emmenés dans des laboratoires où il a été confirmé qu’ils avaient été infectés par le virus.14 Les corrélations entre de nombreuses variables humaines et environnementales et les épidémies de virus ont montré que l’incidence des corbeaux morts était un facteur prédictif important du risque d’épidémie.15 La mortalité des corbeaux a donc été considérée comme une indication d’une épidémie de virus du Nil occidental. La prédiction précoce d’une épidémie sur cette base permet aux gouvernements et au public de prendre des précautions adéquates pour empêcher la propagation de la maladie, ce qui permet d’économiser de l’argent et des vies humaines.
En plus d’indiquer qu’une épidémie peut se produire, les spécimens de musée peuvent également fournir des informations sur les épidémies de maladies dans le passé.10 L’épidémie de grippe de 1918 a causé la mort de centaines de milliers de personnes aux États-Unis et les oiseaux étaient soupçonnés de transmettre la maladie aux humains. Cependant, la comparaison des spécimens d’oiseaux de 1918 avec ceux d’humains collectés à la même époque a montré qu’il existait des souches différentes chez les humains et les oiseaux. L’examen des spécimens d’oiseaux a également été utilisé pour suivre l’évolution de la grippe, ce qui est essentiel pour développer des vaccins efficaces.
Conclusion
Les liens intimes entre certaines espèces d’oiseaux et leurs habitats les rendent utiles pour identifier la santé des écosystèmes. En tant que tels, ils peuvent être des indicateurs de la détérioration de la qualité des habitats et de la pollution environnementale, ainsi que des paramètres permettant de déterminer le succès des efforts de restauration. Combinés à leur capacité à signaler l’apparition éminente de maladies, les oiseaux sont incroyablement utiles en tant qu’indicateurs à la fois pour les domaines des sciences environnementales et pour la santé humaine.
En savoir plus sur les carrières en ornithologie et sur une introduction à l’ornithologie.
Sources
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