Il n'y a plus de saisons, et cela change tout, partout

Oiseaux et bourdons nous en apprennent beaucoup sur les changements affectant l'horloge de la nature - et sur leurs conséquences sur l'homme.

De Craig Welch
Photographies de Elliot Ross
Publication 19 avr. 2023, 11:00 CEST
Une congère persiste jusqu’en juillet à West Maroon Basin, dans le Colorado. Sur les montagnes poussent ...

Une congère persiste jusqu’en juillet à West Maroon Basin, dans le Colorado. Sur les montagnes poussent pieds-d’alouette, ancolies, castilléjies et épilobes. Le dérèglement du climat affecte le calendrier de la nature, entraînant une fonte précoce des neiges qui avance la saison estivale des fleurs et remodèle la vie de façon imprévisible.

PHOTOGRAPHIE DE Elliot Ross

Anchor la marmotte affiche un calme étonnant, compte tenu du fait qu’un inconnu vient de lui gratter l’intérieur de la joue. C’est une soirée fraîche et claire dans le centre-ouest du Colorado, et la marmotte à ventre jaune, un mâle âgé de 11 mois, s’est retrouvée piégée dans une cage en métal. Deux scientifiques sont en train de prélever de l’ADN de la petite boule de poils pour mesurer sa vitesse de croissance.

Depuis 1962, des chercheurs étudient la vie sociale des marmottes dans cette prairie de haute montagne. Et, ces derniers temps, ils surveillent aussi la façon dont le réchauffement de la planète modifie le calendrier de la nature et pourrait affecter la santé de l’animal.

Chaque printemps, les marmottes sortent de leur sommeil hivernal. Elles s’accouplent, mettent bas et passent l’été à se nourrir avant d’hiberner à nouveau. « C’est grossir ou mourir ! », me dit Conner Philson, doctorant à l’université de Californie à Los Angeles (UCLA), en tenant Anchor dans un sac en Kevlar pour empêcher la bête de lui trancher un doigt avec ses énormes incisives. Mackenzie Scurka, étudiante en master à l’UCLA, mesure une des petites pattes de l’animal. Après quoi Conner Philson remercie son sujet de ne pas nous avoir aspergés d’excréments.

Le biologiste David Inouye (à droite) a passé cinquante étés à étudier les fleurs, les colibris et les insectes, au laboratoire biologique des montagnes Rocheuses, dans le Colorado. Ici avec son fils Brian, scientifique lui aussi, il déroule un mètre ruban dans une parcelle de recherche, tandis que des collègues inventorient un champ de petits tournesols.

PHOTOGRAPHIE DE Elliot Ross

Le comportement des marmottes est en train de changer. En raison du dérèglement climatique, elles sortent de l’hiver environ un mois plus tôt, ce qui les contraint à une quête plus précoce de nourriture. Néanmoins, la plupart d’entre elles, comme les chercheurs l’apprendront avec Anchor, n’en continuent pas moins de grossir et d’être en bonne santé. Leur réveil prématuré leur laisse plus de temps pour se nourrir, ce qui leur permet d’engraisser et d’avoir des portées plus nombreuses.

Pour l’espèce, le changement d’agenda de la nature semble jusqu’alors avoir représenté un atout. Mais la situation constitue très certainement une exception et non la norme.

Dans la nature, tout est question de timing. Depuis les premières notes d’un choeur de passereaux aux percussions saisonnières des crevettes-pistolets, chaque processus écologique important obéit à une horloge. Floraison. Ponte. Reproduction. Migration. C’est aussi vrai dans la steppe mongole qu’en mer d’Arabie ou au coeur d’une forêt tropicale du Costa Rica. Des siècles d’évolution ont affiné ces modèles. Aujourd’hui, le changement climatique est en train de les recalibrer. Dans chaque océan et sur chaque continent, les saisons sont en pleine mutation. La chaleur plus précoce, le froid différé et les changements dans la fréquence et la violence des précipitations modifient les règles du jeu et les rythmes établis de façon à la fois prévisible et inattendue.

Presque partout où les scientifiques documentent la chronologie des cycles de vie, une discipline qui porte le nom de « phénologie », ils découvrent des changements. Le moment de l’apparition et de la chute des feuilles a ainsi déjà varié de façon spectaculaire sur plus de la moitié de la planète. Les baleines à bosse du golfe du Maine se rassemblent quant à elles dix-neuf jours plus tard qu’auparavant, tandis que le chinchard gros yeux, le merlu du Pacifique Nord et le sébaste du Pacifique fraient plus tôt dans le Pacifique Nord. Ce qui est plus difficile à saisir, c’est la gravité des conséquences – pour les plantes, pour les animaux et pour nous. Si tout évoluait dans le même sens et à peu près dans les mêmes proportions, le nouveau calendrier pourrait sembler négligeable. Comme pour le passage à l’heure d’été, nous nous tirerions d’affaire tant bien que mal. Mais la nature ne fonctionne pas comme ça. « Les espèces ne réagissent pas de la même manière », explique David Inouye, professeur émérite à l’université du Maryland et chercheur en phénologie.

Une équipe dirigée par l’écologue Rebecca Irwin (à gauche, à côté de Jade McLaughlin) suit les temps de vol et l’évolution des populations de pollinisateurs dans un pré. De nombreuses espèces d’abeilles sont attrapées, mises dans des flacons, identifiées, puis marquées pour éviter de les capturer à nouveau.

PHOTOGRAPHIE DE Elliot Ross

Trop de modèles changent en même temps, chacun influencé par de nombreux autres, eux aussi en mutation. Même les créatures qui ne paraissent pas changer voient leur monde se transformer tout autour d’elles. Les lièvres d’Amérique, les belettes à longue queue, les hamsters russes et les lemmings à collerette deviennent tous blancs l’hiver pour se camoufler dans la neige. Mais ils sont désormais souvent en décalage avec leur environnement. On en voit de plus en plus avec un pelage d’un blanc éclatant, tapis dans des forêts vertes, des broussailles brunes ou sur la toundra jaune. C’est que la neige arrive plus tard et fond plus tôt, alors que leur changement de couleur est provoqué par les modifications saisonnières de la lumière du jour, qui, bien sûr, n’évolue pas du tout.

Dès lors, qu’advient-il quand on revoit le calendrier de la nature dans tous les écosystèmes de la Terre à la fois, en remaniant le timing pour certaines choses et pas pour d’autres ? Peu de gens en comprennent mieux les implications que David Inouye. « Étudiez n’importe quelle espèce de façon isolée et vous saurez peut-être si elle change », me dit-il un matin de juin, alors que nous nous trouvons dans une prairie à environ 3 000 m d’altitude. Mais, pour saisir les raisons et la signification de ce changement, les scientifiques doivent ratisser large. « Aucune espèce ne vit de façon isolée. »

Le professeur et moi faisons le tour du laboratoire biologique des montagnes Rocheuses. Vieux de près d’un siècle, ce site de recherche en phénologie est l’un des plus importants du monde. Les laboratoires et les logements sont nichés dans des bâtiments vieillissants – seuls vestiges de Gothic, ville minière abandonnée du XIXe siècle. Autour de nous, des colibris font siffler leurs ailes parmi des espèces de lupins, de petits tournesols et de pieds-d’alouette.

C’est ici que David Inouye, 73 ans, étudie les cycles biologiques depuis cinquante ans. Il parle avec le ton calme et mesuré de quelqu’un qui a passé sa vie à compter les fleurs. Arrivé dans la région au début des années 1970 pour suivre des cours sur le terrain, il y est revenu en 1972 afin d’étudier les colibris – dont il a découvert qu’ils « se levaient très tôt ». En 1973, avec d’autres jeunes scientifiques, il décida donc de s’intéresser plutôt aux plantes disponibles pour chaque pollinisateur. David Inouye commença par les fleurs et les bourdons – qui ont, a-t-il découvert, des horaires raisonnables.

David Inouye a attrapé et bagué des milliers de colibris pour suivre leurs migrations et leur comportement. Il a ainsi découvert que la floraison des érythrones à grandes fleurs coïncidait avec l’arrivée, du Mexique, des colibris à queue large, friands de leur nectar. Mais aujourd’hui, ces liliacées sont souvent en fleur avant le retour des colibris.

PHOTOGRAPHIE DE Elliot Ross

Un jour sur deux pendant les beaux jours, il se promenait avec un crayon et du papier, notant les périodes de floraison et les insectes en visite. Ses collègues ont fini par se disperser, mais David Inouye et sa femme, Bonnie, passaient tous leurs étés dans le Colorado. Ils en adoraient la beauté et cette impression que chaque été était différent. « On éprouvait toujours un sentiment d’attente, se souvient-il. On voulait savoir ce que la nouvelle saison apporterait. » Il est donc revenu année après année, élevant deux fils en cours de route.

Au début, le changement climatique n’intervenait nullement dans sa réflexion. Mais, au fil du temps, David Inouye et ses collègues de Gothic allaient involontairement établir l’un des plus longs inventaires des changements subalpins sur Terre – des données si importantes qu’elles sont devenues une sorte de texte fondateur.

En 2000, avant que quoi que ce soit de semblable n’ait été entrepris en Amérique du Nord, le groupe (qu’a rejoint Brian, le fils écologue de David Inouye) a mis en évidence que les merles d’Amérique migrateurs arrivaient quatorze jours plus tôt qu’avant. En 2008, David Inouye a découvert que les changements induits par le réchauffement sur la pousse des végétaux augmentaient paradoxalement les épisodes de gel, tuant plus de tournesols et de vergerettes. En effet, à présent, au lieu de rester froid en permanence jusqu’en juin, le sol se réchauffe, puis regèle et répète ce schéma plusieurs fois avant l’été. En 2013, avec d’autres chercheurs, le biologiste a montré que la floraison pouvait commencer avec environ quatre semaines d’avance, même si l’épanouissement des fleurs dans le paysage, du premier bourgeon au dernier, pouvait prendre trente-six jours de plus.

Cette étude approfondie d’une petite zone a donné aux scientifiques un aperçu de la façon quelquefois surprenante dont le changement climatique met à l’épreuve les interactions entre les espèces. En tuant les vergerettes, les gelées répétées réduisent le nectar nécessaire aux papillons Speyeria mormonia, ce qui entraîne la diminution de la population de ces insectes. Dans les années 1970, la floraison jaune des érythrones à grandes fleurs coïncidait avec l’arrivée d’Amérique centrale des colibris à queue large, qui sont dépendants de leur nectar. Lors de mon séjour à Gothic, cependant, ces liliacées ont fleuri dix-sept jours plus tôt ; quant aux colibris, ils sont arrivés, eux, en décalage, douze jours plus tôt qu’auparavant.

Dans son laboratoire, à Gothic (Colorado), Rebecca Irwin passe en revue des boîtes remplies d’apidés collectés par son équipe. L’écologue a aidé à en identifier environ 200 espèces indigènes, à l’horloge biologique et aux rythmes saisonniers spécifiques.

PHOTOGRAPHIE DE Elliot Ross

Les découvertes effectuées au Colorado surviennent alors que le monde commence à s’intéresser aux bouleversements du calendrier de la nature et que les chercheurs entreprennent d’en inventorier les coûts. Ainsi, entre 2015 et 2016, jusqu’à un million de guillemots de Troïl, de grands oiseaux marins, sont morts de faim le long de la côte ouest des États-Unis. Une forte vague de chaleur océanique, rendue plus probable par le changement climatique, a modifié la synchronisation des cycles de vie en relation avec leur nourriture. Autre exemple : en Alaska, les boeufs musqués naissent de plus en plus petits. En cause, la neige fondue qui regèle et recouvre de glace la végétation dont les femelles gestantes ont besoin. Auparavant, les hivers restaient si froids et si secs que les animaux pouvaient gratter la neige pour manger les plantes se trouvant dessous. Citons encore la fonte précoce de la banquise, obligeant les ours blancs à passer plus de temps sur terre, tandis que les grizzlis s’aventurent déjà plus au nord. Les deux espèces se sont parfois accouplées par le passé ; bien qu’encore rares, ces ours hybrides, appelés « pizzlis », devraient devenir plus communs.

Il existe des risques pour nous. Au niveau mondial, les marchés des cultures pollinisées par les insectes, comme le cacao, la pastèque, le cumin et la coriandre, représentent jusqu’à 541 milliards d’euros par an. Les changements de l’horloge de la nature peuvent en outre affecter l’agriculture de dizaines de façons cachées, qu’on ne peut pas toutes régler en déplaçant les périodes de plantation ou de récolte. Les exploitations agricoles pourraient être confrontées à davantage de gelées ou à des agents pathogènes inconnus jusqu’ici.

Nous ignorons encore beaucoup de choses : les modifications de calendrier peuvent-elles entraîner des extinctions importantes ? Quelle est la capacité d’adaptation de la nature ? Pourquoi est-il si difficile de prédire la suite ? Documenter ce qui influence l’échéancier de chaque organisme dans un seul écosystème nécessite d’innombrables études sur une grande variété d’espèces alentour. Au fil des années, David Inouye a adopté ou partagé des idées avec des centaines de scientifiques. Ma semaine dans la vallée m’a donné un aperçu de leurs recherches. 

Sous le granite du mont Gothic, Rebecca Irwin, une écologue de l’université d’État de Caroline du Nord, me signale la présence du bourdon parasite Bombus insularis. Quand le printemps est précoce, il semblerait que les reines d’autres Bombus deviennent plus faibles, et que les bourdons parasites aient plus de chances de les piquer à mort et de s’approprier leurs ouvrières. « Les années où la neige fond plus tôt, les reines sont juste plus stressées, m’explique-t-elle. Elles ont besoin de davantage de nourriture et doivent butiner plus souvent. » En revanche, après treize années de travail auprès des apidés à Gothic, elle ne voit aucune tendance claire de survie à long terme chez les 200 espèces de la région.

Un des collaborateurs de David Inouye sort du lot : il s’agit de billy barr. Légende du Colorado, barr (qui ne met pas de majuscule à son nom) est allé à Gothic en tant qu’étudiant de l’université Rutgers et y est revenu pour de bon en 1973 – se terrant dans une cabane minière sans électricité ni eau courante. L’été, il y avait des scientifiques, dont David Inouye, mais, au printemps, à l’automne et durant l’hiver glacial et venteux, il vivait seul dans les monts Elk.

Billy barr s’est installé à Gothic au début des années 1970 – où il a longtemps vécu sans électricité ni eau courante, et parfois comme seul résident l’hiver. Il a enregistré des données sur son environnement, dont l’épaisseur de la neige et la température. Il poursuit aujourd’hui encore ce travail de documentation, mais désormais avec un équipement plus sophistiqué.

PHOTOGRAPHIE DE Elliot Ross

C’est ainsi que barr a mesuré certaines choses : la température, les chutes de neige et leur épaisseur. Il relevait le moment où la neige fondait au printemps. Il entendait chaque année le premier chant d’oiseau et consignait les premières marmottes qu’il repérait. Il notait tout dans des cahiers. « J’étais là et j’ai juste écrit ce que j’ai vu, me dit-il. J’avais tout mon temps. » Et barr aimait comparer ses observations d’une année à l’autre.

Ses relevés ont fait apparaître, en détail, la diminution des périodes d’enneigement. C’est barr qui a remarqué le premier que les merles d’Amérique arrivaient plus tôt ; lui aussi qui a fourni les données qui ont permis à d’autres d’établir un lien entre la sortie des marmottes et les printemps plus précoces. Dès 1991, David Inouye et un collègue ont utilisé les cahiers de barr pour montrer comment un moindre enneigement pouvait modifier la floraison dans les montagnes et nuire potentiellement aux abeilles et aux colibris. La fonte des neiges constitue en fait un déclencheur essentiel dans les écosystèmes alpins, provoquant une avalanche de changements de timing. Et ce lien a été découvert par hasard – parce que billy barr, qui s’ennuyait, avait le souci du détail et qu’il vivait là où travaillait David Inouye.

La dernière collaboration en date de David Inouye pourrait remodeler plus encore le domaine de la phénologie. Avec son fils Brian et sa belle-fille Nora Underwood, biologistes à l’université d’État de Floride, et une de leurs étudiantes, les chercheurs de Gothic ont synthétisé des décennies de données de la zone. Ils se sont servi de quarante-cinq années d’informations collectées à la main, documentant 10 812 événements temporels pour trente espèces de plantes, treize d’insectes, seize d’oiseaux, ainsi que pour deux mammifères et un amphibien. Leurs travaux ont livré des résultats distincts pour chaque espèce, contradictoires et inattendus.

Alors que la plupart des oiseaux arrivent précocément, la neige fondant plus tôt, les carouges à épaulettes et les geais de Steller apparaissent plus tard. Un été humide un an auparavant peut contribuer à retarder l’activité printanière de certains insectes nécrophages tout en avançant celle de certains papillons. Un automne chaud ralentit la ponte de printemps d’une sous-espèce de salamandre tigrée, mais son activité printanière peut aussi être influencée par la pluie et la neige de l’automne précédent. C’est un monde tumultueux et confus, aux espèces qui interagissent autrement.

Sculptés par les glaciers, les monts Elk regorgent de fleurs en été. Mais, dans cette région du Colorado, elles éclosent quatre semaines plus tôt qu’il y a trente ans.

PHOTOGRAPHIE DE Elliot Ross

Désormais, nous faisons tous partie d’une gigantesque expérience, où tout ce que l’on connaît est en mouvement. Les possibles conséquences négatives s’en trouvent amplifiées. Pourtant, la nature pourrait aussi nous surprendre. Tant que les oiseaux auront des insectes et du nectar à manger, ils ne se soucieront peut-être pas que le menu change. Certains pollinisateurs peuvent simplement opter pour des plantes différentes, mais d’autres non. Les insectes, eux, sont fortement en déclin. Quant aux marmottes, majoritairement gagnantes, elles pourraient pâtir d’un enneigement toujours plus faible, susceptible de diminuer l’effet cocon qui isole leurs terriers. Certaines sont même mortes de froid en pleine hibernation.

La façon dont les décalages temporels pourraient réorganiser les écosystèmes demeure incertaine, même à Gothic, où les scientifiques ont réalisé à ce jour un suivi de près de 6 millions de fleurs. Dans la plupart des écosystèmes de la planète, nous venons à peine de commencer à regarder d’assez près pour nous rendre compte du phénomène. « Nous avons oublié ce que nous avions l’habitude de faire... simplement observer les choses, me dit Nora Underwood. Tout le monde aujourd’hui voudrait avoir commencé à compter les choses il y a cinquante ans. »

Article publié dans le numéro 283 du magazine National Geographic. S'abonner au magazine

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