La stabilité écologique induite par le climat en tant que cause globale de l'extinction de la mégafaune à la fin du Quaternaire : the Plaids and Stripes Hypothesis
Cette review émet l'hypothèse que les changements rapides du climat pendant l'âge glaciaire ont créé des écosystèmes de transition où les traits écophysiologiques de la mégafaune leur conféraient des avantages.
Mais avant d'expliquer et d'argumenter cette hypothèse, les auteurs commencent par faire un récapitulatif du contexte : les patterns d'extinction géographiques et temporels, le rôle des variations climatiques, le rôle de l'Homme et les limites de l'étude des archives fossiles de la mégafaune. Ils introduisent le fait que la magnitude d'extinction de la mégafaune varie géographiquement et n'est pas similaire temporellement. De plus, le rôle du climat et de l'Homme sur la disparition de ces animaux n'est pas clair et varie selon les localités. Finalement, ils présentent l'effet Signor-Lipps qui peut engendrer des défauts d'estimation et d'interprétation pour l'extinction de la mégafaune.
Afin d'apporter des éléments de réponse à ces différents mécanismes, la review présente "the Plaids and Stripes Hypothesis" pouvant expliquer en partie la disparition de la mégafaune à la fin du Quaternaire. Elle provient de l'hypothèse de Guthrie, qui apporte des éléments de réponse au paradoxe des steppes à mammouths. Les auteurs étendent cette hypothèse temporellement, en intégrant les variations climatiques du Pléistocène.
Les fluctuations du climat pendant cette période ont probablement favorisé des communautés végétales diversifiées, en induisant des déséquilibres dans la structuration de ces communautés. C'est-à-dire que ces communautés, étant normalement en équilibre et organisées sur des latitudes différentes selon les températures (modèles en "rayures" ou stripes), se sont retrouvées en déséquilibre dû aux fluctuations climatiques rapides du Pléistocène et se sont mélangées entre elles (modèles en "mosaïque" ou plaids). Ces derniers offraient alors une plus grande diversité phénologique et floristique sur des distances courtes. Ainsi, certains traits écophysiologiques partagés par la mégafaune (une grande aire de répartition, un coût faible de la locomotion, une grande diversité alimentaire et une grande efficacité métabolique) ont permis à ces organismes de se développer dans ces écosystèmes.
Lors du passage à l'Holocène, caractérisé par un climat stable, ces écosystèmes se sont équilibrés avec des gradients environnementaux établis par la topographie et la latitude (modèles en "rayures" ou stripe). Les traits écophysiologiques de la mégafaune, présentant peu d'avantages, voire des désavantages pour ces milieux (grandes quantités de nourriture, maturité sexuelle tardive et taille de population réduite), ont accru la sensibilité de ces organismes à l'extinction.
Cette hypothèse présente plusieurs avantages explicatifs. Dans un premier temps, elle permet d'expliquer deux anomalies de l'extinction globale de la mégafaune : les extinctions décalées de l'Australie et la persistance de la mégafaune africaine. En Australie, l'aridification progressive pendant le Pléistocène a réduit la productivité primaire. Cette aridification couplée à des sols stériles et à l'absence de zones refuges, a diminué l'avantage des écosystèmes en "mosaïques" pour la mégafaune. Pour l'Afrique, le maintien de la mégafaune peut être expliqué par la persistance de ces écosystèmes en "mosaïques" durant l'Holocène. De plus, cette hypothèse permet de comprendre l'absence d'extinction pour la mégafaune lors du Pléistocène. Le risque d'extinction pendant cette époque est faible, provenant de l'avantage des traits pour les écosystèmes déséquilibrés. Le risque d'extinction augmente alors à l'Holocène, avec l'apparition d'un climat plus stable, rendant ces populations plus sensibles à différents facteurs (perte d'habitat, chasse par l'Homme, maladies et compétition entre espèces). Cette hypothèse intègre donc la plupart des causes débattues sur l'extinction de la mégafaune, dont l'importance a dû varier selon le temps, l'espace et les taxons.
Références et données complémentaires disponibles, il n'y a pas de conflit d'intérêt des auteurs/institutions.
Cette review apporte une vision hiérarchique des causes possibles de la disparition de la mégafaune. C'est-à-dire que comme l'extinction sur les différents continents n'est pas similaire, ces différences proviendraient d'une succession d'événements pouvant varier dans le temps et l'espace (perte d'habitat, chasse par l'Homme, maladies et compétition entre espèces). Ces événements se déroulant sur des communautés moins adaptées à leur environnement, l'extinction est alors favorisée. Cette hypothèse est importante et doit être prise en compte dans la controverse, car elle permet d'expliquer les différences spatio-temporelles observées.
Controversy persists about why so many large-bodied mammal species went extinct around the end of the last ice age. Resolving this is important for understanding extinction processes in general, for assessing the ecological roles of humans, and for conserving remaining megafaunal species, many of which are endangered today. Here we explore an integrative hypothesis that asserts that an underlying cause of Late Quaternary megafaunal extinctions was a fundamental shift in the spatio-temporal fabric of ecosystems worldwide. This shift was triggered by the loss of the millennial-scale climate fluctuations that were characteristic of the ice age but ceased approximately 11700 years ago on most continents. Under ice-age conditions, which prevailed for much of the preceding 2.6 Ma, these radical and rapid climate changes prevented many ecosystems from fully equilibrating with their contemporary climates. Instead of today’s ‘striped’ world in which species’ ranges have equilibrated with gradients of temperature, moisture, and seasonality, the ice-age world was a disequilibrial ‘plaid’ in which species’ ranges shifted rapidly and repeatedly over time and space, rarely catching up with contemporary climate. In the transient ecosystems that resulted, certain physiological, anatomical, and ecological attributes shared by megafaunal species pre-adapted them for success. These traits included greater metabolic and locomotory efficiency, increased resistance to starvation, longer life spans, greater sensory ranges, and the ability to be nomadic or migratory. When the plaid world of the ice age ended, many of the advantages of being large were either lost or became disadvantages. For instance in a striped world, the low population densities and slow reproductive rates associated with large body size reduced the resiliency of megafaunal species to population bottlenecks. As the ice age ended, the downsides of being large in striped environments lowered the extinction thresholds of megafauna worldwide, which then increased the vulnerability of individual species to a variety of proximate threats they had previously tolerated, such as human predation, competition with other species, and habitat loss. For many megafaunal species, the plaid-to stripes transition may have been near the base of a hierarchy of extinction causes whose relative importances varied geographically, temporally, and taxonomically.
Key words: extinction, Late Quaternary, megafauna, climate change, terrestrial mammals, ecological disequilibrium, allometry.
