Marcher dans un champ à la fin de l’été. La terre a été labourée, traitée, débarrassée de sa litière. Les pertes sont connues et mesurées par les scientifiques : moins d’espèces, des effectifs en baisse et une complexité amoindrie.
L’agriculture est censée représenter une version simplifiée de ce qu’était autrefois le sol. Cette idée vient pourtant de se heurter à un obstacle.
Un recensement mondial des sols
D’après une estimation récente, la biodiversité des sols regrouperait à elle seule environ 59 % de toutes les espèces connues.
La majorité d’entre elles vit sous nos pieds : vers, acariens, collemboles, nématodes, coléoptères, fourmis, ainsi que les prédateurs qui s’en nourrissent.
Une équipe internationale pilotée par des chercheurs de l’Université de Göttingen a rassemblé plus de 17 000 échantillons de sol provenant de 456 sites répartis dans 19 pays.
Ces prélèvements couvraient 28 grands groupes d’animaux souterrains.
Le Dr Zheng Zhou, premier auteur de l’étude, a collaboré avec des collègues à travers l’Europe et l’Asie pour constituer ce vaste jeu de données.
La question n’était pas de compter les espèces présentes dans chaque parcelle, mais de déterminer ce qu’elles consommaient.
Décrypter des signatures isotopiques
Pour suivre les régimes alimentaires sans observer chaque animal en train de se nourrir, les chercheurs ont eu recours aux isotopes stables : des rapports d’atomes de carbone et d’azote enregistrés dans les tissus de chaque organisme.
Les rapports du carbone renseignent sur l’origine de la nourriture : matière végétale fraîche, feuilles mortes, ou matière déjà décomposée par les microbes.
Les rapports de l’azote, eux, indiquent la position dans la chaîne alimentaire : l’animal se nourrit-il de plantes, de champignons, ou d’organismes qui consomment ces ressources ?
En multipliant ces « empreintes » chimiques, on obtient une image à l’échelle de toute la communauté. Plus la dispersion est grande, plus les stratégies alimentaires sont variées.
Les terres cultivées étaient plus actives
C’est là qu’est arrivée la surprise. Dans les systèmes agricoles, les communautés d’animaux du sol présentaient 32 % de diversité supplémentaire dans leurs stratégies d’alimentation par rapport à celles des zones boisées.
Autrement dit, le sol cultivé - que beaucoup d’écologues supposent plus simple - offrait en réalité un éventail alimentaire plus large, et non plus étroit.
Cette tendance se retrouvait chez les détritivores, les consommateurs de microbes et les prédateurs. Dans chacun de ces groupes, l’alimentation s’étalait davantage en terres cultivées qu’en forêt.
Les herbivores et les organismes à régime mixte, en revanche, évoluaient à peine.
Les régimes les plus variés
Au sein d’une même communauté, ce sont les organismes qui se nourrissent de micro-organismes - notamment les collemboles, les acariens et les nématodes - qui affichaient les régimes les plus diversifiés.
Leur amplitude alimentaire était environ 62 % plus large que celle des détritivores et 69 % plus large que celle des prédateurs.
La petite taille joue probablement un rôle. Les consommateurs de microbes peuvent se glisser dans les minuscules pores entre les particules du sol, où ils rencontrent une mosaïque de bactéries et de champignons aux signatures chimiques distinctes.
Un seul acarien ou collembole peut ainsi goûter, au cours de sa vie, des dizaines de « saveurs » microbiennes. Un détritivore occupé à dégrader une feuille dispose, lui, de beaucoup moins d’options.
Une concurrence intense pourrait faire la différence
Un deuxième signal net apparaissait lorsqu’on comparait les latitudes. Les sols tropicaux présentaient environ 40 % de variété alimentaire en plus que les sols tempérés, avec l’écart le plus marqué chez les prédateurs.
Dans ces régions, les sols anciens et fortement altérés sont pauvres en nutriments. La litière ne s’y accumule pas comme dans les forêts plus fraîches.
La compétition y est très forte, et les animaux semblent se partager les ressources de manière plus fine pour pouvoir coexister.
Cependant, on ne sait pas encore si cette configuration est effectivement causée par une concurrence intense ou par un autre mécanisme.
L’effet de la rareté
Le menu plus vaste des terres agricoles paraît d’abord paradoxal. Mais en examinant les données de plus près, une explication se dessine.
Les zones boisées fournissent une nourriture abondante et prévisible : litière épaisse, apport microbien régulier. Quand les ressources sont disponibles, les animaux du sol ont tendance à se concentrer sur des éléments similaires.
Les terres cultivées, au contraire, retirent une grande part de cette stabilité. Les résidus végétaux sont enlevés, les engrais arrivent par à-coups, et le labour perturbe régulièrement le sol, rendant les ressources alimentaires hétérogènes et limitées.
Les survivants ne restent pas passifs. Ils saisissent opportunément ce qu’ils trouvent, et les différents groupes finissent par exploiter des « restes » distincts. Les niches s’éloignent alors davantage les unes des autres.
Les animaux du sol s’ajustent aux changements d’usage des terres
Les chercheurs se sont gardés d’y voir une bonne nouvelle. Un spectre alimentaire plus large reflète vraisemblablement la rareté, pas l’abondance.
« Cela ne signifie pas que l’agriculture est bénéfique pour la biodiversité des sols », a déclaré le Dr Zhou.
Les animaux élargissent leur alimentation parce que leurs ressources préférées ne sont plus disponibles. Cette plasticité peut aider à maintenir le cycle des nutriments et la décomposition, même lorsque les champs perdent des espèces.
Cette situation ouvre aussi une hypothèse plus sombre : il se pourrait que seuls les généralistes subsistent, sans assurer toutes les fonctions autrefois remplies par des spécialistes.
« Nos résultats montrent que les communautés d’animaux du sol ajustent leur position spécifique dans une chaîne ou un réseau trophique en fonction des changements d’usage des terres », a déclaré Stefan Scheu, professeur d’écologie animale.
Portée plus large de l’étude
Avant ce travail, personne n’avait vérifié à une telle échelle si l’agriculture simplifiait réellement le monde souterrain sur l’aspect qui compte pour le fonctionnement des écosystèmes : la manière dont les communautés se nourrissent.
La réponse s’est révélée négative. Dans les sols agricoles, les animaux se nourrissent sur une plage plus large que dans les forêts voisines, même si la liste des espèces se réduit.
Des recherches antérieures soutenaient déjà que le fonctionnement des sols est plus étroitement lié à la diversité des régimes alimentaires qu’au simple nombre d’espèces - un point développé dans une revue de référence.
Ce que ce nouveau jeu de données apporte, c’est l’ampleur mondiale et la comparaison entre usages des terres - une analyse qu’aucune étude précédente ne pouvait mener sur 456 sites dans 19 pays.
Reste à savoir si ce compromis se maintient sur le long terme, une fois que les spécialistes disparaissent définitivement. La réponse orientera la manière de gérer les exploitations et de les modéliser à mesure que le climat se réchauffe.
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