Facteurs de vulnérabilité à l’extinction

Types d’extinctions, facteurs affectant le risque d’extinction, historique et causes des récentes

extinctions, rareté

Facteurs de vulnérabilité à l’extinction

BIO3515

Prof. Gabriel Blouin-Demers, PhD

• L’extinction est le destin naturel de toutes les espèces (près de 99% des espèces ayant existé sur Terre sont éteintes)

• En un sens, mais en fait le destin naturel de la plupart des espèces à date a été d’évoluer en de nouvelles espèces

Extinction

• En 1909, Charles Walcott découvrit le site du Schiste de Burgess dans le parc

national de Yoho.

• La majorité des espèces

n'appartiennent à aucun des groupes actuels ou

ancestraux connus !

Explosion cambrienne

Au moins 5 extinctions

Extinction des dinosaures Extinction de 76-96% des espèces Correspondent aux

aires géologiques

• Depuis 1950, quelque 600 000 espèces ont disparu et près de 40 000 autres sont

actuellement menacées

• La cadence de l’extinction pourrait s’accélérer sous l’influence de la consommation humaine pour prendre des proportions encore plus

alarmantes

Une sixième extinction?

• Les données paléontologiques suggèrent que les extinctions sont associées à la

colonisation d’habitats

jusqu’alors inoccupés par l’homme

Extinctions récentes

attribuables aux humains

• Au moins 39 espèces

d’oiseaux présentes avant l’arrivée des Polynésiens avaient disparues avant l’arrivée des Européens à cause de la chasse, de la

destruction de l’habitat et des introductions d’espèces

exotiques (rats, cochons)

Espèces endémiques

d’oiseaux Île Aire

(km ² ) Historique Fossile

Oahu 1536 11 32

Kauai 1422 13 21

Molokai 676 9 21

Extinction de l’avifaune

endémique d’Hawaii

Colonisation des

Amériques

• Il y a 13 000 ans les

savanes d’Amérique du Nord étaient dominées par un groupe très

diversifié de grands

mammifères (paresseux géants, tatous,

mastodontes, etc.)

Mammut

Mammuthus

Camelops

Smilodon Nothrotheriops

Mégafaune

Amérique du Nord

% des espèces

• La disparition abrupte de la mégafaune s’est produite au moment de la

colonisation humaine par le détroit de Béring

• Ces sociétés “primitives”

ont eu un impact majeur sur les populations de mammifères

Extinction de la mégafaune

d’Amérique du Nord

Extinction Mégafaune Amérique du Nord

Population dynamics of human and prey species. Thick black lines = human population; thin black lines = 11 actually surviving species; thin gray lines = 30 actually extinct species. (A) First 2500 years of the human invasion. (B) Entire 14,000 years following human invasion.

Alroy J. 2001. A multispecies overkill simulation of the end-

Pleistocene megafaunal mass extinction. Science 292: 1893-1896.

Log ₁₀ Années

2 3

4 5

%

0 20 40 60 80 100

Afrique

Australie Amérique Madagascar Nouvelle Zélande

• Mégafaune des autres continents semble avoir subit le même sort

Histoire des extinctions récentes

% des espèces

• Depuis 1600, 113 espèces d’oiseaux et 83 espèces de mammifères connues se sont éteintes

• Ce chiffre sous-estime le nombre réel puisque le statut de plusieurs

espèces, en particulier des espèces tropicales, est

inconnu

Nombre d’espèces ₀

10 20 30 40 50

1600- 1649

1650- 1699

1700- 1749

1750- 1799

1800- 1849

1850- 1899

1900- 1949

Année

ayant disparues

Oiseaux

Mammifères

Extinctions plus

récentes

Exemple classique:

Dodo de l’Île Maurice

1601-1603

Exemple classique:

Dodo

• Dodo de l’Île Maurice (Océan indien)

• Proche parent du pigeon, 100 cm, frugivore, 23 kg, incapable de voler et sans peur (pas de prédateurs)

• Avec l’arrivées des humains (1631) arrivent aussi rats, cochons, chiens, chats et singes qui déciment les nids

• Dodos sont chassés pour remplir les cales des bateaux

• Disparu à la vin du XVIIème siècle, environ 50 ans

après la colonisation...

Causes aux États-Unis

• Les perturbations des écosystèmes par

l’homme touchent souvent plusieurs composantes

• Il y a souvent des stress répétés ou simultanés

dont les effets cumulatifs sont plus grands que la

somme des effets séparés ^Time

Population

Stress 1

Stress 2 Stress

1 & 2

E ₁

E ₂

Extinction et effets

cumulatifs

• Espèces au niveau

trophique supérieur: sont souvent grosses et ont des taux de croissance de la population faibles. Ex: Sand cat

• Espèces endémiques: ont une distribution limitée et sont rapidement menacées par la destruction ou la

dégradation de leur habitat (Ex: Golden Toad)

Espèces vulnérables I

• Espèce migratoires: leur survie dépend d’un habitat de qualité sur les aires

d’hivernage et d’estivage (Ex: Monarque)

• Espèces peu adaptées à

survivre aux perturbations (Ex: Râle d’Okinawa)

Espèces vulnérables II

• Espèces ayant des populations chroniquement petites (Ex:

plusieurs espèces d’oiseaux tropicaux)

• Populations d’oiseaux étudiées sur une série d’îles pendant une quinzaine d’années

• Petites îles de 0,1 a 5 km ²

• Extinctions fréquentes,

populations de 1 à 12 paires de géniteurs

Espèces vulnérables III

P des populations en déclin

• Espèces ayant une faible capacité à se disperser

• Ex: Lamantin de Floride

Espèces vulnérables IV

Répartition du

lamentin

“The Passenger Pigeon needs no protection.

Wonderfully prolific, having the vast forests of the north as its breeding grounds, traveling hundreds of miles in search of food, it is here today, and elsewhere

tomorrow, and no ordinary destruction can lessen them or be missed from the myriads that are yearly

produced.”

Committee report on the game bill to the State Legislature of Ohio, 1857

Une leçon du passé ….

Une leçon du passé ….

• Oiseau le plus commun d’Amérique du Nord

• 5 000 000 000 vers 1600

• Utilisation comme source de viande pour les pauvres et les esclaves

• Chasse commerciale

• Reproduction en captivité échoue

• Martha est morte le 1 septembre 1914 au zoo

de Cincinnati, Ohio

2000 IUCN Red List

# éteintes 1500-2000

# menacées

2000 # total % éteintes % menacées Poissons

Amphibiens Reptiles Oiseaux Mammifères

81 752 25 000 0,3 3

5 146 5000 0,1 3

21 296 8000 0,3 4

128 1183 9950 1,3 12

83 1130 4862 1,7 24

2000 IUCN Red List

scope access. We also thank J. Fountain and K. Padian for editorial advice. The ground section of MOR 1125 was provided by Quality Thin Sections, and the laying hen demineralized thin sections were provided by J. Barnes (NCSU College of Veterinary Medicine).

Site access was provided by the Charles M. Russell

National Wildlife Refuge. The research was funded by NCSU as well as by grants from N. Myhrvold (J.R.H.) and NSF (M.H.S.).

Supporting Online Material

www.sciencemag.org/cgi/content/full/308/5727/1456/

DC1

Materials and Methods Figs. S1 to S3

11 March 2005; accepted 21 April 2005 10.1126/science.1112158

Ivory-billed Woodpecker (Campephilus principalis) Persists

in Continental North America

John W. Fitzpatrick,¹* Martjan Lammertink,^1,2 M. David Luneau Jr.,³Tim W. Gallagher,¹Bobby R. Harrison,⁴

Gene M. Sparling,⁵Kenneth V. Rosenberg,¹

Ronald W. Rohrbaugh,¹Elliott C. H. Swarthout,¹Peter H. Wrege,¹ Sara Barker Swarthout,¹Marc S. Dantzker,¹Russell A. Charif,¹

Timothy R. Barksdale,⁶J. V. Remsen Jr.,⁷Scott D. Simon,⁸ Douglas Zollner⁸

The ivory-billed woodpecker (Campephilus principalis), long suspected to be extinct, has been rediscovered in the Big Woods region of eastern Arkansas.

Visual encounters during 2004 and 2005, and analysis of a video clip from April 2004, confirm the existence of at least one male. Acoustic signatures consistent withCampephilusdisplay drums also have been heard from the region. Extensive efforts to find birds away from the primary encounter site remain unsuccessful, but potential habitat for a thinly distributed source pop- ulation is vast (over 220,000 hectares).

The ivory-billed woodpecker is one of seven North American bird species that are sus- pected or known to have become extinct since 1880 (1). One of the world_s largest wood- peckers, this species of considerable beauty and lore was uncommon but widespread across lowland primary forest of the southeastern United States until midway through the 19th century (2,3). Its disappearance coincided with the systematic annihilation of virgin tall forests across the southeastern United States between 1880 and the 1940s. Relentless pur- suit by professional collectors accelerated the species_decline from 1890 to the early 1920s.

The last well-documented population occu- pied a stand of old-growth bottomland hard- wood forest in northeastern Louisiana (the

Singer Tract) during the late 1930s (3–6).

That population disappeared as the Singer Tract was logged amid cries for protection of both forest and bird. The final individual in the Singer Tract, an unpaired female, was last seen in cut-over forest remnants in 1944 (7).

A resident subspecies of ivory-billed wood- pecker (Campephilus principalis bairdii) oc- cupied tall forests throughout Cuba, and a small population was mapped and photo- graphed in eastern Cuba as late as 1956 (8).

Fleeting observations of at least two individ- uals in 1986 and 1987 by several experts are widely accepted as valid (9), but repeated ef- forts to confirm the continued existence of that population have failed (10).

Anecdotal reports of ivory-billed wood- peckers in the southern United States con- tinue to this day. Such reports are suspect because of the existence and relative abun- dance throughout this region of the superfi- cially similar pileated woodpecker (Dryocopus pileatus). Three reports were accompanied by physical evidence, but their veracity con- tinues to be questionedEsupporting online material (SOM) text^. Thus, no living ivory- billed woodpecker has been conclusively doc- umented in continental North America since 1944.

At approximately 13:30 Central Standard Time (CST) on 11 February 2004, while kay- aking alone on a bayou in the Cache River National Wildlife Refuge, Monroe County,

Arkansas, G. Sparling spotted an unusually large red-crested woodpecker flying toward him and landing near the base of a tree about 20 m away. Several field marks suggested that the bird was a male ivory-billed wood- pecker (SOM text), and Sparling hinted at his sighting on a Web site. T. Gallagher and B.

Harrison were struck by the apparent au- thenticity of this sighting and arranged to be guided through the region by Sparling. At 13:15 CST on 27 February 2004, within 0.5 km of the original sighting, an ivory-billed woodpecker (sex unknown) flew directly in front of their canoe with the apparent intention of landing on a tree near the canoe, thereby fully revealing its dorsal wing pattern. The bird instead veered into the forest, apparently landed briefly several times (each time blocked from the observers_sight by trees), and then flew off (SOM text and fig. S1). Efforts to locate the bird over the next several days failed, but subsequent surveys by teams of experienced observers yielded a minimum of five additional visual encounters between 5 April 2004 and 15 February 2005 (SOM text). All seven convincing sightings were within 3 km of one another.

At 15:42 Central Daylight Time on 25 April 2004, M. D. Luneau secured a brief but crucial video of a very large woodpecker perched on the trunk of a water tupelo (Nyssa aquatica), then fleeing from the approaching canoe (fig. S2 and movie S1). The woodpecker remains in the video frame for a total of 4 s as it flies rapidly away. Even at its closest point, the woodpecker occupies only a small fraction of the video. Its images are blurred and pixilated owing to rapid motion, slow shutter speed, video interlacing artifacts, and the bird_s distance beyond the video camera_s focal plane. Despite these imperfections, cru- cial field marks are evident both on the orig- inal and on deinterlaced and magnified video fields (11) (fig. S3). At least five diagnostic features allow us to identify the subject as an ivory-billed woodpecker.

1) Size.When the woodpecker first be- gins to take flight from the left side of a tupelo trunk, two video fields reveal the dor- sal surface of the right wing and a large black tail (Fig. 1). The minimum distances between theBwrist[and the tip of its tail—

measured independently on each of the two video fields and compared to known scales (the diameter of the tupelo trunk at two places)—are 34 to 38 cm. These values ex- ceed comparable values for the pileated wood- pecker and correspond to the upper range for the ivory-billed woodpecker (fig. S4).

1Cornell Laboratory of Ornithology, Cornell Universi- ty, 159 Sapsucker Woods Road, Ithaca, NY 14850, USA. ²Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics, Universiteit van Amsterdam, Mauritskade 61, 1092 AD Amsterdam, Netherlands.³Department of Engineering Technology and Department of Information Technology, University of Arkansas at Little Rock, Little Rock, AR 72204, USA.⁴Department of Communications, Oakwood College, Huntsville, AL 35896, USA.⁵107 Stillmeadow Lane, Hot Springs, AR 71913, USA.⁶Birdman Productions, Post Office Box 1124, 65 Mountain View Drive, Choteau, MT 59422, USA.⁷Museum of Natural Science, Louisiana State University, Baton Rouge, LA 70803, USA.⁸The Nature Conservancy, Arkansas Chapter, 601 North University Avenue, Little Rock, AR 72205, USA.

*To whom correspondence should be addressed.

E-mail: jwf7@cornell.edu

3 JUNE 2005 VOL 308 SCIENCE www.sciencemag.org 1460

RE P O R T S

Science 2005

Ivory-billed woodpecker

Rareté

• Certaines espèces sont rares à cause de leur biologie, leur écologie ou leur histoire

naturelle

• La plupart des grands

carnivores sont rares parce que leur position trophique et leur grande taille en

limitent le nombre

Producteurs primaires

Respiration Respiration Carnivores

Herbivores

Position trophique

• Certaines espèces sont rares parce qu’elles requièrent un

habitat très particulier et que cet habitat est rare.

• Ex: Paruline de Kirtland requiert des forêts de Pin gris agés de 10-15 ans pour nidifier.

Sélection d’habitat

• Certaines espèces sont rares parce que, même si elles peuvent survivre dans plusieurs habitats, elle en sont souvent exclu parce que

compétitivement inférieures

• Ex: Arabis mcdonaldiana ne

persiste que sur la serpentine où on retrouve de fortes concentration de Magnésium. Elle est exclue des sols normaux.

Compétitivité

• Certaines espèces sont

naturellement rares parce que les autres habitats sont en dehors de l’étendue de dispersion de

l’espèce

• C’est un problème fréquent pour les espèces endémiques insulaires

• Ex: poissons des récifs coralliens

Dispersion

• Certaines espèces sont

naturellement rares parce qu’elles ne peuvent s’adapater à des

conditions changeantes

• Ex: Pedicularis furbishiae

(Furbish’s Lousewort), endémique au Maine et Nouveau Brunswick représenté par 4 populations isolées

Adaptabilité

• L’abondance des espèces est généralement log-normalement distribuée

• Lorsque la richesse spécifique augmente, la proportion

d’espèces rare augmente et l’abondance moyenne par espèce diminue

Abondance de la population

Proportion des espèces

Richesse spécifique élevée

Richesse spécifique basse Proportion des espèces

qui sont rares

Rareté, abondance et

richesse spécifique

• Sur Barro Colorado Island, Panama, la proportion d'espèces d’arbres peu abondantes est plus grande là où la richesse est grande

Classe d'abondance (individus/espèce)

Zone 1-9 10-99 100-999 >1000 α

1 7 27 33 23 58

2 8 35 33 24 60

3 14 22 43 21 71

4 35 17 39 9 114

Rareté, abondance et

richesse spécifique

1 50 100

0 8 512 4096

Nombre d’individus/espèce

Nombre d’espèces

64 Orono,

Maine

La Selva, Costa Rica

• Communautés de papillons nocturnes du Costa Rica et du Maine

Rareté, abondance et

richesse spécifique

• Certaines espèces sont rares parce que retrouvées seulement dans des régions

particulières

• Ex: Gorille des

montagnes, dragon de Komodo

Types de rareté I:

Distribution géographique

• Certaines espèces sont considérées rares parce que, malgré une large distribution

géographique, elles sont confinées à un habitat spécifique

• Ex: Paruline de Kirtland

Type de rareté II:

Spécificité de l’habitat

• Certaines espèces sont rares parce que même lorsque présentes, elles ont de petites

populations

• Ex: Grizzly

1922 1992

Types de rareté III:

Taille de la population

Distribution géographique

Étendue Restreinte

Spécialisation de l'habitat

Non Oui Non Oui

Certaines grandes populations

Commune Abondante localement dans une

grande zone et un habitat

spécifique

Abondante localement dans plusieurs habitat dans une seule zone

Abondante localement dans un seul habitat dans une seule zone

Petites populations seulement

Rare, mais largement distribuée dans

plusieurs habitats

Rare, mais largement distribuée dans un seul habitat

Rare, peu

distribuée, mais dans plusieurs habitats

Rare,

distribution restreinte, dans un seul habitat

Sept types de rareté

• Espèces retrouvées dans peu de régions ont un risque d’extinction plus grand parce que si les populations locales sont perdues, c’est l’espèce qui disparaît

Espèce 1

Risque d’extinction

Espèce 2 Espèce 1

Espèce 2

Risque d’extinction I

Rareté géographique

• Espèces requérant un habitat spécifique ont un risque d’extinction plus

grand parce que si l’habitat est dégradé elle ne peuvent en coloniser d’autres

Espèce 1

Risque d’extinction

Espèce 2 Espèce 1

Espèce 2

Habitat A Habitat B

Habitat C

Risque d’extinction II

Spécialisation de l’habitat

• Petites populations ont un plus grand risque d’extinction parce qu’elles sont plus près du seuil d’extinction

Espèce 1

Risque d ʼ extinction

Espèce 2 Temps

T aille de la population

Espèce 1 Espèce 2

Risque d’extinction III

Abondance