Rainforest Diversity Léger trou de forêt au Brésil. (Photo by R. Butler) SHORT TERM VARIATION Les forêts tropicales humides et leur diversité n'existent pas dans un état constant, mais sont le produit d'une série d'impacts incluant des feux, des chutes d'arbres, le déboisement des hommes à petite échelle et même des coulées de lave. Ces événements peuvent augmenter la diversité forestière en donnant aux nouvelles espèces une chance de grandir en l'absence des arbres de canopée imposants. La croissance de nouvelle espèce d'arbre signifie de nouvelles possibilités pour leurs espèces symbiotiques (par exemple de nouveaux pollenisateurs ou disperseurs de graines). 
 
Les forêts qui sont régulièrement stressées, comme celles affectées saisonnièrement par des vents forts et des tempêtes, ont tendance à être rapetissées avec une canopée moins développée et une diversité réduite. Des grandes forêts tropicales humides "typiques" sont typiquement trouvées là où elles sont protégés de vents forts, comme dans des vallées et dans certains secteurs géographiques.  
 
Dans un relativement petit secteur il peut y avoir de grandes variations dans la dynamique forestière. Par exemple, dans les forêts tropicales humides de terre ferme de l'Amazonie Centrale - Où l'âge moyen des arbres de canopée peut excéder 300 ans et quelques arbres peuvent avoir plus de < un href=http: // news.mongabay.com/2005/1213-amazon.html > mille ans - les chiffres du taux de renouvellement forestier peuvent être extrêmement bas. Au contraire, dans les forêts de plaine inondable voisines peuvent avoir des taux de renouvellement de moins de 70 ans en raison de la migration des cours des rivières qui amoindrissent les rives des rivières et des arbres.  
 
La diversité est souvent dramatiquement réduite dans les forêts dégradées par des activités comme l'exploitation du bois, le feu et le développement agricole. Généralement, quand la forêt est exploitée, la structure de la canopée dense est interrompue, permettant à plus de lumière de pénétrer jusqu'au sol de la forêt. La forêt se desséchera probablement et moins d'eau pourra être recyclée par le système d'évaporation et la transpiration. Beaucoup d'espèces de forêt tropicale humide sont incapable de faire face aux changements du microclimat forestier et soit elles s'en remettent soit elles périssent progressivement. De plus, la perte de certains arbres de bois dur de valeur pour l'exploitation du bois a un impact majeur sur les espèces avec lesquelles ils ont des relations interdépendantes. Les études suggèrent que n'importe quelle forme de déboisement réduit la diversité des forêts tropicales-des études menées à travers le monde montrent le déclin de certaines espèces, particulièrement des primates, des oiseaux et des insectes dans les forêts abîmées. Tandis qu'il peut y avoir une augmentation locale de l'abondance et de la diversité de certaines espèces, il y a un déclin régional ou global complet dans la biodiversité en raison de la perte d'espèces particulièrement adaptée aux conditions de la forêt vierge. Les forêts dégradées sont aussi plus prédisposées à être développées ou brûlées par les gens, réduisant sévèrement la diversité. L'intense exploitation des forêts d'Indonésie et du Brésil étaient en partie responsables des conditions forestières sèches qui ont facilité l'expansion < un href=http: // rainforests.mongabay.com/08indo_fires.h tm > des feux de forêt de 1997-1998.

ECOTONES: FOREST EDGES

Des études récentes suggèrent que les écotones, des zones de transition entre des habitats, jouent un rôle important dans la biodiversité des forêts tropicales humides. Les écotones bordant les forêts tropicales humides et les savanes, les forêts secondaires, les plantations et d'autres types forestiers sont des foyers évolutionnaires où la compétition évolutionnaire peut mener à la croissance de nouvelles espèces. Les scientifiques disent que les populations présentes dans les écotones peuvent se spécialiser à la niche et diverger significativement des populations de l'intérieur de la forêt. Cette nouvelle théorie semble initialement défier la vue populaire des périodes glaciaires ayant eu un rôle fortement significatif dans la diversité de la forêt tropicale humide. Cependant, quelques scientifiques spéculent que la forêt disparaissante et la fragmentation des périodes glaciaires créeraient un plus grand secteur d'écotones, contribuant davantage à la biodiversité. La combinaison des deux conditions peut donc avoir contribué à la diversité bien connue de forêts tropicales humides.  
 
AGE DES GLACES/GLACIATION 
 
L'âge relatif d'une forêt tropicale humide joue un rôle dans sa diversité, bien que le rôle soit toujours en grande partie débattu. Les forêts tropicales humides sont probablement les écosystèmes continus les plus vieux de la planète. Les forêts tropicales humides ont commencé à prendre leur forme il y a environ 140 millions d'années pendant l'ère des dinosaures, le dernier Crétacé. C'est au cours de cette période, quand la majorité du climat mondial était tropical ou subtropical, que les plantes à fleurs trouvent leur origine et qu'elles se répandirent plus tard à travers le globe. 
 
Tout au long de l'Histoire, les espèces ont apparu et disparu, les communautés ont été détruites et reformées et des systèmes entiers changés. Avec les changements, de nouvelles relations se forment au sein du système au fur et à mesure qu'apparaissent de nouvelles espèces. Généralement les changements sont relativement lents, bien qu'il y ait eu des périodes de bouleversement où des changement radicaux sont survenus en très peu de temps. Ces bouleversements naturels apparaissent encourager une augmentation dans la diversité biologique ainsi qu'en témoige l'effet de l'âge des glaces, surtout sur l'Archipel Malais en Asie du sud-est.

Aujourd'hui, nombre des quelques 20,000 îles de l'Archipel Malais sont couvertes de la forêt tropicale. Certaines de ces forêts tropicales humides ont existé sous une forme ou une autre pendant les 100 millions dernières années, bien que, comme discuté dans < un href=0102.htm >la section un, les forêts anciennes avaient moins de grands mammifères et aucune plante à fleurs. WQuand les périodes glaciaires sont apparues et des eaux océaniques se sont condensées ou sont devenues enfermés dans la glace polaire, le sol de la Mer de Chine du Sud peu profonde a été exposé, permettant le passage d'espèces du continent Asiatique. Bien que cette région ait été moins affectée par la baisse de température que d'autres secteurs à cause de sa proximité avec l'océan et l'équateur, le climat refroidi suffisamment pour causer le recul de la forêt tropicale humide en des parcelles dispersées. TLes secteurs autrefois boisés avec de la forêt tropicale humide ont cédé place aux savanes et à des écosystèmes forestiers m ontagnards. La plupart de la région avait une saison pluvieuse courte distincte.

L'IPCC explique quelles sont les causes des changements du niveau de la mer. Image grâcieusement prêtée par l'IPCC.

Quand les périodes glaciaires sont arrivées a leur fin, un climat plus chaud est revenu et l'océan est monté de nouveau pour réinonder les secteurs peu profonds de la Mer de Chine du Sud. Beaucoup de plantes et d'animaux qui avaient traversé du continent aux îles ont été prises au piège lorsque les îles se sont reformées. De plus, quelques espèces montagnarde et plus d'espèces de climat tempéré se sont adaptées au réchauffement progressif du climat et devinrent des espèces tropicales. Les petites poches de forêt tropicale humide qui ont réchappé des périodes glaciaires ont servi de réservoirs biologiques pour repeupler la zone forestière tropicale étendue. Certaines espèces tropicales qui avait été séparées dans des poches différentes s'étaient assez développé pendant leur isolement pour que quand elles ont été de nouveaux réunies, leurs habitudes et caractéristiques physiologiques aient suffisamment changé pour qu'elles ne puissent plus se reproduire et soient considérées comme espèces distinctes.

Eléphants de Bornéo Une étude datant de 2003 suggère que les éléphants de Bornéo pourraient être une population distincte, isolée des éléphants asiatiques continentaux quand Bornéo a été coupé du continent il y a environ 18,000 ans. Nouvelles du National Geographic Librairie des Sciences (PDF)

La diversité a été de nouveau amplifiée par les périodes glaciaires suivantes qui ont causé isolement et l'adaptation consécutive résultant en des espèces plus distinctes. Par exemple, prenez une espèce d'éléphant hypothétique qui a commencé par une espèce unique sur le continent Asiatique. Pendant les périodes glaciaires, il s'est répandu certaines des îles de l'Archipel Malais, qui, avec la baisse des niveaux océaniques, étaient devenues connectées au continent. Quand les périodes glaciaires se sont terminées, les éléphants se sont retrouvés bloqués sur les iles. Dans les plus petites îles, les éléphants de taille plus petite ont eu tendance à survivre et se reproduire avec plus de succès parce que leurs exigences diététiques moindres pouvaient être supportées par les plus petites quantités de nourriture disponibles dans l'île. Les plus grands individus ont eu tendance à avoir moins de succès a se reproduire. Ainsi l'évolution a favorisé la diminution de la taille des éléphants dans les îles pendant plusieurs milliers d'années et quand la période glaciaire suivant est survenue et a relié les iles au continent, les éléphants des différentes locations n'ont pas pu se reproduire. Since the island elephants filled a different role on the Asian mainland during the crossover, some dwarfed island elephants remained on the mainland during the next drop in water levels. These elephants, now isolated from their island ancestors could diverge enough to be unable to breed with the island elephants during the next crossover. Thus over the course of two ice ages, one species of elephant became three, not considering the other forms that would develop on islands with different niches, like those with more mountainous terrain, swampy bogs, or different plant species on which to feed. And so the process of evolution through geographic isolation, continues, and more species are formed.



The Amazonian rainforest was affected in a different way than Southeast Asia by the ice ages because the change in sea level did not play the same role as in the existence of islands. Instead, the cooler temperatures may have lead to a great contraction of the tropical rainforest and resulted in its replacement with savanna. During the ice ages, carbon dioxide levels drop by as much as 50 percent, causing the majority of plants, which require high levels of carbon dioxide (known as C3 plants) to decline. Some plants, known as C4 plants, especially grasses, grow well under low carbon dioxide conditions. Thus (according to a leading theory), when carbon dioxide levels dropped during glacial periods, rainforests full of C3 plants retreated and savanna grasses (C4 plants) expanded their range. Rainforest was broken up into islands separated by savanna, while communities of species were divided in isolated pockets. Some communities diverged and when the forests expanded and the communities were rejoined, they were altered enough so they could or would not breed. 
 
This "refugia" theory, though plausible and supported by some pollen evidence, is not universally accepted. Recent studies in a few limited locations suggest that the Amazon may have remained densely forested during the past ice age. Recently Hooghiemstra and van der Hammen (1999) suggested that pollen evidence supports both theories and both scenarios may have occurred in different parts of the Amazon basin and at different periods of time.

A new theory proposed in December 2005 argues that Amazon rainforest biodiversity has much less to do with climate change than it does with the biology of native species and the forest itself. Looking at the "DNA-clock" of butterfly species in the Amazon basin, scientists from University College London concluded that rainforest butterflies evolved at very different rates, a finding that suggests their evolution is largely independent of external factors like the ice ages. Lead author of the study, Jim Mallet, says that research "rules out geographic isolation caused by past climate change as the main cause of species evolution. Instead the evolution of species must largely be caused by intrinsic biological features of each group of species."


Review questions:

• How can climate change affect the distribution of species?

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