Amphibiens, reptiles et mammifères herbivores dans l'Arctique
Les écosystèmes arctiques sont relativement jeunes en termes de temps géologique, s'étant développés principalement au cours des trois derniers millions d'années. En général, la richesse des espèces est plus faible dans l'Arctique que dans les régions méridionales, ce qui correspond aux observations scientifiques générales selon lesquelles la biodiversité diminue de l'équateur aux pôles.
Les écosystèmes terrestres de l'Arctique se caractérisent par une courte saison estivale productive et une grande variété de climats régionaux : sur la péninsule de Taïmyr, en Sibérie, 500 kilomètres seulement séparent l'Arctique luxuriant du "désert" de l'Extrême-Arctique. En raison des contrastes marqués entre les régions, les espèces terrestres sont également confrontées à une saisonnalité extrême, avec des différences de température au niveau du sol pouvant atteindre 80° Celsius entre les températures minimales de l'hiver et les températures maximales de l'été, ainsi qu'à de forts gradients nord-sud et entre les côtes et l'intérieur des terres.
Représentation minimale des espèces dans l'Arctique
En ce qui concerne les mammifères carnivores terrestres, on trouve 13 espèces dans l'Arctique, soit environ 10 % des 128 espèces recensées dans le monde. Ces 13 espèces se trouvent toutes autour de l'Arctique et habitent le Haut-Arctique.
En ce qui concerne les oiseaux, malgré son environnement hostile, l'Arctique est peuplé d'une grande variété d'espèces d'oiseaux. En fait, il existe environ 200 espèces d'oiseaux, ce qui correspond à environ 2 % de la diversité mondiale des espèces aviaires. Les oiseaux ont la capacité d'élire domicile dans l'Arctique en raison des fortes poussées saisonnières de nourriture disponible, qu'il s'agisse de végétaux, de biomasse d'invertébrés ou de zooplancton. Cet apport constant de nourriture, la sécurité relative contre les prédateurs et la lumière du jour continue pendant les mois d'été constituent un environnement viable pour la survie.
Bien qu'il existe des centaines d'espèces d'oiseaux qui se reproduisent dans l'Arctique, nous n'en voyons naturellement qu'une partie au cours de nos croisières d'expédition. Nous avons tendance à rencontrer la plupart des oiseaux de l'Arctique sur et autour de l'archipel du Svalbard, où nos clients ont la chance de voir certains ou tous les oiseaux mentionnés dans la vidéo suivante.
Amphibiens et reptiles dans l'Arctique
Les espèces les moins représentées dans l'Arctique sont les amphibiens et les reptiles. À l'échelle mondiale, les amphibiens et les reptiles représentent près de 15 000 espèces, mais on ne trouve que cinq amphibiens et un reptile dans l'Arctique. Ce manque de richesse en espèces est similaire à celui des régions désertiques du monde. Leur absence dans l'Arctique est principalement due au fait que la température de leur corps est déterminée par les conditions ambiantes.
Bien que les premières observations d'amphibiens dans l'Arctique remontent à des expéditions menées au19e et au début du20e siècle, les connaissances scientifiques sur ces espèces sont limitées, peu d'études ayant été menées sur leur répartition, leur génétique, leur développement, leur mode d'hibernation et leur régime alimentaire. Néanmoins, on sait que les amphibiens et les reptiles atteignent l'Arctique à sa périphérie, où leur population globale est très faible.
Études scientifiques sur les amphibiens et les reptiles
Seules deux études principales ont été menées sur les amphibiens et les reptiles de l'Arctique, toutes deux au cours des dix dernières années.
Une étude a examiné la génétique moléculaire du triton de Sibérie dans l'ensemble de son aire de répartition et a constaté des différences génétiques entre les populations, ce qui serait dû au processus répété de colonisation de nouveaux territoires pendant les périodes interglaciaires chaudes et les retraits ultérieurs pendant les pics glaciaires. Il a été constaté que le triton de Sibérie a d'abord colonisé des territoires dans la partie orientale de la Sibérie, puis a migré vers l'Oural avant de se diriger vers l'est, vers la Béringine et le Kamtchatka.
Parallèlement, une étude menée en Amérique du Nord sur la grenouille des bois a révélé que l'espèce migrait rapidement vers le nord en direction de l'Arctique, avec une expansion vers le nord et le nord-ouest jusqu'à l'Alaska arctique et la majeure partie du Canada subarctique.
Le triton de Sibérie, un amphibien populaire dans l'Arctique
Le triton de Sibérie est intéressant car il est considéré comme l'espèce d'amphibiens la plus répandue dans l'Arctique et la région subarctique. En outre, il possède l'aire de répartition géographique la plus étendue de toutes les espèces d'amphibiens récentes, soit environ 12 millions de kilomètres carrés. Leurs habitats les plus septentrionaux consistent principalement en sous-arbrisseaux de graminées et en tourbières de lichens et de mousses, ainsi qu'en toundras d'arbustes bas et de graminées et de mousses. Le triton sibérien fait son entrée dans l'Arctique dans l'Oural polaire et atteint l'océan Arctique dans certaines régions.
La grenouille commune atteint également l'Arctique dans l'hémisphère est, où elle pénètre dans la région du bas Arctique par les péninsules les plus septentrionales de la Norvège et le long du versant est de l'Oural polaire. Le lézard commun fait également son apparition dans l'Arctique. Son voyage vers le nord passe par la péninsule de Kanin.
Mammifères herbivores dans l'Arctique
Les herbivores constituent la majorité des espèces de mammifères terrestres de l'Arctique, avec trois types principaux basés sur la taille du corps : Les petits campagnols, lemmings et pikas (24 espèces dont le poids varie de 25 à 250 grammes), qui sont souvent les mammifères les plus nombreux dans l'écosystème de la toundra ; les herbivores de taille moyenne (9 espèces dont le poids varie de 0,5 à 35 kilogrammes), notamment les lièvres, les écureuils terrestres et le castor d'Amérique.
Ces espèces sont généralement présentes en plus faibles densités que les petits mammifères, mais peuvent être plus abondantes localement en fonction de l'adéquation des habitats ; et les herbivores de grande taille (6 espèces dont le poids corporel est compris entre 40 et 600 kilogrammes), dont le caribou et l'élan.
Variations des populations d'herbivores
Les seules espèces ayant une distribution naturelle dans les régions du Haut-Arctique sont le lemming brun et le lemming à collier. On les trouve également dans le Bas-Arctique. Les brochets et les lièvres arctiques se trouvent dans les régions du bas Arctique. Deux espèces se trouvent en Russie, le pika du Nord et le pika de Turuchan, tandis qu'une autre se trouve en Amérique du Nord. Quatre espèces de lièvres sont présentes dans la Lièvre arctique : le lièvre d'Amérique, le lièvre arctique, le lièvre d'Alaska et le lièvre variable.
Les scientifiques ont mené des expériences pour surveiller l'abondance des populations de lemmings en utilisant la densité des nids d'hiver, le piégeage vivant par marquage-recapture ou le piégeage dans la neige. Les recherches ont montré que dans la péninsule de Taymyr, en Russie, la population de lemmings bruns de Sibérie présente un schéma cyclique avec de fortes augmentations tous les 3-4 ans entre les années 1960 et 1990. Les lemmings à collier, bien que moins nombreux, présentent également un modèle de population cyclique.
Sur l'île Wrangel, dans le nord-est de la Russie, la période entre les années où les densités de population sont les plus élevées est passée de cinq ans dans les années 1970 à près de huit ans dans les années 1990 et 2000. Les scientifiques supposent que cela pourrait être dû à des conditions d'enneigement plus propices à la reproduction hivernale en raison de dégels hivernaux plus fréquents.
Dans la partie occidentale de l'archipel arctique canadien, les lemmings à collier et les lemmings bruns du Groenland ont également montré une tendance démographique similaire, les effectifs des deux espèces augmentant tous les 3-4 ans entre les années 1960 et 1990.
À l'instar des résultats obtenus en Russie, la période cyclique dans l'Arctique canadien est passée à cinq ans depuis la fin des années 1990. Au Groenland, l'abondance de la population de Lemming du Groenland est calculée à partir du dénombrement des nids en hiver sur l'île de Traill. Jusqu'en 2000, l'espèce présentait un cycle de population régulier avec une augmentation de la densité tous les quatre ans.
La distribution des herbivores n'est que partiellement déterminée par la température
Une étude récente menée par des scientifiques de l'université de Laponie a montré que la répartition des herbivores arctiques n'est que partiellement déterminée par la température, les interactions avec les plantes et les prédateurs jouant un rôle plus important dans l'évolution des populations. L'étude, qui s'inscrit dans le cadre d'une initiative de recherche collaborative appelée Herbivory Network et à laquelle participent des chercheurs de dix pays, a permis de recueillir des informations sur la répartition de 73 espèces de vertébrés vivant dans l'Arctique, notamment des oies migratrices, des rennes et des caribous, des lemmings et des moutons domestiques en liberté. Jusqu'à présent, les scientifiques ne savaient pas si la diversité des herbivores dans l'Arctique était due à des facteurs environnementaux physiques, notamment la température, ou à des facteurs biotiques, notamment la productivité des plantes.