Selon un article de John Vandermeer de l'université du Michigan, paru dans d'édition de Biosciences de décembre 2006, la théorie des oscillateurs couplés pourraient permettre d'éclaircir certaines questions écologiques incertaines, telles que les variations du nombre et des types d'espèces dans un écosystème.
L'article décrit comment on peut étendre cette théorie pour montrer que de nombreuses populations d'animaux ou de plantes oscillent de manière synchrone à cause d'interactions comme la prédation et la compétition entre espèces. Une telle synchronisation peut avoir des effets à grande échelle. Vandermeer suggère que plusieurs énigmes biologiques bien connues, telles que la diversité inattendue du plancton dans les écosystèmes aquatiques, puissent être expliquées de cette façon.
Les physiciens savent que même un faible couplage entre des systèmes oscillants peut conduire à des oscillations synchronisées, un phénomène étudié avec des pendules par le mathématicien hollandais Christian Huygens au dix-septième siècle. Les biologistes n'ont commencé que ces dernières années à en explorer les implications dans leur domaine.
Mais il est déjà clair que les populations biologiques oscillantes couplées sont capables de provoquer des effets potentiellement importants tels que le phénomène du "chaos synchronisé": l'interaction entre deux consommateurs en faible compétition pour leur nourriture peut être transformée par l'arrivée d'un troisième jusqu'à aboutir à un résultat imprévisible quant à la réussite de l'implantation du nouveau venu.
Densité de population pour trois prédateurs (P1, P2, P3).
Les courbes noires et vertes représentent P1 et P2 en inversion de phase au début.
La courbe rouge représente P3, introduit plus tard. Sa présence induit
rapidement la synchronisation des populations P1 et P2.
P3 est ensuite exclu du système sous la pression concurrentielle coordonnée de P1 et de P2
Vandermeer pense que l'étude des oscillations couplées des populations biologiques permettra de mieux comprendre les systèmes écologiques complexes, comme ceux où par exemple les prédateurs sont également des proies, ou ceux où des omnivores se nourrissent à la fois des proies et de leurs prédateurs.
Source: Science
Illustration: John Vandermeer