La théorie neutre de la biodiversité et de la biogéographie

Hubbell présente tout au long de son livre les différentes hypothèses découlant de sa théorie neutre. Après avoir montré l'apport de sa théorie à l'écologie, il explique comment s'est construit sa théorie à partir de la théorie de Mac Arthur et Wilson "La théorie de la biogéographie des îles" en 1967. Tout au long de son livre, il va présenter les points forts mais aussi les avantages de sa théorie, à l'aide de nombreux exemples et d'études effectuées par d'autres chercheurs ou lui même.
Partant de la macroécologie, l'auteur va même jusqu'à pousser sa théorie dans le domaine de la phylogénie et l'évolution de la biodiversité au sein des communautés. De plus, il développe de nombreux paramètres qui sont propres à sa théorie, comme par exemple la distribution du Zero Sum Multinomiale, en lien avec l'abondance des espèces, facteur très important dans la théorie neutre et qui sera grandement utilisée par la suite.

Hubbel présente sa théorie comme une modification de la théorie de la biogéographie des îles de Mac Arthur et Wilson incluant un processus de spéciation mais aussi en émettant une hypothèse de neutralité du point de vue de l’individu et non de l’espèce. La théorie neutre tente de rassembler deux perspectives de l’écologie : la théorie des niches et celle de la dispersion. Dans une perspective d’avenir, Hubbel cherche à concilier les perspectives d’assemblement des niches et de dispersion en écologie des communautés.

Le principe le plus important de cette théorie ("zero-sum game") est qu’au sein d’une communauté, l’abondance d’une espèce ne peut augmenter sans que la communauté ne voit son abondance globale diminuer. De plus, Hubbell va proposer l’existence d’un « nombre fondamental de la biodiversité » appelé θ, qui appairait sous n’importe quelle échelle spatiale et même temporelle. Ce chiffre est égal à deux fois le taux de spéciation multiplié par la taille de la métacommunauté. La théorie neutre stipule que la communauté n’a besoin qu’une faible taux de dispersion pour maintenir la présence de nombreuses espèces dans une communauté locale. La fréquence d’une espèce dans une communauté locale va donc suivre la taille de la communauté. Sous la théorie neutre, la distribution de la biodiversité dans une metacommunauté est contrôlée par le nombre θ et le taux de dispersion m.

De plus, Hubbell propose pour la première fois l’existence d’une nouvelle distribution, appelé «zero sum multinomiale » (qui fait suite au "zero sum game") en lien avec l’abondance des espèces et qui prend en compte de manière plus précise le nombre d’espèces rare, mais aussi le taux d’immigration et la taille des îles. La forme de cette distribution va dépendre de θ, de la taille de la communauté de l’île et du taux d’immigration. Elle comprend de nombreuses espèces très rares au sein de sa distribution.
Hubbell met donc en avant les deux distributions statistiques qui apparaissent dans sa théorie : la distribution asymptotique logserie (correspondant au « point de mutation spéciation ») et aussi le « _zero sum multinomial _» évoqué précédemment, qui apparaît sous la limitation de dispersion.

Pour ce qui est de la spéciation, la théorie neutre que le mode de spéciation laissera une signature dans la distribution du RSA. Hubbell fait apparaître un nouveau paramètre qui est le « point mutation spéciation » : la spéciation est similaire à la mutation, c’est-à-dire que chaque individu a une faible probabilité de produire une descendance qui sera le premier membre d’une nouvelle espèce.

En ce qui concerne la phylogénie, la théorie neutre émet l’hypothèse que les clades phylogénétiques sont fractales (invariants suivant l’échelle et reliée au nombre fondamentale de la biodiversité) et ont une auto-similarité sur toutes les échelles taxonomiques des individus jusqu’à des taxons plus élevés. Une des hypothèse de la théorie en ce qui concerne les lignées d’espèces est que les lignes abondantes et étendues sont plus résistantes à l’extinction et ont une durée de vie plus élevée que les lignées pauvre en espèces. De plus, elle émet l'hypothèse que les espèces les plus rares et les plus endémiques sont plus récentes (et inversement pour les espèces plus vieilles et plus proches de leurs ancêtres.)

Pour finir, Hubbell admet dans son livre que sa théorie ne correspond pas avec toutes les données qu’il a à sa disposition, en particulier lors de l’étude de l’abondance relative des espèces (plus précisément en lien avec le zero sum). Pour contrer les critiques contre sa théorie, Hubbel juge que ces nombreuses critique sous estiment l’importance de la dispersion et de la limitation de la dispersion dans les communautés. En perspective, l’auteur de la théorie neutre de la biodiversité, Hubbell juge que sa théorie pourra servir dans de nombreuses études, pour mieux appréhender la dérive écologie, la dispersion aléatoire et la spéciation aléatoire au sein des communautés.

Stephen Hubbell est un chercheur en écologie mondialement connu pour son apport à l'écologie théorique en raison de son livre. Ses travaux (3 livres et plus d'une centaine d'articles) se basent principalement sur la botanique, l'écologie tropicale mais aussi l'écologie théorique.

Ce livre est LE livre qui est à l'origine de la théorie neutre de la biodiversité. Il pose l'ensemble des bases de cette théorie, tout en expliquant de manière précise l'ensemble des observations et des tests réalisés par l'auteur qui se base sur de nombreuses études.

Ce livre, qui est tout simplement la bible de la théorie neutre, est le point de départ du débat théorie neutre/théorie des niches. Il permet de mieux appréhender le sujet, et permet au lecteur de suivre petit à petit comment Stephen Hubbell, à travers différentes paramètres de la notion de métacommunauté, a développé sa théorie et a fait avancer la recherche sur la répartition des espèces.