Niche écologique : définition et rôle dans les écosystèmes

Imaginez deux espèces d'oiseaux qui se nourrissent du même type d'insectes dans la même forêt. Vont-elles forcément entrer en compétition jusqu'à ce que l'une disparaisse ? Pas nécessairement. Si l'une chasse le matin dans les branches hautes et l'autre l'après-midi dans les sous-bois, elles occupent en réalité deux niches écologiques différentes. Ce concept, fondamental en écologie, explique comment des dizaines d'espèces peuvent coexister dans un même espace sans s'éliminer mutuellement.

La niche écologique désigne la place qu'occupe une espèce dans un écosystème — non pas seulement son habitat physique (où elle vit), mais aussi son rôle fonctionnel : ce qu'elle mange, ce par quoi elle est mangée, à quelles températures elle survit, quelle humidité elle tolère, à quel moment de la journée ou de l'année elle est active.

En un mot : la niche écologique, c'est le mode de vie complet d'une espèce dans son environnement. C'est à la fois son adresse (l'habitat) et sa profession (son rôle trophique et fonctionnel).

Ce concept est central pour comprendre comment la biodiversité est organisée. On l'explore en lien direct avec le fonctionnement des écosystèmes et leur capacité à héberger une grande diversité d'espèces.

Joseph Grinnell (1917) : la niche comme habitat

Le naturaliste américain Joseph Grinnell est le premier à formaliser la notion, en 1917, en étudiant les oiseaux de Californie. Pour lui, la niche écologique décrit les conditions abiotiques (température, humidité, végétation, altitude) que doit remplir l'habitat pour qu'une espèce puisse y survivre et se reproduire. C'est une vision spatiale et environnementale : où l'espèce peut-elle vivre ?

Charles Elton (1927) : la niche comme rôle trophique

Le zoologue britannique Charles Elton déplace l'accent. Dans son ouvrage de 1927, la niche n'est plus seulement un lieu, c'est un statut fonctionnel au sein de la communauté. Ce qui compte, c'est le rôle de l'espèce dans les chaînes alimentaires : est-elle herbivore, prédateur, décomposeur ? Quelle est sa position dans le réseau trophique ? Elton pense la niche comme une "profession" dans l'écosystème.

George Evelyn Hutchinson (1957) : la niche comme hypervolume

C'est la définition qui fait encore référence aujourd'hui. En 1957, l'écologue George Evelyn Hutchinson formalise la niche comme un hypervolume à n dimensions. Chaque dimension représente une variable environnementale ou une ressource : la température, l'humidité, la taille des proies disponibles, le pH du sol, la salinité de l'eau, etc.

La niche d'une espèce est alors l'ensemble de toutes les combinaisons de valeurs de ces variables dans lesquelles elle peut maintenir une population viable. Ce cadre mathématique a eu une influence considérable, car il permet de représenter et de comparer les niches de façon rigoureuse.

Hutchinson introduit une distinction essentielle, toujours utilisée en écologie moderne.

La niche fondamentale

La niche fondamentale (ou niche potentielle) est l'ensemble des conditions dans lesquelles une espèce pourrait théoriquement vivre en l'absence de toute interaction biotique — sans compétiteurs, sans prédateurs, sans parasites. C'est son espace de vie optimal si elle avait le champ libre.

Elle est définie uniquement par les tolérances physiologiques de l'espèce : entre quelles températures survit-elle ? Quel niveau de ressources alimentaires lui suffit ?

La niche réalisée

En pratique, une espèce ne dispose jamais du champ libre. Elle coexiste avec d'autres espèces qui convoitent les mêmes ressources, avec des prédateurs, des parasites, des perturbations humaines. La niche réalisée est la portion de la niche fondamentale que l'espèce occupe effectivement dans la nature, compte tenu de toutes ces contraintes.

La niche réalisée est toujours incluse dans la niche fondamentale, souvent bien plus étroite.

Exemple concret : une plante de prairie peut physiologiquement tolérer des sols de pH 5 à 8. Mais sur le terrain, si des espèces compétitives occupent les zones à pH 7-8 (plus productives), la plante se retrouve cantonnée aux sols acides. Sa niche réalisée est donc pH 5-6,5, même si sa niche fondamentale va jusqu'à 8.

Les pinsons de Darwin : la spéciation par la niche

L'exemple classique est celui des pinsons des Galápagos observés par Darwin. À partir d'un ancêtre commun, des espèces distinctes ont évolué pour occuper des niches différentes sur les îles : l'une s'est spécialisée dans les graines dures, une autre dans les insectes sous l'écorce, une autre encore dans les cactus. La divergence des niches a conduit à la spéciation — un mécanisme central de l'évolution de la biodiversité.

L'exclusion compétitive de Gause

En 1934, le biologiste russe Georgy Gause énonce le principe d'exclusion compétitive (ou loi de Gause) : deux espèces occupant exactement la même niche écologique ne peuvent coexister durablement dans le même espace. L'une finit toujours par éliminer l'autre, ou par la repousser vers un autre habitat.

Il l'a démontré expérimentalement avec des paramécies : deux espèces très proches cultivées ensemble ne coexistaient pas — l'une dominait systématiquement.

La coexistence par partage de niche

En réalité, dans la nature, deux espèces similaires coexistent très souvent. Comment ? Par la différenciation de niche : elles évoluent vers des modes de vie légèrement différents pour réduire leur compétition. C'est ce qu'on appelle le déplacement de caractère.

Les exemples abondent. Deux espèces de moules sur un estran rocheux occupent des niveaux différents selon la tolérance à la dessiccation. Deux espèces de lézards dans un désert chassent à des heures différentes. Deux espèces d'hérons dans une zone humide pêchent à des profondeurs différentes.

La théorie des niches est fondamentale pour comprendre pourquoi la biodiversité est si riche.

Si chaque espèce occupe une niche légèrement différente, un écosystème complexe peut héberger des dizaines, voire des centaines d'espèces en coexistence stable. Plus l'environnement offre de dimensions variables (températures, ressources, abris, temps d'activité...), plus le nombre de niches possibles est élevé, et plus la diversité spécifique peut être grande.

Les services écosystémiques que nous tirons de la nature — pollinisation, régulation des eaux, décomposition de la matière organique — reposent directement sur cette diversité fonctionnelle. Chaque niche occupée correspond à une fonction remplie dans l'écosystème. Perdre une espèce, c'est souvent perdre une fonction, même si d'autres espèces peuvent parfois la compenser partiellement.

Les espèces généralistes et spécialistes

On distingue les espèces à niche large (généralistes), capables de s'adapter à de nombreuses conditions et de consommer des ressources variées — le renard roux en est un exemple emblématique — et les espèces à niche étroite (spécialistes), qui dépendent d'un nombre limité de ressources ou de conditions très précises.

Les spécialistes sont souvent plus efficaces dans leur niche (meilleure compétitivité locale), mais plus vulnérables aux perturbations. Les généralistes résistent mieux, mais sont moins performants dans des conditions optimales.

Le changement climatique redistribue les conditions environnementales à une vitesse inédite. Pour de nombreuses espèces, cela signifie que leur niche climatique se déplace géographiquement.

Le conservatisme de niche

La plupart des espèces ne modifient pas facilement leurs préférences climatiques — c'est ce qu'on appelle le conservatisme de niche. Si leur niche climatique se déplace vers le nord ou en altitude, elles doivent migrer pour rester dans des conditions compatibles avec leur survie.

Les données disponibles montrent que les aires de répartition migrent en moyenne vers les hautes latitudes à un rythme de 17 km par décennie — trois fois plus vite que prévu par certains modèles initiaux. Pour les espèces des sommets montagnards, l'espace se réduit : elles ne peuvent pas migrer plus haut indéfiniment.

Les niches sans correspondant futur

Pour certaines espèces très spécialisées, le problème est plus grave encore : les combinaisons de conditions environnementales qui définissent leur niche pourraient tout simplement ne plus exister sur Terre dans quelques décennies. Ce phénomène contribue à la crise d'extinction en cours.

Une étude de 2024 sur les populations de poissons dont l'aire de répartition se déplace montre que ces populations voient leurs effectifs diminuer de jusqu'à 50 % en une décennie, même quand la migration est possible — car le déplacement lui-même est coûteux et les nouvelles zones ne sont pas toujours immédiatement favorables à la reproduction.

Le changement climatique amplifie également la compétition interspécifique lorsque des espèces jusqu'ici séparées géographiquement se retrouvent soudain dans les mêmes zones, leurs niches réalisées entrant en contact.

La niche écologique est-elle la même chose que l'habitat ? Non. L'habitat est l'espace physique où vit une espèce — la forêt, la rivière, la prairie. La niche écologique englobe l'habitat, mais aussi le régime alimentaire, le rôle trophique, les plages de tolérance aux facteurs abiotiques, les horaires d'activité, etc. Deux espèces peuvent partager le même habitat mais occuper des niches différentes.

Peut-on mesurer une niche écologique ? Oui, en pratique. On mesure les variables environnementales dans les zones où l'espèce est présente (températures, précipitations, pH, ressources alimentaires), puis on modélise l'hypervolume de Hutchinson. Ces modèles de distribution d'espèces sont largement utilisés en conservation pour prédire comment les niches vont se déplacer avec le changement climatique.

Que se passe-t-il quand deux espèces ont des niches qui se chevauchent ? Le chevauchement de niche génère de la compétition. Si le chevauchement est total, le principe d'exclusion compétitive de Gause prédit qu'une espèce élimine l'autre. Si le chevauchement est partiel, les deux espèces peuvent coexister mais exerceront une pression compétitive mutuelle, qui peut conduire sur le long terme à une divergence de leurs niches par sélection naturelle.

• Niche écologique — Wikipédia
• HAL Science — La niche écologique, des concepts théoriques aux applications
• CNRS Écologie & Environnement — Changement climatique et compétition interspécifique
• Concordia University — Les poissons dont l'aire de répartition se déplace (2024)
• Cairn.info — La niche écologique : histoire et controverses récentes