Em ecologia , uma espécie pioneira é uma das primeiras formas de vida a colonizar ou recolonizar um determinado espaço ecológico. Pode ser um novo ambiente ( ilha vulcânica , parede ou outra construção, terreno baldio industrial , solo de pedreira ou flanco, etc.) ou recentemente "perturbado" (destruição humana, cascalho , erosão, deslizamento de terra, incêndio , vento botânico , fluxo de lava ... ) Essa (re) colonização é a primeira etapa de uma sucessão ecológica .
As espécies pioneiras são as primeiras a colonizar um ambiente sem vida, possivelmente depois de ter sido perturbado. Freqüentemente, são também espécies facilitadoras , ou seja, cuja presença gera mudanças nos fatores bióticos e abióticos do ecossistema em desenvolvimento, levando assim ao estabelecimento potencial de outras espécies que requerem condições de vida. As espécies pioneiras estão envolvidas no fenômeno da sucessão ecológica, ou seja, a mudança na composição das espécies (comunidades) de um ambiente em determinados momentos. Com a sucessão, o número de organismos, a biomassa e o uso do carbono atmosférico aumentam até se estabilizarem em um ponto denominado clímax , onde todos os nichos ecológicos são explorados e a comunidade não sofre mais. De acordo com os conceitos antigos, presumia-se que uma comunidade em perturbação regeneraria uma versão semelhante à inicial por meio de uma série ordenada e previsível de renovações de espécies. Modelos mais recentes têm mostrado que as sucessões dependem da competição, variáveis ambientais, taxa de crescimento e características de sobrevivência, ou podem ser previstas a partir de probabilidades de substituição por determinadas espécies, ou podem ser caracterizadas por tendências de desenvolvimento (Whittaker, 1975), ou seja, ecossistema características que mudam com as sucessões (diversidade de espécies, biomassa, nutrientes disponíveis). A sucessão após a perturbação pode levar a uma composição de espécies diferente do estado inicial e até mesmo à extinção local de espécies anteriormente abundantes. A espécie dominante do dossel também pode mudar várias vezes.
As principais características reconhecidas que permitem o estabelecimento de espécies pioneiras em um ambiente infértil são a combinação de uma tolerância ao estresse (limitação da disponibilidade de elementos fisiológicos restritivos como água, luz e nutrientes) em face de condições ambientais variáveis., Crescimento rápido , sementes pequenas e com grande dispersão. Essas características são adaptativas no início de um episódio de sucessão de plantas. Mais tarde, quando o ecossistema não é perturbado, a comunidade muda para se aproximar do clímax e outras características tornam-se mais apropriadas. Cada estratégia possível, vista como parte de um continuum, envolve custos e benefícios fisiológicos e morfológicos, implicando que uma espécie pode não ter o melhor desempenho em todas as condições ambientais. Freqüentemente, encontrar uma espécie em uma zona de regeneração após um distúrbio importante não é um critério válido para classificá-la como pioneira, uma vez que algumas espécies sensíveis à competição aproveitam o fato de ser reduzida imediatamente após um distúrbio para se estabelecer.
Vários grupos de espécies pioneiras contribuem conjuntamente para a colonização ou recolonização de um ambiente.
Em ambientes emergidos e em ambientes construídos privados de matéria orgânica biodisponível , o processo de colonização geralmente começa e, em princípio, da seguinte forma (existem muitas variantes ou atalhos, dependendo do tipo de ambiente, a presença de pássaros, ventos ou inundações que podem trazer sementes , etc.):
É a necromassa deixada pelos organismos pioneiros após a sua morte, bem como os excrementos dos animais presentes nestes “ecossistemas pioneiros” , reciclados pelos detritívoros que iniciam a produção contínua e crescente de um substrato colonizável por fungos mais complexos e os raízes das chamadas plantas superiores,
Atribui-se grande importância às plantas de montanha pioneiras, pela sua biodiversidade, mas também pelo seu valor fixador do solo, que protegem da erosão, ao limitar avalanches , deslizamentos de terra e outros deslizamentos . Eles também têm um valor de utilidade (nutricional para o rebanho, medicinal, feno, etc.), sobre rochas siliciosas ou outros.
Algumas lianas se comportam como pioneiras (em grandes cortes rasos em florestas ou na borda, por exemplo); nas zonas temperadas, é o caso da clematis Clematis vitalba L.
O processo de recolonização ou colonização de um ambiente por espécies pioneiras é um elemento importante da resiliência ecológica dos ecossistemas em face de riscos antropogênicos ou naturais. Inspira certas técnicas de engenharia ecológica , silvicultura ( Prosilva , Akira Miyawaki ) ou permacultura. As várias características das espécies pioneiras podem ser usadas conforme necessário: por exemplo, aquelas que aumentam a riqueza do solo podem permitir a fertilização e outras com sistemas de raízes fortes podem prevenir a erosão.
FlorestasNas florestas tropicais, a germinação de espécies pioneiras é desencadeada seja pelo aumento da quantidade de luz recebida devido à retração do dossel ou por fortes oscilações de temperatura no solo.
Em florestas temperadas, é mais a disponibilidade de nitrogênio (um nutriente limitante), a variabilidade da umidade do solo ou um aumento na radiação que desencadeia o crescimento de plantas pioneiras.
IncêndiosCaracterísticas que levam ao sucesso de uma espécie pioneira em um local sujeito a fogo são a diferença na viabilidade entre as sementes e na sua persistência no solo; várias durações permitem uma distribuição do esforço de germinação, o que potencialmente torna possível resistir a vários distúrbios. Para sobreviver a um segundo distúrbio, a espécie deve ter tido tempo para acumular propágulos suficientes: é a partir da maturidade que uma planta pode contribuir para o banco de sementes e assim ajudar sua espécie a persistir. Em contraste, a perda de propágulos de um local leva à extinção local da espécie. As espécies pioneiras são, portanto, o elemento-chave na sucessão ecológica após um incêndio florestal .
Ilhas vulcânicasAnteriormente submersa pelo oceano ou pelo gelo, a superfície das ilhas vulcânicas é um substrato geralmente pobre em minerais e matéria orgânica , e com baixíssima capacidade de retenção de água. Essa falta de umidade é decisiva para as espécies pioneiras. A formação do solo na lava é um processo extremamente lento, mas em algumas ilhas como Surtsey , Islândia , o depósito de matéria orgânica - algas ou troncos , restos de organismos marinhos, fezes de pássaros - estimula o crescimento das plantas e acelera a formação do solo.
Neomilieux, antropogênicoEm substratos regados ou expostos a fogo, drenagem, raspagem, escavação, minas, remoção total de ervas daninhas, muitas vezes por ocasião de vários tipos de canteiros de obras, etc. ou mesmo em áreas inundadas após compactação do solo por máquinas, barragens, etc. espécies pioneiras e depois secundárias irão se estabelecer e regenerar um ecossistema.
Freqüentemente falamos de “ caráter temporário ” para designar a primeira etapa pioneira desse processo; um estágio que por definição será efêmero.
Esses ambientes costumam ser inicialmente oligotróficos, bem iluminados e sem espécies concorrentes. Eles então constituem ambientes substitutos para espécies que não encontram mais habitats adequados em um ambiente que se tornou eutrófico e rico em espécies competidoras. Mas muitas vezes eles evoluem rapidamente e podem ser vulneráveis a algumas espécies exóticas invasoras. Muitas vezes são hospedeiros de espécies de patrimônio (possivelmente protegidas), às vezes difíceis de conciliar com atividades industriais, urbanas ou agrícolas que continuam ou aparecem no local.
Se for feita a opção de não permitir que a evolução ocorra em direção a um estágio de clímax , é possível restaurar periodicamente as zonas de regeneração (em um monte de escória, por exemplo) ou estabelecer uma chamada gestão dinâmica e adaptativa que procurará evitar situações de armadilhas ecológicas , para manter espaços acolhedores para espécies pioneiras do patrimônio.
Este tema está na França nos anos 2010, em particular explorado pelo MNHN e a Agência Francesa de Biodiversidade (AFB).
A expressão é menos usada para ambientes subaquáticos, mas a vegetação pioneira pode ser litoral.