Quelques endroits spécifiques sur Terre contiennent une part disproportionnée de toutes les espèces connues — et comprendre pourquoi ces endroits sont si productifs explique en grande partie comment la vie fonctionne.
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La biodiversité n'est pas répartie uniformément à la surface de la Terre. Sur les huit à dix millions d'espèces estimées de plantes, d'animaux, de champignons et de microorganismes qui existent sur Terre, une part disproportionnée — les estimations varient mais suggèrent systématiquement que plus de la moitié de toutes les espèces décrites occupent moins de 2 % de la surface terrestre de la Terre — est concentrée dans un petit nombre de types d'écosystèmes spécifiques. Ce ne sont pas simplement les plus grands écosystèmes ou les plus anciens ; ce sont ceux dont les combinaisons spécifiques de climat, de géologie, d'eau et d'histoire évolutive ont produit les conditions sous lesquelles de nouvelles espèces se forment le plus rapidement, les espèces existantes persistent le plus longtemps et les interactions entre les espèces génèrent la complexité qui caractérise les communautés biologiques les plus productives de la Terre.
Comprendre pourquoi la biodiversité se concentre là où elle le fait est l'une des questions centrales de l'écologie, et les réponses sont multiples et interactives. Des climats stables sur de longues périodes géologiques permettent aux espèces de s'accumuler sans les événements d'extinction périodiques qui réinitialisent la diversité dans des environnements plus hostiles. Une productivité primaire élevée — la quantité d'énergie solaire convertie en matière organique par les plantes — soutient plus d'espèces à chaque niveau de la chaîne alimentaire. La complexité structurelle de l'habitat — l'architecture tridimensionnelle d'un couvert forestier ou d'un récif corallien — offre plus de niches distinctes à occuper par différentes espèces. L'isolement géographique produit la spéciation. La convergence de plusieurs types d'habitats à leurs limites — les écotones — soutient simultanément des espèces des communautés adjacentes.
Cette liste couvre 15 écosystèmes qui illustrent ces principes — des environnements dont les caractéristiques spécifiques les rendent parmi les lieux les plus riches en espèces sur Terre, et dont la perte ou la dégradation représenterait une réduction disproportionnée de la diversité biologique totale de la planète. Plusieurs sont formellement reconnus comme des hotspots de biodiversité selon les critères développés par l'écologiste Norman Myers et adoptés par la suite par Conservation International : des zones qui contiennent au moins 1 500 espèces de plantes vasculaires endémiques et ont perdu au moins 70 % de l'étendue de leur habitat d'origine. D'autres ne sont pas formellement désignés comme des hotspots mais font partie des environnements les plus productifs sur le plan écologique et biologiquement diversifiés connus.
Chaque diapositive couvre ce qu'est l'écosystème, pourquoi il est si productif sur le plan biologique, ce qu'il contient et les pressions spécifiques auxquelles il est confronté. Les pressions sont réelles et dans la plupart des cas sévères. Les écosystèmes de cette liste ne sont pas des pièces de musée statiques — ils sont dynamiques, menacés et dans de nombreux cas en train de rétrécir plus vite que les espèces qu'ils contiennent ne peuvent être décrites.
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Le bassin amazonien contient la plus grande forêt tropicale sur Terre — environ 5,5 millions de kilomètres carrés de forêt continue s'étendant sur neuf pays d'Amérique du Sud, le Brésil contenant environ 60 % de la superficie totale. C'est, selon la plupart des mesures, l'écosystème terrestre le plus biodiversifié de la planète : abritant environ 10 % de toutes les espèces sur Terre, y compris environ 40 000 espèces de plantes, 1 300 espèces d'oiseaux, 3 000 espèces de poissons, 430 espèces de mammifères et environ deux à trois millions d'espèces d'insectes, dont la majorité n'ont pas encore été formellement décrites.
L'extraordinaire biodiversité de l'Amazonie est le produit de multiples facteurs interactifs. La région a été continuellement forestière pendant des dizaines de millions d'années, fournissant la stabilité évolutive qui permet aux espèces de s'accumuler plutôt que d'être périodiquement réinitialisées par des changements climatiques ou des événements géologiques. Le climat uniformément chaud et humide — la majeure partie du bassin reçoit entre 2 000 et 3 000 millimètres de précipitations annuelles — soutient une productivité primaire tout au long de l'année à des taux qui maintiennent une biomasse énorme de plantes et d'animaux. La structure tridimensionnelle de la forêt — depuis le microbiome des sols jusqu'à la couche d'herbes, le sous-étage, le sous-couvert et les arbres émergents atteignant 50 mètres ou plus — offre des niches d'habitat d'une variété extraordinaire.
L'Amazonie génère également son propre climat. Environ 20 % de l'eau qui tombe sous forme de pluie dans le bassin amazonien est de l'eau qui a été précédemment transpirée par la forêt elle-même — les arbres pompent l'eau du sol dans l'atmosphère, où elle se condense et retombe dans un cycle auto-entretenu dont la forêt dépend et qu'elle crée. Le cycle hydrologique de l'Amazonie affecte les régimes de précipitations à travers l'Amérique du Sud, y compris dans les régions agricoles du sud du Brésil et de l'Argentine dont la productivité dépend des précipitations que l'Amazonie intacte génère.
Environ 17 % de la couverture forestière originale de l'Amazonie a été perdue depuis 1970, avec des taux de déforestation actuels fluctuant avec les cycles politiques brésiliens. Les chercheurs de l'Institut national de recherche spatiale du Brésil ont estimé que l'Amazonie pourrait approcher d'un point de basculement à environ 20 à 25 % de déforestation, au-delà duquel le cycle hydrologique devient auto-perturbateur et de vastes zones de forêt se transforment en savane, indépendamment de la poursuite de la déforestation.
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Le Triangle de Corail — la zone approximativement triangulaire de l'océan Pacifique occidental délimitée par les Philippines, l'Indonésie, la Malaisie, la Papouasie-Nouvelle-Guinée, les Îles Salomon et le Timor oriental — est le centre mondial de la biodiversité marine, contenant plus d'espèces de coraux, d'espèces de poissons et de vie marine en général que toute autre zone de taille comparable dans les océans du monde. Il couvre environ 6 millions de kilomètres carrés d'océan et abrite environ 76 % de toutes les espèces de coraux connues, 37 % de toutes les espèces de poissons de récif connues, et six des sept espèces de tortues marines connues.
L'extraordinaire biodiversité du Triangle de Corail est le produit de sa position à l'intersection des bassins océaniques du Pacifique et de l'océan Indien, un emplacement qui a été au centre ou à proximité du centre de la biodiversité marine tropicale pendant des dizaines de millions d'années. La région a servi de refuge pour la vie marine pendant les périodes glaciaires lorsque les niveaux de la mer ont baissé et que d'autres habitats d'eau peu profonde ont été réduits ou éliminés, et sa position au point de rencontre de deux grands systèmes océaniques l'expose à toute la gamme des espèces marines indo-pacifiques plutôt que le sous-ensemble disponible dans l'un ou l'autre océan seul.
Les systèmes récifaux au sein du Triangle de Corail soutiennent les moyens de subsistance d'environ 120 millions de personnes dans les pays environnants par la pêche, la protection côtière et le tourisme. Les Philippines à elles seules ont plus d'espèces de poissons dans leurs récifs que toute la mer des Caraïbes, et la diversité des espèces de poissons économiquement importantes — mérou, thon, vivaneau, et bien d'autres — fait du Triangle de Corail l'une des régions de pêche les plus importantes au monde.
Le Triangle de Corail fait face à de multiples menaces simultanées : le réchauffement des océans, qui produit des épisodes de blanchissement des coraux de plus en plus fréquents et sévères ; l'acidification des océans, qui réduit la capacité des coraux à construire leurs squelettes de carbonate de calcium ; des pratiques de pêche destructrices, y compris la pêche à la dynamite et l'utilisation de cyanure ; et le développement côtier. L'épisode de blanchissement massif de 2016 a affecté environ 50 % des coraux d'eau peu profonde de la Grande Barrière de Corail en Australie, qui est adjacente au Triangle de Corail, démontrant la rapidité avec laquelle le changement climatique peut produire des dommages à grande échelle de l'écosystème.
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La Région floristique du Cap — la pointe sud-ouest de l'Afrique du Sud, centrée sur la région autour du Cap et s'étendant sur environ 90 000 kilomètres carrés — est la plus petite des six grands royaumes végétaux du monde et l'une des communautés végétales les plus riches en espèces sur Terre, contenant environ 9 000 espèces de plantes, dont environ 70 % sont endémiques (ne se trouvent nulle part ailleurs). Ce niveau d'endémisme végétal dans une région tempérée est extraordinaire — le Royaume-Uni entier a environ 1 500 espèces de plantes indigènes sur une superficie 27 fois plus grande.
La Région Floristique du Cap est dominée par le fynbos — un maquis adapté au feu caractérisé par des plantes à feuilles fines, des protéacées, des ériacées (bruyères) et des restionacées (plantes semblables à des roseaux) — qui a développé un ensemble d'adaptations écologiques au climat de type méditerranéen de la région (hivers humides, étés secs, feux périodiques) sur des millions d'années. L'extraordinaire diversité végétale de la région est en partie un produit de sa stabilité géologique — elle est restée au-dessus du niveau de la mer et soumise à un climat globalement similaire pendant de très longues périodes — et en partie un produit de la complexité topographique créée par les montagnes du Cap Fold, dont les différents aspects et altitudes créent une mosaïque de microhabitats qui soutiennent différentes associations d'espèces.
L'écosystème du fynbos entretient une relation inhabituelle avec le feu. De nombreuses espèces de fynbos nécessitent le feu pour germer — leurs graines restent dormantes dans le sol jusqu'à ce que la chaleur fissure leur enveloppe, et sans feu, la banque de graines n'est pas activée. L'écosystème n'est donc pas seulement tolérant au feu mais dépendant du feu : l'exclusion de feu gérée, de manière contre-intuitive, dégrade plutôt que protège la biodiversité du fynbos.
Plus de 50 % de l'étendue originale de la Région Floristique du Cap a été convertie en agriculture et en développement urbain, la région autour de Cape Town connaissant une expansion particulièrement rapide. Les plantes exotiques envahissantes — acacias australiens, pins, et plusieurs autres espèces introduites — ont envahi de grandes zones de fynbos, dépassant la végétation indigène et modifiant fondamentalement le régime des feux.
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Sundaland — la région biogéographique englobant la péninsule malaise, Sumatra, Bornéo, Java, ainsi que les petites îles entre elles — est l'un des plus importants hotspots de biodiversité au monde, contenant des concentrations extraordinaires d'espèces végétales et animales endémiques dans des écosystèmes allant de la forêt de dipterocarpes de plaine à la forêt de nuages montagnarde en passant par la forêt de tourbières. La région contient environ 25 000 espèces végétales (dont 15 000 endémiques), 380 espèces d'oiseaux, et certains des plus charismatiques et menacés grands mammifères du monde.
Les forêts de dipterocarpes de plaine de Bornéo et de Sumatra comptent parmi les forêts les plus complexes sur le plan structurel et les plus riches en espèces sur Terre en dehors de l'Amazonie. Les dipterocarpes — la famille des grands arbres qui dominent la canopée des forêts d'Asie du Sud-Est — sont remarquables pour leur comportement de fructification massive, dans lequel tous les arbres d'une forêt synchronisent leur production de fruits à des intervalles irréguliers de deux à dix ans, produisant une abondance de graines qui dépasse la capacité des prédateurs de graines à les consommer toutes, garantissant que certaines graines survivent pour germer. Le mécanisme de synchronisation — censé impliquer des indices climatiques liés aux événements El Niño — coordonne la fructification de milliers d'arbres sur de vastes zones dans un phénomène qui restructure le réseau trophique de la forêt pendant des mois.
Sundaland contient l'unique habitat de l'orang-outan de Sumatra, de l'orang-outan de Bornéo, du tigre de Sumatra, du rhinocéros de Sumatra, de l'éléphant de Sumatra, et de l'éléphant pygmée de Bornéo — toutes des espèces en danger critique d'extinction ou en danger dont les populations sauvages sont confinées à cette région. La menace spécifique à l'origine de leur déclin est la déforestation pour les plantations d'huile de palme, la production de pâte à papier et l'agriculture de subsistance, qui a converti environ 80 % de la forêt de plaine de Sundaland au cours des 50 dernières années.
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Madagascar — la nation insulaire située à environ 400 kilomètres au large de la côte est de l'Afrique — s'est séparée du continent africain il y a environ 88 millions d'années et de l'Inde il y a environ 80 millions d'années, produisant un degré d'isolement évolutif qui a généré l'une des concentrations les plus extraordinaires d'espèces endémiques au monde. Environ 90% de la faune de Madagascar ne se trouve nulle part ailleurs sur Terre — un niveau d'endémisme qui reflète 80 millions d'années de développement évolutif indépendant plutôt que la colonisation sélective d'une île accessible.
L'île contient environ 12 000 espèces de plantes (dont environ 80 % sont endémiques), cinq familles endémiques d'oiseaux, et toute la diversité survivante des lémuriens — le groupe de primates qui a colonisé Madagascar il y a environ 60 millions d'années et s'est diversifié, en l'absence de primates concurrents, en environ 111 espèces connues allant du lémurien pygmée souris de 30 grammes à l'indri. Les baobabs de Madagascar — sept des huit espèces de baobabs du monde sont endémiques à l'île — sont parmi les formes de plantes les plus distinctives sur Terre, leurs troncs gonflés stockant l'eau contre la sécheresse saisonnière et leurs fleurs s'ouvrant la nuit pour être pollinisées par les sphinx et les lémuriens.
La distinctivité évolutive de Madagascar est égale à la gravité de sa crise de biodiversité. Environ 90 % de la couverture forestière originale de l'île a été détruite depuis l'arrivée humaine il y a environ 2 000 ans, principalement par l'agriculture sur brûlis. Le registre subfossile documente l'extinction des lémuriens géants — certains de la taille de gorilles — des oiseaux éléphants (les plus grands oiseaux ayant jamais existé) et des hippopotames pygmées après la colonisation humaine. La faune endémique actuellement survivante représente les survivants d'un événement d'extinction plus large qui est toujours en cours.
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Le récif mésoaméricain — le système de récif s'étendant sur environ 1 000 kilomètres le long de la côte caraïbe du Mexique, du Belize, du Guatemala et du Honduras — est le plus grand récif-barrière de l'hémisphère occidental et le deuxième plus grand au monde, contenant une biodiversité marine extraordinaire et soutenant les moyens de subsistance de centaines de milliers de personnes dans les quatre pays le long de sa côte.
Le récif contient plus de 500 espèces de poissons, 65 espèces de coraux, 350 espèces de mollusques, et un habitat critique pour les espèces en danger, y compris le lamantin des Antilles, le crocodile américain et quatre espèces de tortues marines. La section bélizienne du récif — le système de réserve de la barrière de corail du Belize — a été désignée site du patrimoine mondial de l'UNESCO en 1996, bien qu'elle ait été placée sur la liste des sites en danger en 2009 en raison d'une protection côtière inadéquate et retirée de la liste des sites en danger en 2018 suite aux améliorations de la gestion des aires marines protégées du Belize.
L'importance écologique du récif va au-delà de la diversité de ses espèces. Les récifs coralliens des Caraïbes fournissent une protection côtière contre les ondes de tempête des ouragans — la barrière physique du récif réduit l'énergie des vagues avant qu'elles n'atteignent la côte, protégeant les communautés côtières basses. La valeur économique de ce service de protection côtière, combinée à la valeur des pêches et du tourisme du récif, a été estimée à des milliards de dollars par an rien que pour le Belize — un pays dont le PIB total est d'environ 2,5 milliards de dollars.
La maladie de perte de tissu corallien dur — une maladie à propagation rapide détectée pour la première fois en Floride en 2014 qui s'est depuis répandue dans les Caraïbes — a affecté le récif mésoaméricain avec une mortalité significative de tissu corallien à travers plusieurs espèces. Les événements de réchauffement des océans ont produit le blanchissement du récif, et le ruissellement agricole et urbain des côtes adjacentes contribue à la pollution chronique en nutriments qui favorise la prolifération des algues au détriment des coraux.
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Alors que les forêts de plaine de Bornéo sont couvertes dans l'entrée du Sundaland, les forêts montagnardes des chaînes intérieures de Bornéo — en particulier la chaîne Crocker et les montagnes Muller — méritent un traitement séparé en tant qu'écosystème biologiquement distinct dont les caractéristiques spécifiques ont produit leurs propres concentrations d'espèces endémiques, en particulier dans les communautés de plantes et d'invertébrés.
Les montagnes de Bornéo s'élèvent à plus de 4 000 mètres au Gunung Kinabalu à Sabah, en Malaisie — le plus haut sommet entre l'Himalaya et la Nouvelle-Guinée — et les forêts de nuages de la zone montagnarde supérieure existent dans des conditions de brouillard permanent et d'humidité élevée qui ont permis l'évolution de communautés végétales d'une richesse extraordinaire. On estime que le Kinabalu contient plus d'espèces de plantes que l'ensemble de l'Europe, concentrées sur une superficie d'environ 750 kilomètres carrés.
La diversité des plantes carnivores des montagnes de Bornéo est disproportionnée par rapport à la taille géographique de l'île. Bornéo contient plus d'espèces de Nepenthes, plantes à urnes — les grandes plantes carnivores qui piègent et digèrent les insectes dans des urnes remplies de liquide modifiées à partir de pointes de feuilles — que tout autre endroit, certaines espèces produisant des urnes suffisamment grandes pour noyer de petits vertébrés. Les urnes de Nepenthes rajah, la plus grande plante carnivore du monde, ont été documentées contenant des rats noyés, des lézards et des grenouilles. Les plantes complètent les sols pauvres en nutriments des substrats ultramafiques et de grès des flancs du Kinabalu avec les restes digérés de leurs proies.
La faune du Kinabalu comprend une proportion élevée d'espèces que l'on ne trouve nulle part ailleurs — y compris la grande sangsue rouge du Kinabalu, la vipère à bandes du Kinabalu, et de nombreuses espèces d'orchidées et de fougères endémiques — faisant de la montagne un centre spécifique d'endémisme au sein du plus large point chaud de biodiversité de Bornéo.
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La forêt Atlantique — Mata Atlântica — est la forêt tropicale côtière du Brésil, s'étendant sur environ 4,000 kilomètres le long de la côte atlantique depuis l'état nord-est du Rio Grande do Norte jusqu'à l'état le plus méridional du Rio Grande do Sul, avec des extensions au Paraguay et en Argentine. Elle est biologiquement distincte de l'Amazonie, séparée par un corridor de savane, et a été isolée évolutionnairement suffisamment longtemps pour avoir développé sa propre flore et faune endémiques d'une richesse extraordinaire.
La forêt Atlantique contient environ 20,000 espèces de plantes (dont environ 40% sont endémiques), 950 espèces d'oiseaux (dont 200 endémiques), 340 espèces de reptiles (60% endémiques) et 270 espèces d'amphibiens (73% endémiques). Le tamarin lion doré — l'un des cas de conservation de primates les plus reconnaissables et les plus étudiés au monde — est endémique à la forêt Atlantique, sa population sauvage ayant récupéré de moins de 200 individus dans les années 1970 à environ 3,700 aujourd'hui grâce à l'un des programmes d'élevage en captivité et de réintroduction les plus réussis de l'histoire de la conservation.
La forêt atlantique est aussi l'un des hotspots de biodiversité les plus gravement dégradés au monde. Environ 88 % de son étendue originale a été défrichée — c'était la principale zone d'expansion agricole et démographique du Brésil depuis l'époque coloniale jusqu'au 20ème siècle — et ce qui reste consiste principalement en fragments de différentes tailles intégrés dans une matrice de pâturages, de terres cultivées et de développements urbains. Les études sur les fragments de la forêt atlantique ont produit certains des travaux empiriques les plus importants sur la biologie de la fragmentation : la taille viable minimale des parcelles forestières, les effets de bordure qui réduisent la qualité de l'habitat aux marges des fragments, et la dette d'extinction — la perte d'espèces qui surviendra à partir des fragments existants même si plus aucune déforestation ne se produit — qui rend la conservation même des fragments dégradés importante.
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La région himalayenne — englobant les chaînes de montagnes du nord du Pakistan et de l'Afghanistan jusqu'au Népal, au Bhoutan et aux États indiens du nord-est jusqu'aux montagnes du sud-ouest de la Chine — contient l'un des hotspots de biodiversité les plus complexes sur le plan géographique et écologique de la Terre, s'étendant sur un gradient d'altitude allant des contreforts subtropicaux aux prairies alpines et à la neige permanente, à travers un éventail latitudinal qui englobe plusieurs zones climatiques, et comprenant certaines des vallées les plus isolées de la Terre qui ont servi de refuges évolutifs pour des lignées anciennes.
L'Himalaya oriental — la zone s'étendant du Bhoutan, du nord-est de l'Inde et des parties adjacentes du Népal et du sud-ouest de la Chine — est particulièrement riche en espèces, reconnue comme un hotspot de biodiversité indépendant. La région contient environ 10 000 espèces de plantes, dont 3 500 sont endémiques. C'est l'habitat principal du panda roux, du léopard des neiges, du léopard nébuleux, du tigre du Bengale et du rhinocéros unicorne dans ses habitats de prairies de Terai au pied des montagnes. Le Bhoutan, qui a protégé environ 51 % de son territoire et maintenu des exigences constitutionnelles pour la couverture forestière, est souvent cité comme l'un des exemples les plus réussis de conservation de la biodiversité à l'échelle nationale.
La signification écologique spécifique des forêts himalayennes va au-delà de leur biodiversité résidente. Les montagnes sont les châteaux d'eau de l'Asie — les glaciers et les champs de neige de l'Himalaya alimentent les principaux systèmes fluviaux du continent, y compris le Gange, le Brahmapoutre, le Yangzi, le Fleuve Jaune, le Mékong et l'Irrawaddy — des systèmes fluviaux dont dépendent environ deux milliards de personnes pour l'eau, l'agriculture et l'hydroélectricité. La santé des écosystèmes himalayens est donc directement liée à la sécurité en eau de l'Asie du Sud et du Sud-Est.
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Le Cerrado — la vaste savane tropicale du centre du Brésil, couvrant environ deux millions de kilomètres carrés — est la savane tropicale la plus riche en biodiversité du monde et le deuxième biome le plus riche en espèces au Brésil après l'Amazonie, contenant environ 12 000 espèces de plantes (dont environ 44 % sont endémiques), 935 espèces d'oiseaux, 300 espèces de mammifères et la plus grande diversité de poissons d'eau douce de tout écosystème de savane sur Terre.
La biodiversité du Cerrado est le produit de son ancienneté et de sa stabilité : c'est l'un des écosystèmes tropicaux les plus anciens de la Terre, ayant existé dans sa forme actuelle depuis des dizaines de millions d'années, et ses communautés végétales ont eu un temps extraordinaire pour se diversifier. Les racines profondes et noueuses des plantes du Cerrado — adaptées pour survivre aux incendies périodiques et à la sécheresse qui caractérisent l'écosystème — peuvent s'étendre sur dix mètres ou plus dans le sol, donnant aux plantes individuelles accès à des sources d'eau profondes auxquelles les espèces à enracinement en surface ne peuvent accéder.
Le Cerrado est également la principale source des rivières qui alimentent le bassin amazonien, la zone humide du Pantanal et le bassin du Paraná — ses ruisseaux de tête et ses aquifères souterrains soutiennent l'hydrologie à travers une zone s'étendant sur tout un continent. L'aquifère Guarani, l'un des plus grands aquifères d'eau douce du monde, est principalement rechargé par les sols du Cerrado.
Environ 50 % du Cerrado a été converti à l'agriculture depuis les années 1970, lorsque de nouvelles variétés de cultures et des applications d'engrais ont rendu les sols acides et pauvres en nutriments du Cerrado productifs pour le soja et le maïs. La transformation agricole du Brésil en un exportateur mondial de soja et de bœuf a été réalisée en grande partie aux dépens du Cerrado, qui reçoit beaucoup moins d'attention internationale en matière de conservation que l'Amazonie, malgré des taux de perte d'habitat comparables.
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Les Andes tropicales — la chaîne de montagnes andines du Venezuela et de la Colombie à travers l'Équateur et le Pérou jusqu'à la Bolivie — sont le hotspot de biodiversité le plus riche en espèces au monde et la région avec la plus haute densité d'espèces endémiques par unité de surface sur Terre. Les environ 1,5 million de kilomètres carrés du hotspot contiennent environ 45 000 espèces de plantes (environ 20 000 endémiques), 1 666 espèces d'oiseaux, 414 espèces de mammifères et des concentrations extraordinaires d'amphibiens — environ 1 000 espèces, dont la majorité sont endémiques.
La biodiversité des Andes reflète le rôle de la montagne en tant que moteur évolutif. Au fur et à mesure que les Andes se sont élevées au cours des 10 à 15 millions d'années passées — atteignant leurs hauteurs actuelles relativement récemment en termes géologiques — elles ont créé de nouveaux habitats à différentes altitudes, fourni des barrières qui ont isolé les populations sur différentes pentes et dans différentes vallées, et généré une mosaïque de zones climatiques allant des contreforts tropicaux à travers la forêt de montagne, la forêt de nuages, la prairie d'altitude (páramo et puna) et la neige permanente. Chaque zone altitudinale a sa propre communauté d'espèces adaptées à ses conditions spécifiques, et les pentes abruptes entre les zones signifient qu'une courte distance horizontale peut englober toute la gamme des conditions tropicales à arctiques.
Le páramo — l'écosystème de prairie d'altitude trouvé au-dessus de la forêt de nuages et en dessous de la ligne de neige permanente — est l'une des sources d'eau douce les plus importantes au monde. La végétation dense et spongieuse du páramo absorbe les précipitations et les libère lentement, régulant le débit des rivières qui approvisionnent les villes, y compris Bogotá, Quito et Lima, et les systèmes agricoles des hautes terres andines. La biodiversité du páramo — avec ses plantes Espeletia endémiques (gros séneçons pouvant vivre des siècles), ses colibris, ses ours andins à lunettes, ses tapirs de montagne — est indissociable de sa fonction hydrologique.
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Le bassin méditerranéen — les terres entourant la mer Méditerranée, s'étendant de la péninsule ibérique et du nord-ouest de l'Afrique à travers le sud de l'Europe, le Moyen-Orient et le nord du Maghreb — est l'une des cinq zones climatiques de type méditerranéen du monde et la plus grande et la plus biodiversifiée d'entre elles, contenant environ 25 000 espèces de plantes (dont environ 13 000 sont endémiques) sur une surface qui constitue moins de 2 % de la surface terrestre mondiale.
Le climat méditerranéen — caractérisé par des étés chauds et secs et des hivers doux et humides — est présent dans le bassin depuis environ cinq à sept millions d'années, suffisamment longtemps pour que les communautés végétales aient développé des adaptations hautement spécialisées à la combinaison spécifique de sécheresse, de chaleur, de feu et de pluies hivernales. La diversité des formes de croissance des plantes dans le maquis méditerranéen — arbustes à racines profondes, bulbes et cormes qui stockent de l'énergie sous terre pendant la sécheresse estivale, herbes annuelles qui accomplissent leur cycle de vie pendant la saison humide, plantes vivaces sclérophylles (à feuilles dures) résistantes à la perte d'eau — est en elle-même une mesure de l'innovation évolutive que le climat exigeant a suscitée.
Le bassin méditerranéen est également le berceau de l'agriculture. Le blé, l'orge, les lentilles, les pois chiches, les olives, les raisins et bien d'autres cultures de base ont été domestiqués dans le bassin méditerranéen et sa zone voisine du Proche-Orient — le Croissant fertile — en faisant la région dont la biodiversité sous-tend le plus directement la sécurité alimentaire mondiale grâce aux parents sauvages des cultures domestiquées qu'elle abrite. Ces parents sauvages sont des réservoirs de diversité génétique sur lesquels les sélectionneurs de plantes s'appuient pour développer des variétés de cultures alimentaires résistantes à la sécheresse, aux maladies et adaptées au climat.
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Le bassin du Congo — la deuxième plus grande forêt tropicale du monde, couvrant environ 3,7 millions de kilomètres carrés à travers six pays d'Afrique centrale — contient des systèmes fluviaux et des zones humides d'une richesse biologique extraordinaire qui sont largement inconnus du public international et peu étudiés par rapport à leur importance écologique. Le fleuve Congo lui-même est le plus profond du monde, avec des profondeurs dépassant 220 mètres par endroits, et son débit — deuxième seulement après l'Amazone — soutient l'une des pêcheries d'eau douce les plus productives du monde.
La biodiversité d'eau douce du bassin du Congo est exceptionnelle. Le système fluvial contient environ 700 espèces de poissons connues, avec de nouvelles espèces décrites régulièrement à mesure que des études des affluents reculés et des habitats en eau profonde sont menées. La diversité des poissons est le résultat de l'ancienneté du fleuve, de la variété des habitats qu'il englobe — des rapides rocheux aux forêts inondées sombres et lentes jusqu'aux canaux profonds et riches en nutriments — et de l'isolement évolutif produit par les rapides et les cascades qui ont empêché le mélange des populations de poissons entre les principaux systèmes d'affluents pendant des millions d'années.
Le bassin du Congo abrite également une faune unique que l'on ne trouve nulle part ailleurs, y compris le bonobo, l'okapi, le paon du Congo et l'éléphant de forêt. La Cuvette Centrale — un vaste marécage au cœur du bassin — a été découverte en 2017 pour contenir la plus grande tourbière tropicale du monde, stockant environ 30 milliards de tonnes de carbone accumulées sur des millénaires — un réservoir de carbone comparable en échelle à trois ans d'émissions mondiales de combustibles fossiles, dont la protection est significative pour la stabilité climatique mondiale ainsi que pour la biodiversité.
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Les Sundarbans — la forêt de mangroves au delta des rivières Gange, Brahmapoutre et Meghna, à cheval sur la frontière du Bangladesh et de l'Inde sur environ 10 000 kilomètres carrés — est la plus grande forêt de mangroves contiguës au monde et l'un des écosystèmes côtiers les plus écologiquement productifs de la planète. C'est un site du patrimoine mondial de l'UNESCO à la fois au Bangladesh et en Inde et l'un des derniers bastions du tigre du Bengale, dont la population dans les Sundarbans est estimée à environ 400 individus.
Les écosystèmes de mangroves sont parmi les écosystèmes côtiers les plus productifs et les plus menacés au monde. Les mangroves poussent à l'interface de la terre et de la mer, tolérant la salinité et les conditions de faible oxygène des zones de marées grâce à des structures racinaires spécialisées — des pneumatophores qui dépassent du sédiment anaérobie pour permettre les échanges gazeux, et des racines échasses qui stabilisent les arbres dans les sédiments mous instables. L'architecture racinaire crée un habitat tridimensionnel complexe qui sert de pépinière à la majorité des poissons et crevettes tropicaux côtiers d'importance commerciale, fournit un habitat de nidification et de recherche de nourriture pour des centaines d'espèces d'oiseaux, et protège physiquement les côtes contre les ondes de tempête, l'érosion et le tsunami.
La valeur spécifique des Sundarbans en tant que point chaud de biodiversité reflète à la fois la productivité générale de l'écosystème de mangrove et les adaptations évolutives spécifiques de sa faune résidente à l'environnement dynamique, salin et de marée. Les tigres du Bengale des Sundarbans sont uniques parmi les populations de tigres par leur comportement de natation régulier — ils se déplacent entre les îles en nageant à travers les canaux de marée et ont été documentés nageant sur plusieurs kilomètres — et par leur consommation de poissons, crabes et varans en plus des cerfs et sangliers qui constituent leurs proies principales ailleurs.
Environ 35% de la surface mondiale des mangroves a été perdue depuis 1980, principalement à cause de la construction de bassins d'aquaculture, du développement côtier et de la récolte du bois. La perte de mangroves supprime la protection côtière pour les communautés de basse altitude, élimine l'habitat de pépinière pour les pêcheries côtières, et libère les importants stocks de carbone que les sols de mangroves accumulent sur des siècles.
Les écosystèmes des sources hydrothermales — trouvés aux dorsales médio-océaniques et autres sites d'activité volcanique sur le fond océanique profond, à des profondeurs allant de 1 500 à plus de 5 000 mètres — représentent une catégorie de biodiversité entièrement indépendante de la lumière du soleil, la source d'énergie dont dépendent pratiquement tous les autres écosystèmes de cette liste. Découverts en 1977 près du Rift des Galápagos par une équipe de l'Institut océanographique de Woods Hole, les écosystèmes des sources hydrothermales ont été les premières communautés biologiques trouvées à être entièrement basées sur la chimiosynthèse — la conversion de l'énergie chimique de l'hydrogène sulfuré et d'autres composés émis par les sources en matière organique par des bactéries — plutôt que sur la photosynthèse.
Les communautés biologiques autour des sources hydrothermales sont parmi les plus productives du fond océanique profond, soutenant des densités de vie animale des ordres de grandeur supérieurs au sédiment environnant. Les vers tubicoles géants du genre Riftia — mesurant jusqu'à 2,4 mètres de long — s'ancrent à la roche et abritent des bactéries chimiosynthétiques dans un organe interne spécialisé, puisant le sulfure de l'eau des sources et l'oxygène de l'eau profonde environnante et fournissant aux bactéries les deux en échange de la matière organique qu'elles produisent. Les crabes, crevettes et poissons des sources complètent un réseau trophique qui ne nécessite aucune lumière du soleil.
La biodiversité des champs de sources hydrothermales individuels n'est pas numériquement aussi grande que celle des écosystèmes terrestres et des eaux peu profondes de cette liste — le nombre total d'espèces endémiques des sources est estimé dans les centaines plutôt que dans les milliers. Ce qui rend l'écosystème des sources hydrothermales significatif pour une liste de biodiversité, c'est son unicité catégorique : il démontre que la vie peut organiser un écosystème complet et auto-entretenu sans énergie solaire, dans des conditions de température extrême, de pression et de toxicité chimique qui excluent toutes les autres formes de vie. Les implications pour l'astrobiologie — pour la possibilité de vie dans les océans couverts de glace d'Europe et d'Encelade, qui peuvent avoir une activité hydrothermale à leurs fonds marins — font de l'écosystème des sources un des plus importants conceptuellement sur Terre.