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Accueil > Les numéros > DocSciences 16 : Les enjeux de la biodiversité

Le « tissu vivant » de la planète

La biodiversité reflète aussi bien la variabilité génétique au sein d’une même espèce que la diversité des espèces, des écosystèmes et des interactions complexes que les espèces entretiennent entre elles, notamment au sein des réseaux trophiques.

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Des manchots empereurs en terre Adélie en Antarctique (pôle Sud). © Y. LeMaho, CNRS/IPEV
Dix-sept espèces de manchots vivent dans l’Antarctique, dont le plus grand, le manchot empereur (notre photo). Mâle et femelle ont un plumage identique. Cependant, la variabilité génétique se fait de génération en génération, car les couples changent d’une année à l’autre.

Le naturaliste britannique Charles Darwin a consacré toute sa vie à la fascinante diversité du vivant, à comprendre son histoire et sa dynamique.
C’est ce dont nous parle son ouvrage De l’origine des espèces, à partir d’un regard
écologique. Certes, ni le mot « écologie » ni celui de « biodiversité » n’existaient encore – mais c’est quand même bien de cela dont il s’agit. C’est sur la variabilité génétique (encore un concept qui n’existait pas), fruit du hasard, que joue la sélection naturelle. Avec deux principes que souligne Charles Darwin : la descendance avec modifications et la lutte pour la vie.

LA DESCENDANCE AVEC MODIFICATIONS

À partir d’une même origine, le vivant s’est diversifié progressivement – tout au long de 3,8 milliards d’années. Quand on parle de biodiversité, des mécanismes qui président à sa dynamique, il faut toujours garder à l’esprit cette échelle de temps – et ne pas perdre de vue l’unité profonde du phénomène sous-jacent : la vie.

Les premières approches nécessaires pour comprendre la biodiversité sont celles que
nous apportent la systématique et la paléontologie : il faut ordonner le vivant – identifier les organismes ou les fossiles, les comparer, les classer. Pour cela, le concept d’« espèce », aussi difficile qu’il soit, est essentiel.

Un concept qui n’efface pas la réalité mouvante du vivant : tous les individus d’une
même espèce partagent des traits communs – se ressemblent – mais ne sont pas identiques.
Les variations qu’ils présentent, qui touchent à leur morphologie, à leur physiologie mais aussi à leur comportement, procèdent dans une très large mesure de différences génétiques – lesquelles résultent de mutations et révèlent l’instabilité fondamentale du matériel génétique.

LA GRANDE FAMILLE DU VIVANT

C’est sur cette base que s’exerce la sélection naturelle et que s’appuie l’évolution.
À l’échelle de milliers d’années, de générations en générations, c’est ainsi que se dessine cette « descendance avec modifications » dont parlait Darwin : les espèces se transforment ;
elles descendent les unes des autres ; elles possèdent des liens de parenté que les
techniques actuelles de séquençage de l’ADN permettent de mesurer. Sur cette base il devient possible de « classer » les espèces de manière rigoureuse – ce que faisait déjà la systématique phylogénétique de Willi Hennig, biologiste allemand et père de la cladistique (Voir en bas de page), à partir de l’analyse des caractères communs.
Se représenter la diversité des espèces sur des arbres phylogénétiques marque un progrès décisif par rapport à la vision préscientifique de la « collection de timbres » où les espèces apparaissent comme étrangères les unes aux autres et, d’une certaine façon, équivalentes : mésange charbonnière + mésange bleue + mésange nonette = 3, comme mésange charbonnière + bacille de Koch + Homo sapiens !
Souligner que les espèces ont entre elles des relations de parenté a, entre autres,
le mérite de nous rappeler que chimpanzés, bonobos et autres gorilles dont nous sommes en train de précipiter l’extinction sont nos proches cousins ; que la biodiversité, nous en sommes : c’est notre famille !

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Récif corallien, un maillon essentiel de la biodiversité marine. © E. Liufau, Service de l’environnement Wallis-et-Futuna, 2007
Le récif corallien est à la fois abri, garde-manger et pouponnière. On compte 342 espèces de coraux en Nouvelle-Calédonie et 190 en Polynésie. En 2006, on y dénombrait 9 273 espèces d’algues, mollusques, poissons et… serpents.

LA BIODIVERSITÉ : DES RÉSEAUX D’INTERACTIONS

Derrière l’image réductrice qu’évoque l’expression « la lutte pour la vie » il faut voir
toute la complexité des interactions qui se sont tissées et ne cessent de se tisser entre les êtres vivants – au sein d’une même population comme entre populations d’espèces différentes.
Vivre, c’est interagir pourrait-on dire. Ça commence avec cette nécessité que nous
partageons tous, nous autres êtres vivants : se nourrir. Hormis les plantes vertes et certains microorganismes, qui s’alimentent à partir d’éléments minéraux, cela suppose de consommer d’autres êtres vivants, pour partie (les parasites, beaucoup de phytophages) ou en totalité, morts ou vifs.

Ainsi, dans cette perspective, la biodiversité apparaît organisée à partir de relations
mangeurs-mangés – ce que les écologues appellent « prédation » au sens large (puisque ce terme inclut, à côté de vrais prédateurs sensu stricto tels le lion ou la mante religieuse, les parasites et les herbivores – qui n’entraînent pas nécessairement la mort des organismes dont ils se nourrissent).
Les êtres vivants forment entre eux, sur la base de ce type de relation, des « réseaux trophiques » – partie vivante des « écosystèmes » qu’ils constituent avec leur environnement physique et chimique.
Ceci a conduit certains auteurs à définir la biodiversité comme le « tissu vivant » de
la planète.

Les services écosystémiques

Les écosystèmes sont des « machines » à produire et recycler de la matière. Ils fonctionnent grâce à des processus biologiques et écologiques (photosynthèse, fixation de l’azote atmosphérique, pollinisation…) qui concourent au bien-être humain. On parle alors de services écosystémiques où l’on distingue :

  • des services de base (production primaire, constitution des sols, cycles des nutriments) ;
  • des services de prélèvement (nourriture, bois, fibres, médicaments) ;
  • des services de régulation (épuration de l’eau, pollinisation, contrôle des ravageurs) ;
  • des services culturels et esthétiques (agrément, inspiration, connaissances).

Si la plupart des services de prélèvement, qui correspondent à des biens produits, sont évaluables économiquement car soumis aux marchés, c’est rarement le cas pour les autres.

EXEMPLE DE LA DESTRUCTION D’UN RÉSEAU

À titre d’exemple, démaillons progressivement ce fragment du tissu vivant planétaire près des côtes de l’Alaska, où vit et auquel appartient la loutre de mer. Dans les années 1990 est signalé un effondrement de la population de l’espèce, pourtant intégralement protégée et jusque-là florissante. Que s’est-il passé ? Aucun
signe de pénurie alimentaire : les oursins dont se délecte notre loutre sont en train de pulluler. Et pour cause : il y a dix fois moins de loutres à s’en repaître ! La cause du problème est donc à rechercher de l’autre côté de la chaîne alimentaire à laquelle appartient la loutre, du côté de ses « ennemis ». Nul signe de maladie ou d’épidémie, mais l’« ombre » d’un redoutable prédateur, l’orque. Le soupçon s’avère fondé : les orques en sont venus à mettre les loutres à leur menu. Pourquoi ces baleines prédatrices s’attaquent-elles maintenant à des proies de taille modeste qu’elles négligeaient jusque-là ? Parce que les phoques dont elles avaient l’habitude de se nourrir sont devenus rares dans la région, victimes de l’effondrement des bancs de poissons consécutif à la surpêche pratiquée par un autre grand prédateur, Homo
sapiens
. Ainsi, une maille se défait et c’est tout le « vêtement » qui se déchire… Côté oursins, cela ne va pas mieux : la forêt de laminaires – ces algues géantes qui tapissent les fonds marins côtiers et font vivre quantité de vers, mollusques, crustacés et poissons – part en lambeaux, broutée par des échinodermes de plus en plus nombreux, d’où une destruction sans précédent de la biodiversité qui en dépendait.
Voilà ce qu’est un réseau trophique, un système complexe d’interactions mangeurs-mangés où circulent matière et énergie, ici depuis les algues qui fabriquent de la matière organique grâce à la photosynthèse, jusqu’aux grands prédateurs en bout de chaîne, dont l’homme – membre à part entière de la biodiversité.

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Un réseau trophique © CRDP, 2013
La loutre fait partie d’un réseau trophique composé de différentes chaînes alimentaires symbolisées, ici, par des flèches. Ces flèches partent d’une proie en direction d’un prédateur. Celles en trait plein indiquent qu’une proie constitue la nourriture de base du prédateur, celles en pointillés, une nourriture occasionnelle. Pour bien comprendre les différentes chaînes alimentaires, il convient de partir de la base. Celle-ci se compose de laminaires, des algues qui nourrissent des mollusques, des poissons herbivores et des oursins. Les oursins nourrissent à leur tour la loutre de mer. Les poissons herbivores sont également capturés par des poissons carnassiers, qui le sont à leur tour par des phoques et, bien sûr, par l’homme. Les phoques et la loutre de mer nourrissent les orques.

Pour aller plus loin : un quiz interactif

UN AUTRE RÉSEAU : LA COOPÉRATION

Si les relations de type mangeurs-mangés dominent, avec l’omniprésence des interactions de compétition que cela induit (pour les ressources alimentaires, évidemment, mais aussi pour l’espace qui donne accès à ces ressources, permet de s’installer, nicher ou s’abriter), il ne faut pas sous-estimer l’importance dans la dynamique de la biodiversité des « relations de coopération » (mutualisme et symbiose) – ni le rôle régulateur ou stabilisateur des prédateurs.

Retenons que dans la dynamique écologique où s’est construite la biodiversité, les relations à bénéfices réciproques furent tout aussi décisives que les aptitudes

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Coopération entre l’abeille et la fleur. © Observateur Spipoll

compétitives que l’on tend à valoriser aujourd’hui trop unilatéralement dans certaines déclarations politiques. Quelques exemples : pour capturer leurs proies nombre de grands carnivores – loups, hyènes, lions, lycaons – doivent recourir à des chasses collectives et s’organiser en conséquence ; beaucoup d’espèces, pour se protéger des attaques de leurs prédateurs, doivent vivre en groupes – marmottes, pigeons picorant en terrain découvert, bœufs musqués ou buffles, etc. Et n’oublions pas Homo sapiens : que serait-il devenu sans sa solide organisation sociale et le partenariat très original qu’il a développé avec les plantes, microbes et animaux devenus « domestiques » ?

LA BIOSPHÈRE EST RICHE D’ÉCOSYSTÈMES VARIÉS

La Terre est ronde ou à peu près. Elle tourne dans un système solaire. Tout cela lui confère, avec le zonage climatique qui en résulte des pôles à l’équateur et sa diversité de reliefs et de soubassements géologiques, une belle diversité de grandes formations végétales, biomes (Voir en bas de page) ou écosystèmes caractéristiques : toundras, savanes, forêts tropicales, récifs coralliens, etc.
Il s’agit là d’autant de systèmes de capture de l’énergie solaire, et de transformation de celle-ci grâce à la photosynthèse en matière organique, adaptés aux conditions locales. Des systèmes supports de la vie qui s’y déploie et d’où, nous autres humains, tirons nombre de biens et de « services » appelés globalement « services écosystémiques » qu’un programme des Nations unies intitulé Évaluation des écosystèmes pour le millénaire (Voir en bas de page) a mis en lumière : épuration des eaux, pollinisation des plantes à fleurs, régulation des climats, fertilité des sols, recyclage des déchets, etc.
Ainsi, nous dépendons étroitement, comme tous les êtres vivants, de cette prodigieuse biodiversité à laquelle nous appartenons. Pourtant, nous la menaçons de plus en plus, au point que d’aucuns parlent avec arguments à l’appui de « sixième crise d’extinction en masse ». Ainsi, Barnosky et ses collègues (cf. « en savoir plus ») viennent de tirer le signal d’alarme en parlant d’une « bascule abrupte et irréversible » de la biosphère (Voir en bas de page) tout entière, écosystème après écosystème, du fait de l’ampleur des
pressions exercées par l’homme sur la planète – conduisant celle-ci vers un état de la biosphère inconnu d’Homo sapiens depuis son émergence il y a quelque 200 000 ans.

Avec l’aimable participation d’Yvon Le Maho (CNRS)
et de Pascale Joannot (MNHN).


Cladistique : Méthode de classification phylogénétique basée sur la définition
d’ancêtres communs et de leur descendance. Retour au texte

Biome : Aire biogéographique caractérisée par les espèces qui la composent,
généralement la végétation, et regroupe un ensemble d’écosystèmes (ex. : forêt
tempérée ou savane). Retour au texte

Évaluation des écosystèmes pour le millénaire : Programme des Nations unies qui a recensé à l’échelle mondiale, de 2000 à 2005, les services rendus par les écosystèmes et les a quantifiés pour évaluer leur contribution au bien-être humain. Retour au texte

Biosphère : Compartiment à la surface de la planète comportant les êtres
vivants, leurs productions (sols, atmosphère…). Ce compartiment s’est accru au cours de l’évolution du règne vivant. Retour au texte

En savoir plus

Livres

  • Barbault R., ’Un éléphant dans un jeu de quilles - L’Homme dans la biodiversité, Le Seuil, 2006.
  • Barnosky A. D. et al, « Approaching a state shift in Earth’s biosphere », Nature, 486 : 52-58, 2012.
  • Lecointre G., Guide critique de l’évolution, Belin, 2009.
  • Maynard Smith J., Szathmary E., Les Origines de la vie, Dunod, 2000.
  • Tirard C., Barbault R., Mini-manuel d’écologie, Dunod, 2012.

Sites internet