La biodiversité : du tissu vivant planétaire aux services rendus par les écosystèmes

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Auteur: Robert Barrault (Professeur, UPMC/ MNHN)

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Plan

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De la diversité du vivant au concept écologique de biodiversité

La biodiversité, ce sont des espèces certes, mais aussi des paysages où elles vivent et interagissent les unes avec les autres. Et nous y intervenons, comme le laisse apparaître cette photo de bocage prise dans l'Aveyron. Oui, nous faisons partie de la biodiversité et nous en vivons.

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Structure bocagère dans le Massif centralFigure 1 : Exemple de structure bocagère dans le Massif central - © Lagric — GNU Free Documentation License
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Il est classique de se repérer dans la profusion du vivant en commençant par identifier, décrire et classer la variété des organismes qui peuplent et ont peuplé la Terre. C’est le travail des systématiciens (pour aller plus loin, lire l'article de P. Bouchet et celui de B. Chanet).


Cette première approche et composante de la biodiversité permet d’appréhender ce que les écologues appellent « richesse spécifique » (nombre d’espèces dans un milieu donné, un pays ou la terre entière) pour distinguer cette mesure de celle qui prend en compte l’abondance relative des espèces, appelée « diversité spécifique ».

Cette richesse spécifique repose et résulte d’une autre diversité fondamentale quoique « cachée » : la variabilité génétique qu’abrite toute population animale ou végétale. C’est, en effet, à partir de cette diversité qu’ont pu se différencier les centaines de millions d’espèces de bactéries, de plantes et d’animaux qui animent la biosphère.

Enfin, troisième approche majeure de la diversité du vivant, l’approche fonctionnelle ou écologique, qui s’intéresse à la façon dont se tissent les relations entre espèces, au fonctionnement des écosystèmes et à la diversité des fonctions qu’ils assurent (synthétiser de la matière organique, fixer l’azote de l’air, décomposer et recycler la matière morte, capturer des insectes pour s’en nourrir, etc) — et des types de réseaux trophiques ou d’écosystèmes qui en résultent.

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Le tissu vivant planétaire, une affaire de 3.8 milliards d’années

Lorsqu’on appréhende la diversité du vivant à travers le tissu des êtres vivants présents sur la planète Terre on est conduit à dégager et à souligner quelque grandes propriétés du Vivant — essentielles quand on se propose de relier « biodiversité » et « développement durable ».

Le vivant s’est construit et diversifié à travers un jeu incessant d’interactions

Vivre c’est interagir. Le réseau du vivant s’est d’abord tissé à partir d’interactions entre les organismes et leur environnement chimique et physique (leur milieu de vie), mais aussi très vite entre organismes se mangeant les uns les autres. C’est ainsi que ce sont constitués les réseaux trophiques (entrelacs de chaînes alimentaires) qui forment la trame vivante des écosystèmes et de la biosphère tout entière.

A 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 des « ennemis ».

Loutres de mer
Figure 2 : Loutres de mer - Image du domaine public - United States Geological Survey
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Aucun signe de maladie, d’épidémie, mais l’« ombre » d’un redoutable prédateur, l’orque. Pourquoi donc les orques en sont-elles venues à mettre les loutres de mer à leur menu — des proies de taille modeste et 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 depuis les algues qui fabriquent de la matière organique grâce à la photosynthèse, jusqu‘aux grand prédateurs en bout de chaînes, dont l’homme.

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Réseau alimentaire sur les côtes de l'Alaska
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Figure 3 : Un fragment de réseau alimentaire sur les côtes de l'Alaska. Il débute à partir des Loutres de mer et des déboires qu'elles connaissent depuis les années 1990 (voir texte). Les flèches relient les proies à leurs consommateurs. - © R. Barbault, MNHN
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Ainsi, depuis son apparition sur Terre il y a 3.8 milliards d’années, la Vie n’a cessé de se diversifier tout en traversant crises et cataclysmes divers (dérive des continents, éruptions volcaniques, glaciations, amples variations du niveau des mers, irruption de chaînes de montage etc.) — et c’est pour cela qu’elle s’est maintenue jusqu’à nos jours : la diversité qu’elle déploie est une stratégie d’adaptation aux changements — une stratégie de développement durable pourrait-on dire !

Ajoutons que si les relations de type compétition ou de type mangeurs/mangés paraissent dominer la scène (pour les ressources alimentaires précisément, mais aussi pour l’espace qui donne accès à ces ressources et permet de s’installer, nicher ou s’abriter), il ne faut pas sous-estimer l’importance dans l’évolution et le succès du vivant des relations de coopération (mutualismes et symbioses), ni le rôle stabilisateur des prédateurs.
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Des interactions de prédation et de compétition, mais aussi des relations de coopération

Dans l’histoire du vivant les évolutionnistes John Maynard Smith et Eörs Szathmary relèvent ce qu’ils appellent les huit transitions majeures. Ces transitions marquent des sortes de sauts évolutifs, l’accès à des types d’organisation biologique plus complexes. Ces changements majeurs, qui demandèrent le franchissement d’obstacles difficiles, sont le fruit de véritables inventions dans l’organisation du vivant. Or la plupart résultent d’une association, d’un mariage plus ou moins indissoluble : des entités, antérieurement séparées, ne peuvent plus après la transition se répliquer qu’en tant qu’éléments du système plus vaste qu’elles ont créé ensemble. C’est le cas de la symbiose à l’origine des cellules eucaryotes comme de l’apparition des organismes multicellulaires ou des espèces sociales.

Retenons que dans la dynamique écologique où se déploie la biodiversité, les relations à bénéfices réciproques furent tout aussi décisives que les aptitudes compétitives que l’on tend à valoriser aujourd’hui trop unilatéralement dans certains débats de société. Quelques exemples : pour capturer leurs proies nombre de grands carnivores — loups, lions, hyènes, lycaons, etc — 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 plantes et animaux domestiques ?
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Lionnes en chasse
Figure 4 : Deux lionnes et leur proie, un jeune éléphant, au Botswana - © Christoph Aeschlimann — GNU Free Documentation License)
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Caractéristiques et propriétés de la biodiversité en relation avec un développement durable

La biodiversité est étroitement liée à l’aire géographique qu’elle occupe — et d’autant plus riche que celle-ci est vaste. Outre l’aspect historique (les faunes et les flores sont plus riches dans la zone intertropicale que sous les hautes latitudes affectées par les glaciations), cette propriété est la résultante de deux composantes : un effet surface sensu stricto ; et l’effet de la diversité des milieux qui tend à augmenter avec la superficie couverte.

Plus les systèmes écologiques sont diversifiées plus ils sont supposés capables de résister aux perturbations et autres accidents et de se rétablir ensuite : on parle de résilience. Parce que le monde est exposé aux changements, et cela depuis l’origine des temps et de la vie, cette propriété de la biodiversité est cruciale dans toute stratégie de développement durable.

Le tissu vivant planétaire, les systèmes écologiques qui le représentent à l’échelle locale ou régionale, fonctionnent : ils produisent de la matière vivante, recyclent la matière morte et évoluent. On est donc loin de l’image simpliste des petites plantes et des gentils oiseaux qui ne serviraient à rien — mais pourquoi devraient-ils nous servir ? Je vais y revenir dans une prochaine partie, à propos de ce que l’on appelle aujourd’hui les « services rendus par les écosystèmes ».

Homo sapiens, comme toute espèce, fait partie de la biodiversité. Elle en dépend, elle en profite mais elle la démaille dans des proportions qui commencent à lui nuire — voir l’effondrement des pêcheries, Morue de Terre Neuve ou Thon rouge, par exemple.


Pêcherie de morue à Terre Neuve en 1858Figure 5 : Reproduction d’un dessin illustrant une pêcherie de morue à Terre Neuve en 1858 - Image du domaine public
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Au-delà de leur nombre, ce sont les caractéristiques fonctionnelles des espèces qui influent le plus fortement sur les propriétés des écosystèmes et la qualité des services qu’ils peuvent délivrer. C’est un rappel à l’ordre important et utile : la biodiversité est un assemblage de spécificités. C’est bien l’éloge de la diversité qu’il faut faire et non de la seule quantité d’espèces où l’on additionne sans vergogne choux, carottes et ratons-laveurs. C’est l’occasion de rappeler aussi que chaque espèce est un faisceau d’inventions, développées, accumulées et transmises au long de milliers et millions d’années.
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De la biodiversité aux services qu’elle garantit à travers le fonctionnement des écosystèmes

On comprend facilement que, derrière les services rendus par les écosystèmes, on a des processus biologiques et écologiques (production ou décomposition de matière organique, fixation de l’azote de l’air, pollinisation des fleurs...), donc des espèces qui les accomplissent :

Biodiversité  Processus écologiques  Services
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Ces flèches que l’on peut légitimement utiliser pour schématiser (voir aussi la figure ci-dessous) les espaces de transition entre biodiversité et bénéfices pour les sociétés humaines, escamotent un peu vite les complexités qu’elles dissimulent et les lacunes dans nos connaissances à leur sujet.
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Liens entre populations humaines et biodiversité.
Figure 6 : Biodiversité, appréhendée à l'échelle de la richesse en espèces, et liens avec les populations humaines à travers le jeu des processus écosystémiques et des services qu'ils assurent (appelés « services écologiques ») et les traits propres à chacune de ces espèces © R. Barbault, MNHN
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Tout d’abord il convient de souligner que la biodiversité dont il s’agit ici ne se réduit pas aux habituels oiseaux ou mammifères charismatiques menacés d’extinction mais s’étend à des cortèges mal connus ou négligés de vers, de crustacés, de champignons ainsi qu’au monde invisible des micro-organismes.

D’autre part, entre la biodiversité — une histoire qui s’inscrit à l’échelle de milliers et millions d’années
et les services que nous apprécions à l’échelle de la décennie, le raccourci paraît précipité et trompeur.

Enfin, les écosystèmes se bornent à fonctionner. Ils ne nous fournissent rien à proprement parler : c’est nous qui prélevons et profitons de leur fonctionnement. Le mot « service » est impropre !
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Services écologiques et développement durable

Depuis l’Evaluation des écosystèmes pour le Millénaire lancée en 2000 par l’ONU (MEA , 2005) personne ne conteste plus les liens étroits qui existent entre l’état des écosystèmes de la planète et le bien-être des sociétés humaines. Ce Rapport mondial pose clairement les bases d’un développement véritablement durable, c’est-à-dire qui vise à assurer le bien-être des générations futures. Et cela passe par la sauvegarde des services assurés par les écosystèmes, déclinés selon une terminologie maintenant acceptée mondialement :
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Services rendus par les écosystèmes
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Figure 7 : Services rendus par les écosystèmes et liens avec le développement humain (adapté de MEA 2005) © R. Barbault - MNHN
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Trois points sont essentiels pour une bonne compréhension de l’étroite dépendance du développement, si on le veut durable, vis-à-vis de la biodiversité qui est la trame vivante des écosystèmes.

D’abord deux mots sur les services de base, ou de soutien : il ne saurait y avoir de vie sans eux — on les appelle d’ailleurs souvent « services support de la vie ». En d’autres termes, leur sauvegarde prime sur toute autre considération, dès lors que l’on veut garantir des opportunités de développement optimales. C’est ce qui m’a conduit à dire (Barbault et Weber, 2010) que la biodiversité était la plus grosse entreprise de la planète
une entreprise qui a près de 4 milliards d’années d’expérience (vous avez dit développement durable ? qui fait mieux ?) et dont toutes les autres dépendent !

Ensuite attardons-nous sur les services de régulation
moins familiers que ceux qui produisent des biens exploitables, donc reconnus par les Marchés (nourriture, molécules d’intérêt médical ou industriel, ressources génétiques). Par leur présence ou leur fonctionnement, les écosystèmes règlent ou amortissent un grand nombre de phénomènes pour notre plus grand bien : épuration des eaux, pollinisation des fleurs de nos vergers et légumes mais aussi de nombreuses espèces sauvages (plus de 85% des plantes de Guyane dépendent des animaux pour leur pollinisation et la dispersions de leur graines), contrôle des pullulations d’espèces susceptible de devenir ravageurs pour les cultures ou vectrices de maladies, amortissement de l’impact des raz-de-marée (ex. des mangroves ou barrières de corail qui protègent les côtes habitées) etc. Tout cela est généralement négligé par les systèmes économiques en vigueur, parce qu'échappant aux sacro-saints « marchés ».

Enfin, avant d’être des exploiteurs des ressources ou services apportés par la nature nous en sommes membres, nous en sommes issus... et nous en sommes responsables vis-à-vis de nos enfants et petits-enfants à venir. Bref, la biodiversité nous offre des leçons de vie, nous rappelle à nos Valeurs — et ça n’est pas là le moindre des services !
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Bibliographie :

  1. Barbault R., 2006. Un éléphant dans un jeu de quilles. L’homme dans la biodiversité. Seuil, Paris
  2. Barbault R., 2008. Un éléphant dans un jeu de quilles. L’homme dans la biodiversité. Seuil et « Points Science »
  3. Barbault R. et Weber J., 2010. La vie, quelle entreprise ! Pour une révolution écologique de l’économie. Seuil, Paris
  4. Barbault R.,2013. Le "tissu vivant" de la planète (Article extrait du DocSciences Biodiversité - N°2 série Biodiversité . Coédition CRDP Versailles - MNHN)
  5. Cury Ph. et Miserey Y., 2008. Une mer sans poissons. Calmann-Lévy, Paris
  6. Griffon M., 2010. Pour des agricultures écologiquement intensives. Editions de l’Aube, Paris
  7. Maynard Smith J. et Szathmáry E., 2000. Les origines de la vie. Dunod, Paris
  8. Millennium Ecosystem Assessment, 2005. Ecosystems and Human Well-Being: synthesis. Island Press, Washington D.C.
  9. Mollard E. et Walter A., 2008. Agricultures singulières. IRD éditions, Paris
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Last modified: Friday, 21 September 2018, 1:23 PM