Qu’est-ce que la biodiversité ?

Publié par Encyclopédie Environnement, le 11 avril 2022   410

Le concept de biodiversité a été popularisé avec la signature de la Convention sur la diversité biologique lors du Sommet de la Terre de Rio, en juin 1992, qui définit la biodiversité comme étant la « variabilité des organismes vivants de toute origine, y compris, entre autres, les écosystèmes terrestres, marins et autres écosystèmes aquatiques et les complexes écologiques dont ils font partie ; cela comprend la diversité au sein des espèces, et entre les espèces et ainsi que celle des écosystèmes » [1,2].

Mais ce concept de biodiversité est aussi une construction sociale, économique, juridique et politique dont les enjeux relèvent des interactions des sociétés humaines avec l’ensemble de la biosphère : accès aux ressources, usages qui en sont faits, bénéfices qu’on en tire, partage, gestion, durabilité, etc. [2].

La biodiversité est enfin un enjeu éthique car elle soulève la question du droit à la vie des espèces qui peut être considéré comme imprescriptible, ce que défendent plusieurs courants philosophiques très actifs comme l’éthique de l’environnement [2].

1. Biodiversité et organisation du vivant

Environ 1,7 à 2 millions d’espèces ont été décrites sur un nombre total estimé entre 3 et 100 millions d’espèces. Naturellement, les espèces les mieux décrites sont celles qui sont à notre portée : les plantes terrestres -plus de 200 000 sur un total estimé de 300 000- et les vertébrés, en particulier les oiseaux (près de 99% des 10 000 espèces estimées d’oiseaux ont été décrits) ! Par contre, on estime que seulement 1% du nombre de microorganismes aurait été décrit : virus, archées, bactéries, etc. Les techniques à grande échelle développées depuis de nombreuses années -comme le DNA-barcoding- permettent des découvertes majeures dans le domaine de la biodiversité des écosystèmes les plus divers et les plus extrêmes (Figure 1) [3, 4].

 

Figure 1. Quelques virus marins collectés lors des expéditions scientifiques de la goélette Tara. [Photos © Jennifer Brum and Matt Sullivan, Tara Oceans researchers/ Sullivan Lab/ Ohio State University ; Source Encyclopédie de l’Environnement : Virus des océans).

  Lorsqu’on observe un groupe d’organismes vivants, on voit que tous possèdent des caractères spécifiques propres à l’espèce à laquelle ils appartiennent, mais que tous les individus d’une même espèce sont différents les uns des autres. Ils ont des caractères propres à chaque individu (le phénotype), qu’ils soient morphologiques (taille, couleur des yeux ou forme des poils), anatomique (caractères sexuels), physiologiques voire pathologiques (maladies génétiques, par exemple). Le fait qu’il existe au sein de l’espèce humaine des individus avec la peau blanche ou noire, les cheveux blonds ou bruns, les yeux bleus ou verts est un des nombreux exemples de la biodiversité intraspécifique (Figure 2) ; c’est le cas de la totalité des organismes vivants [1].

Figure 2. Au sein d’une même espèce d’Orchis pourpre, chaque individu diffère des autres par de nombreux détails morphologiques, comme la forme et la distribution des taches pourpres sur le labelle de la fleur. [Photos © Jean-Claude Melet et Catherine Lenne ; Source Encyclopédie de l’Environnement : Qu’est-ce que la biodiversité ?]

Chaque espèce vivante contient des gènes dont il est possible de suivre l’évolution à travers l’arbre du vivant. Leur expression contribue à la multiplicité des formes de vie, des phénotypes, des caractères physiques et biologiques. C’est la diversité génétique [1,3-5].

Mais la biodiversité ne peut être réduite au simple inventaire statique des espèces vivantes à un moment donné. C’est une hiérarchie d’entités (gènes, individus, populations, espèces, écosystèmes) organisées en systèmes interactifs en perpétuelle évolution (dimension du temps), animées d’une dynamique (dimension de l’espace) et assurant diverses fonctions [1]. Cette définition rend compte de trois notions essentielles :

  • Les interactions entre les éléments de la biodiversité. Aucun organisme ne vit seul. Il est en permanence associé plus ou moins étroitement à de nombreux autres organismes, microorganismes en particulier. Ainsi, les microbiotes associés à chacun des êtres vivants [6-9] jouent généralement un rôle essentiel dans le fonctionnement de leur hôte ; mais certains micro-organismes pathogènes peuvent perturber le comportement, la physiologie et la reproduction ou la survie de leur hôte [6].
  • Leur dynamique dans l’espace (ce qui relève de l’écologie). Les différents écosystèmes (déserts, océans, étangs, marécages, prairie, forêts…) ont des particularités : désert froid, désert chaud, forêts boréales, forêts tropicales. C’est la diversité écosystémique [3-18].
  • Leur trajectoire temporelle (ce qui relève de l’évolution). La vie est apparue sur Terre il y a environ 3,8 milliards d’années ; l’état actuel de la biodiversité est donc le résultat d’un très long processus évolutif (voir par exemple [17,18] et Figure 3).

Figure 3. Transformation des fonds marins au passage Ediacarien-Cambrien (il y a un peu plus de 500 millions d’années) due au développement de nouveaux écosystèmes complexes. [Aquarelle de Richard Bligny ; Source Encyclopédie de l’Environnement Les premiers écosystèmes complexes].

2. Fonctions, services et valeurs de la biodiversité

La biodiversité est aussi une construction sociale, économique, juridique et politique dont les enjeux relèvent de ses interactions avec les sociétés humaines : accès aux ressources, usages qui en sont faits, bénéfices qu’on en tire, partage, gestion, durabilité [2, 19]. La logique des relations entre biodiversité et sociétés humaines repose sur les notions de fonctions et de services écosystémiques :

  • Les fonctions sont les processus de base qui font vivre les écosystèmes tels que pollinisation (Figure 4), productivité primaire, relations entre niveaux trophiques, recyclage de la matière organique, régulation des populations, etc. [2,12] ;
  • Les services écosystémiques [2], quant à eux, sont les bénéfices que les humains tirent de ces fonctions, à savoir tout ce dont ils ont besoin pour se nourrir, se vêtir ou se soigner, mais aussi une multitude de services tels que la régulation du climat, l’épuration de l’eau, la séquestration du carbone, le contrôle des agents pathogènes, etc.

Figure 4. La pollinisation est une des fonctions essentielles de la biodiversité. [Photo © Jacques Joyard ; Source Encyclopédie de l’Environnement Quelles réponses de la biodiversité aux changements globaux ?]

Lorsque les pressions sur les écosystèmes sont excessives, ils se dégradent par perte d’espèces, ruptures d’interactions, donc altération des fonctions puis appauvrissement des services écosystémiques. L’érosion de la biodiversité est aujourd’hui un sujet majeur de préoccupation. Si l’on déplore avec raison la disparition d’espèces à un rythme jamais égalé dans l’histoire humaine [1,2], l’effet le plus inquiétant et le plus pernicieux de cette érosion est l’éclatement dans l’espace, l’appauvrissement génétique et la disparition des populations locales à l’échelle des paysages, sorte d’effilochage du tissu de la vie qui porte atteinte au fonctionnement des écosystèmes [2, 12].

Dans la logique de la notion de services et de capital attribué à la biodiversité, le monde économique s’est emparé du concept pour lui attribuer des valeurs, ce qui ne va pas sans soulever de nombreuses difficultés car les différents sens du mot valeur peuvent conduire à des pratiques contradictoires. Quand on monétarise la valeur d’une entité de biodiversité par une transaction financière, la valeur qu’on lui attribue n’a rien à voir avec celle qu’on lui reconnaît en tant qu’entité vivante unique [2].

3. Changement global et biodiversité

L’espèce humaine en expansion exerce, par ses multiples activités, des pressions croissantes sur les écosystèmes de la planète et les organismes qui y vivent [2,12] (Figure 5). L’expression « changement global » désigne l’ensemble des facteurs de dégradation dus à cette pression excessive que nous exerçons. Le changement global se décline en de multiples composantes :

  • L’artificialisation et la fragmentation des habitats : La conversion de milieux naturels (par exemple la déforestation) en milieux artificiels (comme la bétonisation des sols) est la cause principale de la destruction et du morcellement des écosystèmes et de la perte de biodiversité [10] ;
  • Les pollutions de l’air, du sol, de l’eau mais aussi lumineuse et sonore affectent la survie et la distribution des organismes vivants [20-26] ;
  • L’introduction volontaire ou involontaire par l’homme d’espèces exotiques envahissantes impacte tous les milieux et territoires [27-29] ;
  • La surexploitation des ressources (agriculture et élevage intensifs, pêche industrielle…), compromet gravement le fonctionnement des écosystèmes et leur renouvellement [30] ;
  • Les dérèglements climatiques influent sur les cycles de vie de l’ensemble des êtres vivants. Ils impactent également la répartition géographique des espèces et des écosystèmes [19, 31].

Figure 5. Les différentes composantes du changement global, en particulier les dérèglements climatiques et leurs conséquences, se combinent pour peser sur la biodiversité. [Schéma Jacques Blondel ; Source : Encyclopédie de l’Environnement Comment les oiseaux s’adaptent-ils à un climat qui change ?]

Ces pressions constantes sur les écosystèmes entraînent une érosion de la biodiversité dont l’estimation est difficile mais que plusieurs métriques permettent d’évaluer. Cette érosion est telle qu’on parle d’une sixième crise d’extinction majeure, les cinq autres s’étant échelonnées entre le Dévonien (370 millions d’années avant le présent) et la dernière en date, celle de la fin du Crétacé (65 millions d’années). Cette dernière entraîna, entre autres, l’extinction des dinosaures mais favorisa l’épanouissement des oiseaux et des mammifères (Lire Les extinctions massives dans les temps géologiques).

Comment les espèces et communautés écologiques réagissent-elles à ces pressions ? Peut-on prévoir leurs dynamiques ? Étant donné la multiplicité des espèces et de leurs interactions, il faut identifier les principaux ressorts de l’adaptation des espèces et communautés aux changements de leur environnement physique et biologique [12, 31- 37]. La prise en compte de ces mécanismes permettra, il faut l’espérer, de comprendre et anticiper les dynamiques en cours [12].

Pour de multiples raisons, le bien-être des sociétés humaines repose sur leur insertion dans des systèmes écologiques aussi fonctionnels que possible, ce qui suppose des normes de gestion nouvelles plus respectueuses de l’environnement. Les sciences de la conservation contribuent à définir ces normes et apportent l’expertise nécessaire à la mise au point de politiques efficaces de gestion des espaces et des espèces [12, 16, 38-40].

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Ce billet s’appuie sur les nombreux articles traitant de cette thématique BIODIVERSITE et publiés dans l’Encyclopédie de l’Environnement ; en particulier :

  1. Qu’est-ce que la biodiversité ? par Jacques Joyard
  2. La biodiversité n’est pas un luxe mais une nécessité par Jacques Blondel
  3. Quand l’expédition Tara Océans explore la diversité du plancton par Flora Vincent & Chris Bowler
  4. Code-barres ADN pour caractériser la biodiversité par François Pompanon & Wasim Shehzad
  5. Le génome entre stabilité et variabilité par Jean-Claude Brégliano
  6. Symbiose et parasitisme par Marc-André Selosse & Jacques Joyard
  7. Des plantes qui vivent de l’air du temps par Renaud Brouquisse & Alain Puppo
  8. Les microbiotes humains : des alliés pour notre santé par Anne-Marie Cassard & Muriel Thomas
  9. Dialogues et coopération chez les bactéries par Raphael Lami et Anne Teyssèdre
  10. Quelle biodiversité en ville ? par Nathalie Machon
  11. La biodiversité des sols par Quentin Vincent, Apolline Auclerc & Corine Leyval
  12. Quelles réponses de la biodiversité aux changements globaux ? par Anne Teyssedre
  13. Coraux : les ingénieurs des océans sont menacés par Lucile Courtial, Paola Furla & Denis Allemand
  14. Biodiversité sur les côtes rocheuses : zonation et relations écologiques par Olivier Manneville
  15. Amazonie : un vaste écosystème en évolution permanente par Alain Pavé
  16. Restaurer les savanes et les écosystèmes herbacés tropicaux par Soizig le Stradic & Elise Buisson
  17. Les premiers écosystèmes complexes par Jean Vannier
  18. Les premiers écosystèmes terrestres par Pierre Gueriau et Jorge Mondéjar Fernández
  19. Qu’est-ce que la Nature ? par Frédéric Ducarme
  20. Les pollutions de l’air par Jacques Fontan
  21. La pollution plastique en mer : le septième continent par Alexandra Ter-Halle & Emile Perez
  22. Quel est l’impact des polluants de l’air sur la végétation ? par Jean-Pierre Garrec
  23. Les nitrates dans l’environnement par Jean-Claude Germon
  24. Phosphore et eutrophisation par Julien Nemery
  25. Comment les plantes supportent-elles un régime salé ? par Doan Trung Luu
  26. Quel est l’impact écologique de la pollution lumineuse ? par Thomas le Tallec
  27. Quand les plantes envahissantes se promènent aussi dans les champs par Bruno Chauvel
  28. Changement climatique et mondialisation, moteurs des invasions d’insectes par Alain Roques & Marie-Anne Auger-Rozenberg
  29. Pourquoi le moustique tigre est-il aussi invasif ? par Stéphanie Sherpa
  30. Les modèles mathématiques peuvent aider à mieux gérer la pêche par Pierre Auger & Christophe Lett
  31. Comment les oiseaux s’adaptent-ils à un climat qui change ? par Jacques Blondel
  32. L’adaptation des organismes à leur environnement, par Laurence Després
  33. Héritage ou convergence ? Les chemins sinueux de l’évolution des espèces par Florent Mazel, Sébastein Lavergne, Roland Douzet & Wilfried Thuiller
  34. Adaptation : répondre aux défis de l’environnement par Jean-Claude Brégliano
  35. La vie fixée des plantes, par Jean-François Briat
  36. Comment les plantes supportent les stress alpins, par Peter Steb, Gabriel Cornic & Richard Bligny
  37. Stratégies de reproduction des plantes alpines, par Irène Till-Bottraud, Serge Aubert & Roland Douzet
  38. Biodiversité et adaptation des cultures face au changement climatique dans les Pays du Sud par Anne-Céline Thuillet & Yves Vigouroux
  39. Comment les extinctions de vertébrés menacent les forêts tropicales par Sébastien Albert (en cours de publication)
  40. La Grande Muraille Verte : un espoir pour reverdir le Sahel ? par Deborah Goffner & Jean-Luc Peiry


Ce travail a été réalisé grâce au soutien financier d' UGA Éditions dans le cadre du programme "Investissement d'avenir", et de la Région Auvergne Rhône-Alpes.

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