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biodiversité

Oiseaux de paradis et oiseaux-mouches.
Oiseaux de paradis et oiseaux-mouches.

Diversité des espèces vivantes et diversité de leurs caractères génétiques.

« La diversité biologique, ou biodiversité, est la variété et la variabilité de tous les organismes vivants. Cela inclut la variabilité génétique à l'intérieur des espèces et de leurs populations, la variabilité des espèces et de leurs formes de vie, la diversité des complexes d'espèces associées et de leurs interactions, et celle des processus écologiques qu'ils influencent ou dont ils sont les acteurs. » (XVIIIe Assemblée générale de l'Union mondiale pour la Nature [UICN], Costa Rica, 1988).

La biodiversité – terme apparu à la fin des années 1980 et consacré par le Sommet de la Terre tenu à Rio de Janeiro en 1992 – est devenue l'un des principaux enjeux dans la protection de l'environnement mondial. Il s'agit non seulement d'inventorier tous les êtres vivants – végétaux, animaux, et même micro-organismes – mais aussi de comprendre comment ils agissent les uns sur les autres afin de les préserver. Ainsi ce concept prend-il en compte le nombre des espèces vivantes, les caractéristiques de leur matériel génétique (génome), ainsi que les écosystèmes dans lesquels elles s'intègrent.

Difficile à estimer dans son intégralité, la biodiversité représente néanmoins un paramètre écologique essentiel et son maintien à un niveau optimal apparaît comme une nécessité. Et, si les données géologiques ont révélé qu'il y a déjà eu des extinctions massives à certaines périodes de l'histoire de la Terre (bien avant l'apparition de l'homme), on constate toutefois que les activités humaines actuelles représentent une menace inédite pour la biodiversité.

1. Les niveaux de biodiversité

On distingue trois principaux niveaux de biodiversité.

1.1. La biodiversité spécifique

Elle s'exprime par le nombre total des espèces (animaux, végétaux, champignons, micro-organismes). Or, si plus de 1,74 million d'espèces sont déjà connues, leur nombre réel pourrait atteindre plusieurs millions (le chiffre moyen le plus communément accepté est de 12 à 14 millions). Beaucoup risquent d'avoir disparu avant même que l’on ait pu les recenser et étudier.

1.2. La biodiversité structurale

Elle s'exprime au niveau des milieux naturels, ou écosystèmes, par le nombre et la diversité des espèces qui les peuplent. Elle est maximale dans les forêts tropicales et dans les récifs coralliens, milieux tous deux menacés (le premier par la déforestation, le second par les pollutions marines et par le réchauffement climatique).

1.3. La biodiversité génétique

Elle s'exprime au niveau des individus et des populations, par la diversité des caractères et des adaptations et par celle, sous-jacente, de leurs gènes. Représentant le potentiel évolutif des espèces, elle est menacée par les mêmes facteurs que les deux autres formes de biodiversité – destruction des espèces et de leurs milieux naturels – mais aussi par la sélection agricole qui la limite en interdisant la variation chez les animaux et les végétaux domestiques..

2. Inventaires et mesure de la biodiversité

L'inventaire systématique des espèces d'êtres vivants présentes sur le globe connaît une première période faste avec l'invention du microscope au xviie s., qui permet les premières avancées dans le domaine de l'infiniment petit, puis avec les grands voyages d'exploration du xviiie, puis du xixe s. (Louis Antoine de Bougainville, James Cook, Alexander von Humboldt…), d'où les naturalistes rapportent des collections de nouvelles plantes et de nouveaux animaux découverts sous les tropiques.

À l’heure actuelle, ont été identifiées, décrites et nommées entre 1,74 et 1,8 million d’espèces vivantes (toutes catégories confondues : plantes, champignons, animaux, et micro-organismes), dont près de 1,37 million d'espèces d’animaux (parmi lesquels quelque 1 million d'insectes !) et 321 000 plantes (dont près de 282 000 angiospermes, ou plantes à fleurs). Ces chiffres ne représentent pas pour autant la biodiversité totale de la planète : de très nombreuses espèces restent en effet encore à découvrir, sans doute autour de 10 fois plus (le chiffre de 12 à 14 millions d’espèces est assez consensuel).

2.1. Des découvertes permanentes

Les découvertes d'espèces n'ont jamais cessé. À l'heure actuelle, on trouve en moyenne deux nouvelles espèces d'oiseaux chaque année dans les montagnes ou les forêts tropicales, une espèce nouvelle de baleine chaque décennie, un nouveau singe de temps en temps (c'est le cas, par exemple, d'un petit singe callicèbe à barbe et queue rousse dans l’ouest du Brésil en 2010). Parmi les autres exemples surprenants, on a découvert 32 espèces nouvelles de champignons dans le sud de l'Angleterre à la fin des années 1980 ou encore 130 espèces nouvelles de blattes en Guyane en 1991. En 2008, une expédition scientifique d’une durée de moins d’un mois dans le Cerrado brésilien a suffi à découvrir 14 espèces jusque-là inconnues (dont 3 reptiles, 1 mammifère et 1 oiseau). La première décennie du xxie siècle a quant à elle permis d’identifier 600 nouvelles espèces à Madagascar (dont 41 mammifères), 1 000 en Nouvelle-Guinée et 1 200 en Amazonie.

On pourrait facilement multiplier ces exemples. Ainsi, chaque année, quelques centaines de vertébrés et quelques milliers d’invertébrés (essentiellement des insectes) sont portés à la connaissance des scientifiques.

Les espèces connues ne sont donc, à l'évidence, que la partie émergée de l'iceberg : le nombre des espèces présentes sur la Terre est sans l’ombre d’un doute infiniment plus élevé.

2.2. Le monde des tropiques

Plus de la moitié des espèces du globe

La biodiversité est, de loin, beaucoup plus riche sous les tropiques que partout ailleurs (sur la terre ferme), en raison des conditions de température, d'insolation et d'humidité, très favorables à la prolifération des êtres vivants.

Ainsi, sur les 10 000 espèces d'oiseaux connues, près de 30 % se rencontrent en Amazonie, et 16 % dans la forêt tropicale indonésienne. Le département de la Guyane (90 000 km2), situé en zone tropicale, abrite à lui seul autant d'espèces de plantes que la France métropolitaine (500 000 km2).

Une étude portant sur une parcelle de 5 km2 de forêt tropicale au Pérou a permis de dénombrer 600 espèces d'oiseaux – à titre de comparaison, la France en possède moins de 500 espèces (sédentaires ou migratrices) sur l'ensemble du territoire métropolitain.

Dans le même ordre d’idée, on a estimé que dans un seul hectare de forêt tropicale au Panamá, on peut trouver plus de 43 espèces de fourmis (la plupart non encore identifiées), c'est-à-dire autant que dans l'ensemble des îles Britanniques.

La richesse tropicale vaut aussi pour les végétaux : parmi les espèces recensées de plantes vasculaires, près de 70 % poussent sous les tropiques. Une parcelle de 1 000 m2 de forêt tropicale est peuplée en moyenne de 300 espèces de plantes, contre moins d'une centaine sur une parcelle équivalente en région tempérée.

Au final, on pense que les forêts tropicales humides du monde entier renferment plus de la moitié des espèces d'êtres vivants de la planète, alors qu'elles ne couvrent que 6 % de la surface totale des continents.

Dénombrement impossible

L'inventaire des espèces au sein des forêts tropicales est cependant très difficile à réaliser : leur nombre est tel que celui-ci est matériellement inenvisageable. C’est ce qu’a montré l’expérience réalisée au début des années 1980 par l’entomologiste américain Terry Erwin.

Ce dernier a en effet imaginé de placer un « canon à insecticide » dirigé sur certains arbres bien choisis de la forêt du Panamá, sous lesquels avaient été préalablement tendues des bâches en forme d'entonnoirs, conduisant à des récipients remplis d'alcool. L'insecticide projeté dans la couronne des arbres – qui atteignent couramment plus de 40 m de hauteur – a tué les myriades d'insectes vivant dans les feuillages et sur les branches ; ceux-ci sont tombés en pluie sur les bâches, d'où ils ont glissé vers les récipients permettant de les conserver ; ils ont pu ensuite être examinés à loisir par les entomologistes.

Or, sur les couronnes d'une seule espèce d'arbre (Luehea seemannii) appartenant à la famille des légumineuses, Terry Erwin a dénombré 163 espèces de coléoptères ! Comme on estime à 50 000 le nombre des espèces d'arbres tropicaux, il pourrait y avoir, potentiellement, quelque 8 150 000 espèces de coléoptères sous les tropiques. Les entomologistes n'en ont identifié à ce jour, sur l'ensemble de la planète, qu'environ 350 000 : le travail restant à faire pour en décrire la plupart est donc faramineux !

2.3. Le monde des océans

Il existe d'autres régions encore inexplorées sur la planète. C'est le cas des océans, qui couvrent 71 % de la surface terrestre et constituent 90 % de la biosphère. Or la diversité génétique du milieu marin est vraisemblablement supérieure à celle des continents. Jusqu'à présent, ont été décrites seulement environ 274 000 espèces animales marines (soit près de 6 fois moins que les espèces terrestres), 20 000 espèces végétales, et un nombre encore infime de micro-organismes (bactéries, champignons, protistes, etc.).

Le potentiel de découverte du milieu marin est ainsi phénoménal. Quelque 1 600 nouvelles espèces marines sont identifiées chaque année. On estime que 99 % des bactéries marines restent à découvrir, notamment dans les sédiments. Les grands fonds (au–delà de 2 500 m) recèlent également une vie très riche : autour de sources d'eau chaude, on trouve des foules de vers annélides, des crustacés, des mollusques et d'autres animaux n'existant nulle part ailleurs. Le nombre des espèces animales des grandes profondeurs est toujours débattu ; il pourrait être de plusieurs millions.

2.4. L’infiniment petit

Le monde des micro-organismes reste aussi largement inexploré. Parmi l’immense groupe des bactéries, ce sont surtout celles utiles à l'homme (productrices d'antibiotiques, par exemple) ou au contraire pathogènes (responsables de maladies infectieuses) qui ont été identifiées. Les quelques milliers d’espèces connues témoignent, sans aucun doute, d'une grossière sous-estimation. En 1990, des chercheurs norvégiens ont, par des méthodes biochimiques indirectes, estimé que dans un seul gramme de terre provenant d'une forêt de leur pays, il y avait sans doute entre 4 000 et 5 000 espèces de bactéries ; le résultat était identique lorsqu'on analysait les sédiments marins déposés en eau peu profonde au large de la Norvège.

Si l'on songe aux milliers de micro-environnements, tous différents, qui existent à la surface de la planète (les morceaux de bois pourrissant sur le sol, les grains de sable apportés par les eaux de ruissellement, les strates géologiques, où l'on trouve des bactéries jusqu'à 500 m au-dessous du sol, la surface et l'intérieur du corps des millions d'espèces d'arthropodes qui les hébergent, à la façon dont l'homme abrite la célèbre Escherichia coli dans son intestin, etc.), on peut souscrire à l'hypothèse du biologiste américain Edward O. Wilson, qui, dans la Diversité de la vie, paru en 1993, estime qu'il existe des millions d'espèces de bactéries qui n'ont jamais été étudiées, véritables « trous noirs » de la biodiversité.

2.5. Insectes et champignons

D'autres groupes taxinomiques sont également largement sous-estimés. Ainsi, si l’on a identifié à ce jour 1 million d’espèces d’insectes, on pense que leur nombre réel s’élève à plusieurs millions. Il n’y a pas de consensus sur les chiffres : les estimations varient de 3 à 30 millions.

Les champignons sont sans doute eux aussi beaucoup plus nombreux que les espèces connues : le biologiste britannique David Hawksworth a établi qu'il pourrait y avoir une proportion de 6 espèces de champignons pour 1 espèce de plantes vasculaires, de sorte qu'il devrait y avoir entre 1 et 1,5 million d’espèces formant le règne des champignons. Or, on n'en a à ce jour identifié qu’environ 70 000.

2.6. Entre 5 et 100 millions… des estimations divergentes

Sur la base de ces diverses constatations, des extrapolations ont pu être faites pour évaluer le nombre d'espèces pouvant exister actuellement à la surface de la Terre. Divers auteurs ont proposé des estimations, extrêmement variables, du nombre total d’espèces animales, allant de 3 à 80 millions. Certains auteurs postulent que la planète abrite 100 millions d’espèces (animaux, végétaux, micro-organismes inclus). Plus « raisonnable », la fourchette de 12 à 14 millions d’espèces est relativement consensuelle.

3. La biodiversité, un patrimoine inestimable

Outre la résolution d'une énigme scientifique, un inventaire global de la biodiversité existante est susceptible de retombées considérables pour l'humanité entière.

3.1. Biodiversité et alimentation

Sur les 282 000 plantes à fleurs connues, une trentaine d'espèces seulement fournissent, de nos jours, 90 % de l'alimentation mondiale en végétaux – trois d'entre elles, le blé, le maïs et le riz, en procurent plus de la moitié. Dès à présent, on sait que de nouvelles plantes pourraient être cultivées de façon extrêmement rentable, notamment par les populations des pays en développement, tel le haricot ailé (Psophocarpus tetragonolobus) de Nouvelle-Guinée, dont les feuilles, les gousses, les graines et les tubercules sont comestibles.

3.2. Biodiversité et santé

Par ailleurs, la biodiversité fournit de nombreux médicaments, et représente un réservoir potentiel de milliers d’autres. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) estime que 80 % de la population mondiale dépend de substances médicinales issues d’espèces sauvages. En Chine, on utilise à des fins médicinales des extraits tirés de 6 000 espèces de végétaux, tandis que les peuples d’Amazonie font usage de 1 300 plantes médicinales.

On estime qu'entre 40 et 70 % des médicaments produits par l’industrie pharmaceutique ont pour origine des êtres vivants, en premier lieu des plantes et des micro-organismes : ainsi l'aspirine (au début extraite de l'écorce de saule, avant d’être synthétisée en laboratoire) et les antibiotiques, comme la pénicilline (tirée d'un champignon microscopique). Ces dernières années, des médicaments anticancéreux ont été extraits de la pervenche de Madagascar Catharanthus roseus (la vinblastine), de plusieurs espèces d'ifs (le taxol et le taxotère), de l’éponge des Caraïbes Cryptotethya crypta (la cytarabine)…

Pourtant, jusqu’à présent, seule une infirme partie (2 %) des quelque 321 000 espèces de plantes connues a été étudiée du point de vue de leurs éventuelles propriétés pharmacologiques ; de même seulement 1 % des espèces marines connues. On ne peut, ainsi, que supposer l’immensité du réservoir de médicaments que représente la biodiversité…

3.3. Les autres rôles de la biodiversité

La biodiversité joue un rôle majeur dans l’équilibre et le bon fonctionnement de l’ensemble des écosystèmes de la planète : une espèce qui se raréfie ou qui disparaît, et c’est tout un équilibre complexe qui est remis en question. Par exemple, la diversité des êtres vivants qui habitent les sols participent dans leur grande majorité à leur élaboration. De même, la biodiversité (et l’abondance) végétale alimente l’atmosphère en oxygène, par le phénomène de la photosynthèse ; et, à l’inverse, elle absorbe une partie des gaz à effet de serre, jouant le rôle de « puits de carbone » et influant donc sur le climat.

La biodiversité est également à l’origine de nos ressources en énergie : la biodiversité fossile a permis l’élaboration au fil des temps géologiques des hydrocarbures (pétrole et gaz naturel) ; la biodiversité actuelle fournit la biomasse.

4. La biodiversité menacée

On assiste aujourd’hui à une diminution alarmante de la biodiversité, qui marque l’avènement d’une extinction massive des espèces due aux activités humaines.

5. La protection de la biodiversité

L’urgence de protéger les espèces vivantes et la biodiversité est désormais claire et indiscutable. De nombreuses mesures sont prises aux échelons nationaux et internationaux, mais le chemin est encore long. (→  protection de l'environnement)