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2e
édition
Dynamique biologique
et conservation
Biodiversité
Christian Lévêque
Jean-Claude Mounolou
Algeria-Educ.com

Biodiversité
et conservation
Christian Lévêque
Directeur de Recherches émérite à l’IRD
Professeur émérite de l’université Paris-Sud-Orsay
2e édition

Illustration de couverture : Photojojo, © Fotolia
© Dunod, Paris, 2008
© Dunod, Paris, 2001 pour la précédente édition
ISBN 978-2-10-053802-7

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Table des matières
INTRODUCTION 1
CHAPITRE 1 • POURQUOI S’INTÉRESSER À LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE ? 7
1.1 Que recouvre le terme biodiversité? 8
1.2 Les multiples visages de la biodiversité 9
1.2.1 La biodiversité produit de l’évolution 9
1.2.2 La biodiversité en tant que ressource alimentaire 11
1.2.3 La biodiversité marchande 11
1.2.4 Les biotechnologies 12
1.2.5 La biodiversité à protéger 13
1.2.6 La biodiversité dont on ne veut pas 13
1.2.7 Biodiversité et société 14
CHAPITRE 2 • LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE : UN ÉTAT DES LIEUX 17
2.1 La classification du vivant et ses principes 17
2.1.1 Les niveaux d’organisation du monde vivant 18
2.1.2 Les hiérarchies taxinomiques: la recherche
d’un ordre évolutif et fonctionnel
dans la diversité des espèces 19
2.1.3 La notion d’espèce 23
2.1.4 Écosystèmes 25
2.2 L’inventaire des espèces 26
2.3 La systématique, l’informatique et Internet 29

VI Table des matières
2.4 Mesurer la diversité biologique 31
2.5 La distribution géographique de la diversité biologique 32
2.5.1 La diversité taxinomique des milieux aquatiques 34
2.5.2 Les gradients dans la répartition spatiale 36
2.5.3 La relation surface – nombre d’espèces 39
2.5.4 Une organisation écologique: les biomes 40
2.5.5 Une organisation taxinomique:
les régions biogéographiques 41
2.5.6 Les «zones de grande diversité» ou hotspots 43
CHAPITRE 3 • LES MÉCANISMES À L’ŒUVRE DANS LA DIVERSIFICATION
DU MONDE VIVANT 47
3.1 Comment définir la vie? 48
3.1.1 La chimie à l’origine de la vie 49
3.1.2 Le génome 50
3.1.3 Comment la vie est-elle apparue sur Terre? 51
3.2 Comment naissent les espèces? 54
3.2.1 Les mécanismes de la spéciation 55
3.2.2 Modes de spéciation 55
3.2.3 Gradualisme et/ou équilibres ponctués 56
3.3 Les extinctions 57
3.4 L’adaptation: une propriété fondamentale des organismes vivants 60
3.4.1 Diversité génétique et adaptation des Eucaryotes
aux changements de l’environnement 60
3.4.2 Les extraordinaires capacités d’adaptation
des Procaryotes 63
3.5 Quelques grandes étapes dans la diversification du monde vivant 65
3.5.1 Les grandes lignées évolutives et leurs relations 65
3.5.2 Des unicellulaires aux pluricellulaires 67
3.5.3 L’explosion de la diversité biologique au Cambrien 67
3.5.4 De la mer à la terre: un passage réussi 68
3.5.5 La longue histoire des vertébrés 71
3.5.6 L’homme: un primate qui a réussi? 72
3.6 L’évolution de la vie est-elle prédéterminée? 74

Table des matières VII
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CHAPITRE 4 • DYNAMIQUE DE LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE
ET CONSÉQUENCES DES ACTIVITÉS HUMAINES 79
4.1 Paléoenvironnements et diversité biologique 81
4.1.1 Les systèmes terrestres nord européens 81
4.1.2 Les forêts tropicales humides 87
4.1.3 Les systèmes aquatiques continentaux 89
4.2 L’homme et l’érosion de la diversité biologique 90
4.2.1 Le mythe du bon sauvage 91
4.2.2 La disparition des grands mammifères
à la fin du Pléistocène: l’homme est-il en cause? 91
4.2.3 L’érosion actuelle de la diversité biologique 93
4.3 Dynamique de la diversité biologique et pressions anthropiques 96
4.3.1 La pression démographique 97
4.3.2 Utilisation des terres et transformation des paysages 97
4.3.3 Les introductions d’espèces et les invasions biologiques 100
4.3.4 La surexploitation 105
4.3.5 Actions combinées des activités humaines:
la disparition des poissons Cichlidés du lac Victoria 106
4.3.6 Les non-dits 107
4.4 Changement climatique 108
CHAPITRE 5 • DIVERSITÉ BIOLOGIQUE ET FONCTIONNEMENT
DES SYSTÈMES ÉCOLOGIQUES 113
5.1 La diversité biologique: un système dynamique 114
5.2 Fonctions des espèces dans les écosystèmes 115
5.2.1 Les espèces clés 115
5.2.2 Les organismes ingénieurs 116
5.2.3 Groupes fonctionnels: complémentarité et redondance 117
5.2.4 Le cas des espèces rares 117
5.3 Hypothèses concernant le rôle des espèces dans le fonctionnement
des écosystèmes 117
5.4 Les relations de voisinage entre espèces 119
5.4.1 La compétition 120
5.4.2 Les relations de coopération: commensalisme
et symbiose 120
5.4.3 Le parasitisme 121

VIII Table des matières
5.5 Chaînes et réseaux trophiques 123
5.5.1 Producteurs-consommateurs-décomposeurs:
flux de matière et d’énergie 124
5.5.2 Les théories «top-down» et «bottom-up» 126
5.5.3 Théorie des cascades trophiques 127
5.6 Diversité des espèces et production biologique 128
5.7 Diversité biologique et «stabilité» des écosystèmes 130
5.8 Rôle de la diversité biologique dans les cycles biogéochimiques 132
5.8.1 La fixation biologique de l’azote 132
5.8.2 Minéralisation de la matière organique 133
5.8.3 Stockage à long terme des éléments minéraux 134
5.8.4 Recyclage et transport des éléments nutritifs
par les consommateurs 134
5.9 Rôle des communautés biologiques 135
5.9.1 Importance des micro-organismes dans la structure
et le fonctionnement des réseaux trophiques pélagiques
en milieu aquatique 135
5.9.2 Les ripisylves et le fonctionnement des cours d’eau 137
5.9.3 Rôle des communautés des sols 139
5.10 Diversité biologique et dynamique de la biosphère 140
5.10.1 Composition de l’atmosphère 140
5.10.2 Contrôle de l’évapotranspiration dans le système
sol-plante-atmosphère 141
5.11 Cohésion cybernétique des écosystèmes: le rôle des réseaux
de communication 142
CHAPITRE 6 • DYNAMIQUE DE LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE ET CONSÉQUENCES
EN MATIÈRE DE SANTÉ 145
6.1 La complexité des relations hôtes-parasites 146
6.1.1 Le cas de l’Onchocercose humaine 146
6.1.2 Le cas du paludisme 147
6.2 Les pathologies émergentes 148
6.3 Activités humaines, diversité biologique, et santé humaine 154
6.3.1 Les échanges intercontinentaux 155
6.3.2 Les nouvelles technologies liées au mode de vie 156

Table des matières IX
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6.3.3 L’eutrophisation des eaux et la prolifération
d’algues toxiques 157
6.3.4 Les allergies 158
6.4 Phénomènes d’adaptation des agents pathogènes
et de leurs vecteurs aux moyens de lutte 159
6.4.1 Résistance aux antibiotiques 159
6.4.2 Résistance aux pesticides 160
6.5 Substances d’intérêt médical et diversité biologique 162
6.5.1 Les pharmacopées traditionnelles 162
6.5.2 Diversité biologique et industrie pharmaceutique 162
6.5.3 Biotechnologies 164
6.6 Maladies et changements climatiques 165
CHAPITRE 7 • LES RESSOURCES GÉNÉTIQUES ET LES BIOTECHNOLOGIES 167
7.1 La domestication de la Nature: une longue histoire 168
7.2 Créer et sélectionner des espèces «utiles» 169
7.3 Gestion et diversité des ressources génétiques 170
7.4 La révolution biotechnologique et les OGM 176
7.4.1 La transgénèse 176
7.4.2 Les applications dans le domaine agricole 178
7.4.3 Comment prévenir les risques liés aux OGM? 179
7.5 Droits de propriété sur les ressources génétiques 182
7.5.1 L’engagement international de la FAO 183
7.5.2 La Convention sur la diversité biologique 184
7.5.3 Les catalogues 185
7.5.4 Le Certificat d’obtention végétale (COV) 186
7.6 Brevets sur le vivant: un débat ouvert 187
CHAPITRE 8 • LA NATURE « UTILE » : VALEURS ET USAGES
DE LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE 189
8.1 Notions de biens et services fournis par les écosystèmes 190
8.2 Bases théoriques de l’évaluation économique
de la diversité biologique 193
8.2.1 Valeurs d’usage et de non-usage 193
8.2.2 Biens économiques et biens gratuits 194
8.2.3 Appropriation et/ou libre accès à la diversité biologique 195

X Table des matières
8.3 Donner un prix à la diversité biologique? 196
8.3.1 Que vaut l’ensemble des écosystèmes? 197
8.3.2 Des «infrastructures naturelles» 198
8.4 Les usages de la diversité biologique 199
8.4.1 Usages alimentaires des ressources vivantes 199
8.4.2 Les produits de l’extractivisme 200
8.4.3 Le bois 201
8.4.4 Les perspectives industrielles des biotechnologies 202
8.4.5 Animaux et plantes d’ornements 205
8.4.6 Écotourisme 206
CHAPITRE 9 • LA CONSERVATION DE LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE 207
9.1 Pourquoi protéger la diversité biologique? 209
9.2 Approches de la conservation 211
9.2.1 Conservation in situ et ex situ 211
9.2.2 Conserver les espèces ou les écosystèmes? 212
9.2.3 Quelles priorités en matière de conservation? 212
9.2.4 Si on parlait d’argent? 214
9.3 Les aires protégées 214
9.3.1 Des parcs nationaux contre les méfaits de l’homme 214
9.3.2 Protéger la Nature avec l’homme 216
9.3.3 Écologie de la réconciliation ou jardin planétaire? 218
9.3.4 L’Europe et la biodiversité: Natura 2000 219
9.3.5 Des réserves pour protéger les ressources marines 220
9.3.6 L’inconnue du changement climatique 221
9.4 Une utilisation durable de la diversité biologique 222
9.4.1 Le développement durable 222
9.4.2 Les savoirs traditionnels 223
9.4.3 L’aménagement du territoire 225
9.5 La conservation ex situ 225
9.5.1 Les jardins botaniques 226
9.5.2 Les parcs zoologiques 227
9.6 La biologie de la conservation 228
9.6.1 Fragmentation des habitats 229
9.6.2 Réintroductions d’espèces 230
9.6.3 Écologie de la restauration 231

Table des matières XI
9.7 L’approche préventive: le bilan de santé des écosystèmes 233
9.7.1 Santé et/ou intégrité des écosystèmes 234
9.7.2 Les indicateurs biotiques 235
9.8 Les perturbations, des alliées de la conservation? 236
9.8.1 Le feu 237
9.8.2 Cyclones et tempêtes 238
9.9 Les conventions internationales 239
9.10 Quelques mesures concernant la conservation des espèces
et des milieux naturels en France 241
9.10.1 Les inventaires patrimoniaux 241
9.10.2 Les protections réglementaires des sites naturels 241
9.10.3 Droit du paysage 242
9.10.4 La maîtrise foncière 242
9.10.5 Le trop-plein juridique? 243
EN GUISE DE CONCLUSION 245
POUR EN SAVOIR PLUS (BIBLIOGRAPHIE SOMMAIRE) 249
INDEX 255

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Introduction
En moins d’un siècle, notre perception de la Nature et du monde vivant
s’est profondément modifiée. On en trouve des témoignages dans les
comportements sociaux et dans les manuels d’enseignement.
Dans le monde à population majoritairement rurale du début du
XXe siècle, l’important est de survivre. Les prédateurs et les ravageurs
des cultures sont encore nombreux et, dans le domaine agricole, les
récoltes sont incertaines. L’homme, en Europe ou sous les tropiques
(c’est la grande période coloniale), a encore des prédateurs redoutables.
Nature et animaux sont souvent perçus comme hostiles. Ainsi, dans les
manuels scolaires français, jusqu’au milieu du XXe siècle, les animaux
sont classés en «nuisibles» et «utiles». La destruction des «nuisibles»
est un véritable enjeu économique national pour favoriser le dévelop-
pement agricole. «Presque tous les insectes sont nuisibles, il faut leur
faire une guerre acharnée» lit-on dans un des manuels scolaires qui
cherchent à préparer les enfants à la vie active.
Cette attitude était tout à fait légitime car l’homme subissait dans
sa vie quotidienne des nuisances insupportables, notamment dans le
domaine agricole (ravageurs des cultures) ou de la santé (malaria par
exemple). Dans ce contexte psychologique, il n’est pas surprenant
qu’il y ait eu des débordements. Les rapports sociaux par rapport aux
rapaces, par exemple, illustrent à la fois une ignorance de la Nature et
de son fonctionnement, une psychose vis-à-vis des espèces sauvages,
et une exaltation de la suprématie de l’homme sur la Nature. «Les
rapaces, des brigands! Tous ces oiseaux-là sont des brigands et

2 Biodiversité
brigands et demi. Il suffit qu’ils soient un peu nuisibles pour que je les
supprime.» (extrait du Chasseur français, 1924).
Que font les scientifiques pendant cette période? Ils collectent,
inventorient, dressent des listes des espèces animales et végétales dans
différentes régions, suivant en cela la tradition des cabinets de sciences
naturelles. Ils participent également à l’effort national de lutte contre
les ravageurs de cultures.
Après la Seconde Guerre mondiale, les comportements vont se modifier
lentement: l’urbanisation et l’industrialisation se sont développées.
De nombreux citoyens s’éloignent du monde rural. L’apparition des
insecticides permet de penser qu’à plus ou moins brève échéance on
pourra contrôler les insectes nuisibles tels que le doryphore, le criquet,
le hanneton, mais aussi les moustiques. Le DDT dont on a dénoncé
plus tard les conséquences écologiques, est alors le produit miracle qui
va enfin pouvoir libérer l’homme d’une partie des servitudes de la
Nature, ouvrant la voie à une production agricole mieux contrôlée.
C’est également à cette époque que se développe la «Révolution
verte» avec une agriculture intensive basée sur des semences à haut
rendement mais qui nécessitent des apports importants en engrais et en
insecticides.
Au début des années 1970, les qualificatifs de «nuisibles» et
d’«utiles» donnés aux animaux disparaissent des manuels scolaires.
On remet même complètement en question cette classification. C’est
également à partir des années 1960 que se développe la science écologi-
que qui construit nos connaissances, non plus sur les espèces, mais sur le
fonctionnement des systèmes naturels et sur les interrelations existant
entre les différentes espèces animales et végétales qui constituent les
«écosystèmes».
Dans les années 1980, l’homme occidental qui a maintenant dominé
la plupart des prédateurs (ou soi-disant prédateurs…) et qui possède
les technologies adaptées à une production agricole contrôlée et inten-
sive, est enfin parvenu à ses fins selon la mentalité qui prévalait au
début du siècle: il est en passe de s’affranchir des contraintes de la
Nature. La situation n’est pourtant pas idyllique car une nouvelle
perception de la Nature se fait jour dans les sociétés occidentales. Sous
la poussée de mouvements écologiques (il s’agit de l’écologisme, pas
de l’écologie scientifique) un sentiment de culpabilité se développe
par rapport à la destruction des espèces qui a été encouragée dans les
décennies précédentes. Les grandes ONG de conservation de la Nature
jouent un rôle important dans cette sensibilisation du public à la dispa-
rition d’espèces phares, surtout les mammifères et les oiseaux. D’autre

Introduction 3
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part le citoyen voit dans la Nature un lieu de repos, de loisirs, de
ressourcement. Il revendique tout à la fois une «Nature» attrayante
(de beaux paysages), accueillante (pas trop de moustiques), vivante
(des animaux et des végétaux à observer). L’intensification de l’agri-
culture avec les conséquences écologiques d’un usage immodéré des
pesticides et des engrais, ou la destruction de paysages bocagers, est
remise en cause. On commence à parler d’environnement au début des
années 1970. L’agriculteur, autrefois force vive de l’économie natio-
nale et jardinier de l’espace «naturel», est marginalisé et accusé, parfois
avec raisons, de détruire les paysages, la faune et la flore. Parallèlement,
dans le monde tropical, la destruction de surfaces importantes de forêts
considérées comme de hauts lieux de la Nature vivante, suscite une
réaction des milieux scientifiques et conservationnistes. L’homme est
mis en accusation: de par ses activités incontrôlées, il est responsable de
l’érosion de la diversité biologique à la surface de la Terre. On a inventé
le terme biodiversité pour qualifier cet impact des activités humaines
sur les espaces naturels et les espèces qu’ils hébergent. C’est une préoc-
cupation mondiale qui culmine à la Conférence de Rio sur le dévelop-
pement durable en 1992. Le débat se déplace du niveau scientifique au
niveau politique.
Et les événements s’enchaînent: il est urgent d’agir pour conserver
la diversité biologique si nous ne voulons pas être les acteurs et les
témoins d’une nouvelle extinction de masse. Pour cela nous avons besoin
tout à la fois de connaissances scientifiques et de volonté politique afin
de prendre des mesures appropriées. On signe des conventions, on crée
des réserves, on tente une mise en application un peu simpliste du prin-
cipe de développement durable. Pour certains, l’éthique est un puissant
levier: nous devons conserver pour nos enfants le monde que nous
avons reçu en héritage. Pour d’autres, il faut trouver des arguments
plus pragmatiques: la diversité biologique est présentée comme une
ressource économique de première importance, tout à la fois réservoir
de gènes et de molécules à usages agricoles, pharmaceutiques et indus-
triels. La marchandisation du vivant ouvre des perspectives économiques
avec les biotechnologies et les brevets sur le vivant. Il est donc logique
que de tels enjeux conduisent à prendre des mesures de conservation
d’une richesse encore très partiellement valorisée.
Parallèlement, chez les scientifiques, les recherches et les centres
d’intérêt se diversifient. Le séquençage des gènes et la biologie molé-
culaire amènent une connaissance de plus en plus intime du monde
vivant, et reposent la question de l’origine de la vie mais, cette fois,
avec des connaissances et des outils qui permettent d’apporter des

4 Biodiversité
réponses concrètes. Les biotechnologies offrent de nouvelles perspectives
d’utilisation du monde vivant par ingénierie génétique des organismes.
Les enjeux économiques sont considérables mais de nouveaux question-
nements d’ordre éthique et scientifique quant aux limites et aux condi-
tions d’utilisation des organismes génétiquement modifiés (OGM) se font
jour. Grâce aux progrès de la génétique et aux nouvelles connaissances
acquises en paléontologie, la grande aventure de l’évolution connaît un
regain d’intérêt de la part du grand public.
Quant à l’inventaire des espèces, il se poursuit sur des bases renou-
velées, et avec de nouveaux outils (écologie, physiologie, biologie
moléculaire, bases de données, etc.). Alors que pendant longtemps on
envisageait la vie dans le cadre étroit des contraintes exercées par son
environnement physico-chimique, on sait maintenant grâce à l’écologie
et à la paléontologie qu’elle a largement contribué à le modifier et à
le façonner. Le monde vivant joue un rôle actif dans la dynamique des
grands cycles biogéochimiques dont certains sont responsables des
équilibres climatiques.
La conservation de la diversité biologique pose sur le plan opérationnel
des questions d’ordre technique et social. La mise en application des
principes du développement durable, point central de toute politique
de conservation, nécessite de trouver des compromis entre la protection
des espèces et le développement.
En moins d’un siècle, le comportement des sociétés occidentales par
rapport à la Nature s’est donc profondément modifié. De la volonté
initiale de maîtriser une Nature hostile, ce comportement s’est progres-
sivement orienté vers une approche plus respectueuse de la vie par la
recherche d’un équilibre entre la satisfaction des besoins de l’humanité
et le fait de ne pas détruire la diversité du monde vivant. La Nature a
toujours un rôle utilitaire, mais il s’agit maintenant de la protéger pour
permettre une meilleure exploitation des ressources qu’elle ne nous a
pas encore révélées. Ce changement d’attitude est le résultat de moti-
vations tout à la fois éthiques, esthétiques, économiques et écologiques
qui agissent conjointement et dont il est bien difficile d’évaluer la part
respective.
Simultanément, nous vivons sur le plan scientifique une période parti-
culièrement exaltante. Les progrès des connaissances sur le monde
vivant n’ont jamais été aussi rapides. Nous repoussons les frontières de
l’infiniment petit, tout en développant les outils permettant d’explorer
la Planète dans son ensemble, et de rechercher des traces de la vie dans
l’Univers. Le prisme de la diversité biologique nous permet d’autre
part de renouveler le débat des relations de l’homme avec la Nature, y

Introduction 5
compris celui des origines de l’humanité. C’est une situation tout à fait
opportune pour transgresser les barrières des disciplines académiques,
pour associer les sciences sociales aux sciences de la Nature dans la
recherche de solutions sur l’avenir de la diversité biologique dont
l’homme est une des composantes. Car l’avenir de biodiversité ne se
résout pas à un problème technique; il dépend des choix économiques
et politiques que les sociétés seront amenées à faire dans les décennies
à venir. Il dépend en quelque sorte de l’attitude de chaque citoyen.
L’objectif de cet ouvrage est ainsi d’ouvrir quelques perspectives en
proposant au lecteur un état des connaissances actuelles sur la diversité
du monde vivant et sur les différents problèmes que soulèvent sa
conservation et son utilisation durable.

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Chapitre 1
Pourquoi s’intéresser
à la diversité biologique ?
Le concept de biodiversité, en tant que problème d’environnement,
s’est formalisé au début des années 1980, et s’est concrétisé lors de la
Conférence sur le développement durable de Rio de Janeiro en 1992,
avec la signature de la Convention sur la diversité biologique (CDB).
En cette fin de XXe siècle, les hommes prenaient conscience de leur
impact sans précédent sur les milieux naturels et des menaces d’épui-
sement des ressources biologiques. Le terme «biodiversité», contraction
de diversité biologique, a d’ailleurs été introduit au milieu des années
1980 par des naturalistes qui s’inquiétaient de la destruction rapide de
milieux naturels, tels que les forêts tropicales. Ils réclamaient alors que
la société prenne des mesures pour protéger ce patrimoine. D’où la
montée en puissance des questions relatives à la gestion et à la conser-
vation de la biodiversité. Simultanément, on réalisait que la diversité
biologique était aussi une ressource économique pour les industries
agroalimentaires et pharmaceutiques. De nouvelles questions de nature
éthique, liées à la marchandisation de la biodiversité et aux prises de
brevets sur le vivant, commençaient également à émerger. Petit à petit
le concept, d’abord restreint à la protection de la Nature, s’est ainsi
enrichi de dimensions sociales, économiques, et éthiques.

8 1 • Pourquoi s’intéresser à la diversité biologique ?
1.1 QUE RECOUVRE LE TERME BIODIVERSITÉ?
La biodiversité est devenue le cadre de réflexion et de discussion dans
lequel on est amené à revisiter l’ensemble des questions posées par les
relations que l’homme entretient avec les autres espèces et les milieux
naturels. Certains diront que la biodiversité est devenue un «média-
teur» entre les systèmes écologiques et les systèmes sociaux. Quoi
qu’il en soit, la question de la biodiversité a maintenant pris place parmi
les grands problèmes d’environnement global, comme le changement
climatique ou la déplétion de la couche d’ozone.
Il est évident que le terme biodiversité est interprété différemment
selon les groupes sociaux en présence. Systématiciens, économistes,
agronomes ou sociologues, ont chacun une vision sectorielle de la
biodiversité. Les biologistes la définiront comme la diversité de toutes
les formes du vivant. L’agriculteur en exploitera les races et variétés à
travers des sols, des terroirs et des régions aux potentialités multiples.
L’industriel y verra un réservoir de gènes pour les biotechnologies ou
un ensemble de ressources biologiques exploitables (bois, pêche, etc.).
Quant au public, il s’intéresse le plus souvent aux paysages et aux
espèces charismatiques menacées de disparition. Tous ces points de
vue sont recevables, car le terme biodiversité recouvre effectivement
des préoccupations de nature différente. Qui plus est, ces différentes
démarches ne sont pas indépendantes et poursuivent implicitement un
même objectif qui est la conservation des milieux naturels et des espèces
qu’ils hébergent.
Le vocable biodiversité est donc un mot-valise qui recouvre des
approches de nature différente. On parle tout à la fois de la biodiversité
naturelle et sauvage, des ressources naturelles comme le bois ou le
poisson, de la biodiversité crée par l’homme à des fins agricoles ou
pour les biotechnologies. Aux problèmes de la protection de la flore et
de la faune sauvages, et de ses espèces charismatiques, sont venus
s’ajouter ceux de la perte de la diversité des espèces domestiques, puis
La Convention sur la diversité biologique définit la diversité
biologique comme étant la «variabilité des organismes vivants de
toute origine y compris, entre autres, les écosystèmes terrestres,
marins et autres systèmes aquatiques et les complexes écologiques
dont ils font partie; cela comprend la diversité au sein des espèces
et entre espèces ainsi que celle des écosystèmes».

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les questions de l’appropriation du vivant par la prise de brevets, et de
la protection juridique des ressources biologiques et des savoirs faire
locaux… Évoquer la biodiversité c’est donc évoquer tout à la fois des
questions de nature écologique, éthique et sociale.
1.2 LES MULTIPLES VISAGES
DE LA BIODIVERSITÉ
1.2.1 La biodiversité produit de l’évolution
La recherche des causes et des conditions qui ont conduit à la diversité
du monde vivant que nous connaissons actuellement est une préoccu-
pation ancienne des scientifiques. Les sciences de l’évolution se posent
la question des mécanismes biologiques et moléculaires qui sont à
l’origine la diversité des espèces et des écosystèmes. Quelles sont les
interactions entre les changements de l’environnement biophysique et
les phénomènes de diversification et de spéciation? Des domaines
dans lesquels nos connaissances progressent rapidement mais restent
fragmentaires. Par ailleurs, il est nécessaire de poursuivre l’inventaire
des espèces entamé au XVIIIe siècle par Linné en tirant parti des progrès
Figure 1.1 Interactions entre les sociétés humaines
et la diversité biologique.
Sociétés humaines
BIODIVERSITÉ
Influence
de
l'homme,
usages
Éthique,
valeurs
attachées
à la
biodiversité
Développement
durable

méthodologiques nous permettant d’avoir accès au monde de l’infini-
ment petit, ainsi qu’aux mécanismes moléculaires impliqués dans la
diversification du vivant. Nous entrons dans une nouvelle étape de la
compréhension du vivant avec en perspective l’accès aux organismes
infiniment petits: un nouveau monde à explorer.
Les recherches sur la dynamique présente et passée de la biodiversité
nous conduisent également à une remise en perspective de l’écologie
longtemps basée sur des principes d’équilibre. La diversité biologique,
Diversité biologique,
biodiversité, biocomplexité
L’usage inconsidéré du mot biodiversité risque de susciter un désin-
térêt, voire une désaffection pour ce terme. Nous proposons donc
de l’utiliser plus spécifiquement pour parler des questions relatives
aux interactions homme/Nature. Historiquement, le terme biodiver-
sité s’applique à l’érosion du monde vivant résultant des activités
humaines, ainsi qu’aux activités de protection et de conservation,
qu’elles se manifestent par la création d’aires protégées ou par des
modifications des comportements en matière de développement
(concept de développement durable).
En ce qui concerne l’ensemble des activités qui relèvent traditionnel-
lement de l’inventaire et de la connaissance du monde vivant, le
terme diversité biologique est parfaitement adapté et c’est celui
qui sera privilégié ici.
Un autre terme, celui de biocomplexité, cherche à s’imposer dans
la mouvance de la biodiversité. La complexité biologique résulte
des interactions fonctionnelles entre les entités biologiques, à tous
les niveaux d’organisation, et l’environnement biologique, chimique,
physique et humain à tous les niveaux d’agrégation, l’homme y
compris. La biocomplexité concerne tous les types d’organismes,
des microbes aux humains, tous les milieux qui vont des régions
polaires aux forêts tempérées et aux zones agricoles, et tous les
usages qu’en font les sociétés. Elle est caractérisée par une dyna-
mique non linéaire et chaotique, des interactions à différentes
échelles spatio-temporelles, une appréhension du système vivant dans
son ensemble et non pas morceaux par morceaux, une intégration
étroite du social et de l’économique.

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on ne le soulignera jamais assez, est le produit du changement. C’est la
variabilité des facteurs de l’environnement qui explique la diversification
des espèces. C’est l’hétérogénéité des habitats qui favorise la richesse
spécifique. Mais, inversement, le monde vivant est aussi capable d’agir
sur son environnement physico-chimique en le modifiant.
1.2.2 La biodiversité en tant que ressource alimentaire
Toute notre alimentation est issue de la biodiversité. De l’époque où
l’homme vivait de chasse et de cueillette, il reste encore l’exploitation des
ressources vivantes marines. La pêche, cette dernière grande entreprise
de cueillette, est pourtant menacée actuellement par la surexploitation
des stocks.
Mais c’est dans le domaine de la domestication des plantes et des
animaux que le génie humain a donné toute sa dimension. L’agriculture
et l’aquaculture sont aussi à l’origine des plus grands bouleversements
de la biodiversité. On a diffusé de par le monde un ensemble d’espèces
qui constituent, à des degrés divers, la base de notre alimentation. Cette
mondialisation, qui a débuté dès les débuts de l’agriculture, a profité à
tous les continents et a concerné beaucoup d’autres espèces.
Tout naturellement, ces espèces introduites ont donné naissance à
nombre de races ou de variétés adaptées aux contextes locaux. L’homme
en a créé des centaines, voire des milliers, et elles aussi sont en danger.
Car l’agriculture moderne qui a été mise en place après la seconde
guerre mondiale (la Révolution verte) n’utilise que quelques variétés
sélectionnées à haut rendement, marginalisant ainsi les races locales. On
redécouvre leur intérêt patrimonial alors que beaucoup d’entre elles
ont disparu.
1.2.3 La biodiversité marchande
Les problèmes liés à la marchandisation de la biodiversité, notamment
les gènes et les molécules utilisées par les biotechnologies, constituent
de nouveaux centres d’intérêt. Lors de la discussion de la CDB, les
pays partenaires ont bien perçu que l’intérêt des industriels pour la
diversité biologique constitue potentiellement une source de revenus.
Lors de la Conférence de Rio en 1992, la discussion s’est ainsi polarisée
sur les enjeux économiques de la mise en valeur des ressources généti-
ques. L’article premier de la CDB met d’ailleurs l’accent sur «le partage
juste et équitable des avantages découlant de l’exploitation des ressources
génétiques, notamment grâce à un accès satisfaisant à ces ressources,
et à un transfert approprié des techniques pertinentes, compte tenu de

tous les droits sur ces ressources et aux techniques, et grâce à un
financement adéquat». La diversité biologique est maintenant consi-
dérée comme une matière première qui intervient dans divers processus
de production (pharmacie, cosmétiques, agroalimentaire, etc.). Elle appa-
raît ainsi comme un capital naturel soumis à une régulation marchande,
source potentielle de profits importants pour les pays détenteurs des
ressources génétiques. C’est ce qui a pu faire croire aux pays du sud
que leur biodiversité était «l’or vert».
Très vite les pays vont s’affronter sur ce terrain. Les ressources se
trouvent en effet, pour l’essentiel, dans les pays du Sud, alors que les
utilisateurs, qui sont les industriels des biotechnologies, sont le plus
souvent représentés par des multinationales du Nord. Les pays du Sud
ne veulent plus admettre l’appropriation de leurs ressources sans contre-
partie financière, et ils dénoncent les pratiques de la «biopiraterie».
En affirmant la souveraineté des États sur leur diversité biologique,
la convention entérine le droit de propriété sur le vivant et ouvre la voie
à la reconnaissance des brevets et à l’élaboration des licences d’exploi-
tation. On a pu dire qu’à Rio le droit des brevets est sorti vainqueur du
droit de l’environnement. C’est un changement radical par rapport à
l’attitude qui avait prévalu depuis le début du XXe siècle considérant la
biodiversité comme un patrimoine commun de l’humanité: chacun
pouvait en faire usage à sa guise, utiliser sa position sociale ou son
pouvoir économique pour exploiter le vivant, et s’en approprier certaines
formes dérivées, comme les procédés et produits de sa transformation.
1.2.4 Les biotechnologies
De nos jours, les biotechnologies apparaissent comme des technologies
de pointe exploitant des processus cellulaires ou moléculaires pour
créer des produits et des services. La transgénèse consiste à transférer
une partie du patrimoine génétique d’un organisme à un organisme d’une
espèce différente. Le caractère universel du code génétique facilite de
tels transferts. En d’autres termes, l’homme peut maintenant envisager
de «diriger» l’évolution en créant de nouveaux organismes vivants.
Mais l’utilisation qui est faite des organismes génétiquement modifiés
(OGM) suscite de vifs débats dans la société. Dans le domaine médical,
le vivant est en passe également de devenir la matière première privilégiée
avec les récentes découvertes concernant les cellules-souches embryon-
naires humaines.
Les biotechnologies nous sont également présentées comme des
sources majeures d’innovations dans beaucoup d’autres secteurs: la

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lutte contre la pollution, la production d’énergie ou la fabrication de
textiles. La microbiologie industrielle utilise les capacités enzymatiques
et métaboliques des micro-organismes pour la fermentation de matières
premières agricoles et la fabrication d’aliments (œnologie, brasserie,
fromagerie, etc.).
1.2.5 La biodiversité à protéger
Depuis longtemps les hommes se sont préoccupés de la disparition ou
de la quasi-disparition d’espèces: celles de l’auroch et du bison en
Europe, du dodo de l’île Maurice, du grand pingouin de l’Arctique, et
du pigeon migrateur américain. Tous ces exemples qui concernent des
espèces souvent emblématiques, sont le résultat en grande partie d’une
chasse trop intensive. Mais avec les progrès technologiques et la
nécessité de conquérir de nouveaux espaces pour satisfaire les besoins
d’une population en forte croissance, l’homme agit maintenant avec
une ampleur sans précédent sur les milieux naturels et la diversité du
monde vivant. Des milieux naturels disparaissent, des espèces sont
menacées de surexploitation. À la fin des années 1970, des naturalistes
ont ainsi attiré l’attention sur la destruction rapide de certains milieux
tels que les forêts tropicales. De manière plus radicale, le zoologiste
américain E.O. Wilson affirme que l’homme est la cause d’une extinc-
tion équivalente aux grandes extinctions du passé. D’autres n’hésitent
pas à prophétiser la disparition de la vie sur Terre, et de l’homme avec
elle, si l’on ne fait rien pour inverser la tendance. Dans ce contexte, il
s’agit de rechercher des stratégies de conservation afin de préserver un
patrimoine naturel qui constitue un héritage pour les générations futures.
De fait, même si le problème du partage des bénéfices tirés de
l’exploitation des ressources biologiques retient l’attention, plus que la
protection des forêts tropicale, la CDB apparaît comme le premier accord
international à proposer une approche intégrée de la conservation et de
l’exploitation durable des ressources biologiques.
1.2.6 La biodiversité dont on ne veut pas
Le discours sur la biodiversité tenu par les ONG et les médias – et
auquel souscrit une partie de la communauté scientifique – ne parle
que des aspects patrimoniaux de la biodiversité, et des moyens de la
préserver. Ils marginalisent plus ou moins délibérément le fait que
l’homme, depuis ses origines, a eu à lutter contre une partie de la
biodiversité pour assurer sa survie. Maladies parasitaires, microbiennes

ou virales, affectant l’homme, ses plantes cultivées et ses animaux domes-
tiques, espèces prédatrices ou dangereuses, phobies, etc., sont autant
de raison de chercher à contrôler, voire à éradiquer, certaines espèces.
N’a-t-on pas qualifié le moustique de «serial-killer». Dans ce domaine
la littérature reste souvent muette, les conservationnistes écartant déli-
bérément cette question de leurs discours, et le monde médical ou
vétérinaire, ignorant le plus souvent la thématique biodiversité. Or, dans
le domaine de la santé, on trouve d’excellents modèles illustrant les
capacités d’adaptation de la biodiversité aux nouvelles conditions créées
par les comportements et habitats humains, ainsi qu’aux moyens de
lutte qui ont été développés contre les pathogènes.
La lutte contre les pathogènes et leurs vecteurs, ou contre les nuisances
d’origine animale ou végétale, mobilise des moyens considérables. On
imagine mal interrompre les opérations de lutte et de contrôle. Comment
concilier ces activités avec la conservation de l’autre partie de la biodi-
versité? Et, surtout, comment concilier les actions de conservation avec
la protection de la santé humaine?
1.2.7 Biodiversité et société
Le préambule de la CDB mentionne la responsabilité des hommes dans
l’appauvrissement de la diversité biologique mais reconnaît que le
développement économique et social est une priorité pour les pays en
développement et que les États ont des droits souverains sur l’utilisation
et la conservation de leurs ressources biologiques. Cette Convention est
en réalité un compromis politique entre diverses communautés d’intérêt.
Ce qui est certain, c’est qu’il n’y a pas de mesure en matière de
conservation qui ne soit voulue et acceptée par la société. L’usage
comme la conservation de la diversité biologique sont à l’origine de
conflits d’intérêts dont la résolution dépend de choix en matière de
développement économique et d’utilisation des ressources biologiques,
mais aussi de systèmes de valeurs inhérents aux sociétés et dans lesquels
la diversité biologique occupe ou non une place.
Les motivations peuvent relever d’une démarche éthique qu’elle soit
ou non d’inspiration religieuse: nous ne devons pas détruire ce que la
Nature a mis si longtemps à créer. Dans ce contexte, la conservation va
de soi. Dans d’autres cas, on cherche à protéger une ressource. C’est
l’objectif par exemple de certaines aires marines protégées qui sont
mises en place pour protéger les stocks de poissons. Ou bien encore, on
peut chercher à protéger des espèces et des écosystèmes dans une pers-
pective économique: écotourisme, ressources biologiques, etc. Certains

mettent en avant le rôle fonctionnel de la diversité biologique dans le
fonctionnement des écosystèmes: rôle des insectes pollinisateurs, rôle
des zones humides dans l’épuration des eaux, etc.
Cependant, si ONG et conservationnistes sont prompts à dénoncer
l’action de l’homme, on se doit d’en rechercher les causes et les moyens
éventuels d’y remédier. La démographie entraîne presque automatique-
ment des besoins plus importants en terres et en ressources. Dont acte.
Mais deux autres facteurs ont également un poids considérable: la
pauvreté et la recherche du profit à court terme. Ainsi, les Nations
Unies ont bien identifié la lutte contre la pauvreté comme l’un des
objectifs du prochain millénaire. Ceux qui ont faim sont moins enclins
que d’autres à se préoccuper de la conservation des ressources naturelles.
Il reste à mettre en œuvre un tel projet! Quant au profit à court terme, il
est presque inhérent à l’économie libérale. De très nombreux exemples
montent que la biodiversité est menacée à tous les niveaux pour des
motifs qui relèvent au mieux de l’activité économique bien comprise,
que de la cupidité, du braconnage ou de la corruption… Des attitudes
qui ne nous sont pas inconnues, mais qui restent difficiles à maîtriser.
Sans compter que, de manière plus subtile, les subventions accordées à
certaines activités ont un effet tout aussi pervers. Et là, en théorie, on
pourrait agir!

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Chapitre 2
La diversité biologique :
un état des lieux
En dépit de l’attention qui est accordée à la diversité biologique depuis
une dizaine d’années par les médias et les scientifiques, nos connais-
sances ne permettent pas d’en dresser un état exhaustif, d’autant qu’elle
n’est pas distribuée de manière uniforme sur la Planète. Nous en avons
néanmoins une perception globale suffisante pour permettre de jeter
les bases d’une politique de conservation, conforme aux objectifs de la
Convention sur la diversité biologique.
2.1 LA CLASSIFICATION DU VIVANT
ET SES PRINCIPES
La classification est une manière d’organiser l’information en regroupant
ce qui est similaire. On tente ainsi depuis des siècles de décrire, de
nommer, de classer, de compter les espèces, et il y a différentes façons
de le faire. En son temps, Aristote regroupait les humains et les oiseaux
parce qu’ils marchent sur deux jambes. Aujourd’hui, les classifications
sont basées sur le degré de similarité génétique entre individus et
regroupent les organismes en fonction de leurs parentés phylogénétiques.

18 2 • La diversité biologique : un état des lieux
2.1.1 Les niveaux d’organisation du monde vivant
Une des caractéristiques du monde vivant est sa structuration complexe
et hiérarchisée: les atomes s’organisent en cristaux (monde inanimé)
ou en molécules, et ces molécules s’organisent à leur tour en cellules
capables de se reproduire (monde vivant). Les cellules peuvent s’agréger
et coopérer pour constituer des organismes multicellulaires. Les indivi-
dus, unis ou pluricellulaires, s’organisent en populations et en commu-
nautés multispécifiques. Si l’on prend en compte le milieu dans lequel
vivent les organismes, on accède alors à des ensembles de plus en plus
complexes appelés écosystèmes, paysages et biosphère. Dans cette échelle
hiérarchique les éléments d’un niveau d’organisation constituent les
unités élémentaires qui vont entrer dans la constitution du niveau
d’organisation supérieur. À chaque étape, émergent des structures et
des propriétés nouvelles qui sont le résultat des interactions entre les
éléments du niveau inférieur.
L’unité élémentaire du monde vivant est l’individu, porteur d’un
patrimoine génétique propre. L’ensemble de ses gènes constitue son
génotype. Une bactérie contient environ 1 000 gènes, certains champi-
gnons de l’ordre de 10 000. Il y en a un peu plus de 20 000 à 25 000
chez l’homme.
L’espèce est l’ensemble des individus susceptibles d’échanges
génétiques fertiles et féconds (voir paragraphe 2.1.3) Une espèce est
souvent répartie en populations plus ou moins isolées qui peuvent, ou
non, échanger des individus et donc des informations génétiques. La
population correspond à l’ensemble des individus d’une même espèce
biologique habitant un même milieu. C’est à ce niveau d’organisation
que s’effectue la sélection naturelle. Des populations fragmentées inter-
actives sont des métapopulations.
La taxinomie est la discipline scientifique qui consiste à nommer,
décrire et classer les êtres vivants. Cette science, très formalisée,
obéit aux instructions de codes internationaux de nomenclature.
La systématique quant à elle a pour objectifs l’étude de la diver-
sité des organismes et la compréhension des relations entre les
organismes vivants et fossiles, c’est-à-dire leurs degrés de parenté.
Ce que l’on appelle actuellement biosystématique, est une approche
moderne de la systématique qui fait appel à des informations de
différentes origines: morphologie, génétique, biologie, comporte-
ment, écologie, etc.

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Les ensembles d’espèces délimités le plus souvent sur des bases taxi-
nomiques constituent les peuplements ou les communautés. La biocénose
est l’ensemble des populations d’espèces animales et végétales qui vivent
dans un milieu donné.
Le terme écosystème a été introduit par Tansley en 1935 pour nommer
un système écologique qui combine l’ensemble des organismes vivants
et leur environnement physico-chimique. La Convention sur la diversité
biologique définit l’écosystème comme un «complexe dynamique formé
de communautés de plantes, d’animaux et de micro-organismes, et de
leur environnement non vivant qui, par leur interaction, forment une
unité fonctionnelle». Cette définition légale n’est pas différente sur le
fond de ce que l’on trouve dans les traités d’écologie.
La biosphère (sensu stricto) est l’ensemble des organismes vivants qui
peuplent la surface de la Terre. Néanmoins on définit aussi la biosphère
(sensu lato) comme la pellicule superficielle de la planète qui renferme
les êtres vivants, et dans laquelle la vie est possible en permanence. Cet
espace comprend ainsi la lithosphère (écorce terrestre), l’hydrosphère
(ensemble des océans et des eaux continentales), et l’atmosphère
(enveloppe gazeuse de la Terre).
2.1.2 Les hiérarchies taxinomiques:
la recherche d’un ordre évolutif et fonctionnel
dans la diversité des espèces
La classification consiste à reconnaître et à définir des groupes ou
taxons – c’est-à-dire un ensemble d’organismes possédant en commun
au moins un caractère particulier – et à les classer dans des ensembles
hiérarchisés. D’abord basée à la Renaissance sur l’idée d’une classifi-
cation descendante (division a priori de grandes classes en sous-classe),
la taxinomie a évolué vers une classification ascendante qui consiste à
regrouper des taxa apparentés en taxa d’ordre supérieur. La classifica-
tion du monde vivant postule que les espèces appartenant aux mêmes
taxa partagent un certain nombre de caractéristiques morphologiques,
biologiques et écologiques communes qui diffèrent de celles d’autres
taxa.
Les naturalistes du monde entier utilisent un même système de nomen-
clature générale proposé par Linné pour nommer et classer les espèces.
Dans cette classification biologique, à chaque rang de la hiérarchie
correspond un nom de taxon. À la base, le système binominal est consti-
tué d’un nom de genre suivi d’un nom d’espèce. Chacune des catégories
supra-spécifiques (genre, famille, ordre, division, classe, phylum, etc.)

sert à rendre compte des degrés de parenté entre les taxons de rang
inférieur (voir tableau 2.1).
On a utilisé divers critères pour hiérarchiser les taxons. La hiérarchie
phénétique est fondée sur la similitude des formes ou des caractères
morphologiques entre les espèces. La taxonomie numérique fait l’hypo-
thèse que les organismes qui partagent des caractéristiques communes
(traits homologues) ont une histoire évolutive similaire, sans préjuger
pour autant de leur généalogie. Cependant, les convergences morpho-
logiques au cours de l’évolution ont pu conduire à des regroupements
discutables. Ainsi, les Dipneustes (poissons à poumons fonctionnels tels
que le Protopterus) sont plus proches morphologiquement du saumon
que de la vache, mais ils ont avec la vache un ancêtre commun plus
récent qu’avec le saumon. Comment faut-il donc classer les Dipneustes?
La hiérarchie phylogénétique est fondée quant à elle sur la parenté
évolutive de groupes issus d’ancêtres communs. La classification cladis-
tique (parfois appelée classification hennigienne) part du principe qu’au
cours de l’évolution une espèce ancestrale donne naissance à deux
espèces filles. Un groupe d’espèce est dit monophylétique lorsqu’il
dérive d’un seul ancêtre commun, alors qu’un groupe polyphylétique
comprend des espèces qui présentent des ressemblances, mais ne
descendent pas toutes en ligne directe d’un ancêtre commun. Chez les
TABLEAU 2.1 CLASSIFICATION BIOLOGIQUE HIÉRARCHIQUE DE TROIS ESPÈCES ANIMALES.
Niveau Espèce 1 Espèce 2 Espèce 3
Domaine Eucaryotes Eucaryotes Eucaryotes
Règne Animal Animal Animal
Embranchement Arthropodes Arthropodes Chordés
Classe Insectes Crustacés Mammifères
Ordre Diptères Décapodes Primates
Famille Nématocères Caridés Hominidés
Genre Aedes Homarus Homo
Espèce aegypti americanus sapiens

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Vertébrés actuels, le groupe des «poissons» est un ensemble polyphy-
létique. Par exemple les Actinoptérygiens (comme la truite) sont plus
proches des Tétrapodes que des Chondrichtyens (raies, requins).
Les méthodes de la phylogénie moléculaire reposent sur l’hypothèse
que les espèces les plus apparentées présenteront des séquences de
gènes qui se ressemblent plus qu’elles ne ressemblent aux séquences
du même gène des autres espèces. Le degré de différence entre les
séquences de gènes dans des organismes différents peut être utilisé
comme une mesure de la distance évolutive entre ces organismes. La
recherche de relations de parenté entre organismes se fait ici sur les gènes
et non plus sur les traits morphologiques. On peut donc comparer des
organismes aussi différents que les bactéries et l’homme. Mais il ne
faut jamais oublier que les phylogénies ainsi établies ne sont que des
reconstructions hypothétiques du passé.
Grâce au développement des outils de la biologie moléculaire, la
classification phylogénétique prend actuellement le pas sur la classifi-
cation phénétique. Les premières phylogénies moléculaires apparaissent
dans les années 1970 quand Carl Woese entreprend de reconstruire la
phylogénie des bactéries en utilisant l’ARN ribosomique: ARNr 16S
chez les bactéries, puis l’ARNr 18S chez les Eucaryotes. Auparavant,
on avait commencé à développer le séquençage des protéines par électro-
phorèse pour déterminer la séquence des acides aminés. Une technique
qui a été largement utilisée mais qui est supplantée par le séquençage
des acides nucléiques, ADN et ARN.
Au gré des nouvelles recherches et découvertes, la classification peut
être modifiée afin de mieux refléter les différentes lignées évolutives.
Des changements sont parfois fréquents, aussi bien pour les espèces
actuelles que pour les espèces fossiles. La taxinomie est donc une science
en perpétuelle évolution. Par exemple, les Eucaryotes constituent un
groupe très hétérogène dans lequel on distinguait quatre grands ensem-
bles: les animaux, les plantes, les champignons et un groupe mal défini,
les protistes. Les phylogénies moléculaires basées sur l’ARNr 18S ont
permis de mieux comprendre les relations de parenté entre ces diffé-
rentes lignées. Plusieurs «super-groupes» ont été reconnus, suggérant
que la pluricellularité est apparue plusieurs fois et indépendamment au
cours de l’évolution. Les plantes terrestres, les champignons, les algues
brunes et les animaux ont chacun une origine évolutive distincte. Les
champignons paraissent évolutivement plus proches des animaux que des
plantes. Nous sommes donc (toutes proportions gardées…) plus proches
d’une truffe que d’une pâquerette! Les algues ne constituent pas un
groupe monophylétique. Certaines se rapprochent de plantes terrestres,

d’autres sont plus proches des protistes. En outre la majorité des lignées
eucaryotes n’a pas de représentants pluricellulaires, ce qui sous-entend
que l’évolution n’irait pas nécessairement dans le sens de la pluri-
cellularité.
Chez les Métazoaires (figure 2.1), à la vision classique d’un arbre
phylogénique à complexité croissante (figure 2.1A) est venue se substi-
tuer une vision dans laquelle tous les groupes «intermédiaires» ont
disparu (figure 2.1B). Les Arthropodes seraient proches des Nématodes,
Où placer les virus?
Il existe des êtres étranges, les virus. Ils sont constitués d’un peu
de matériel génétique, ADN ou ARN, enfermé dans une enveloppe
de protéines. Il n’existe pas de gènes universels communs aux orga-
nismes cellulaires et aux virus. Ils ne possèdent pas de ribosomes,
et donc pas d’ARNr et ne peuvent donc être inclus dans l’arbre
universel du vivant. Ils exploitent les systèmes moléculaires de leurs
hôtes pour exprimer leur information génétique et se multiplier.
Le biologiste André Lwoff en a donné une définition en 1957 qui
sert encore de référence: ce sont des organismes de petite taille
qui n’ont qu’un type d’acide nucléique (ADN ou ARN) en guise
de génome, qui ne possèdent aucune des enzymes nécessaires
pour produire de l’énergie, qui sont incapables de se multiplier par
division, et qui sont des parasites intracellulaires obligatoires…
Malgré tout cela, il existe une très grande diversité de virus qui
constituent une énigme pour les scientifiques.
Après les avoir considérés comme la forme la plus élémentaire de
vie, on les a même classés à une époque parmi les substances
chimiques. Savoir si un virus est vivant, c’est un peu se poser la
question: qu’est-ce que la vie? Ce qui est certain est que les virus
échangent de l’information génétique avec les organismes vivants.
Le génome d’un virus peut ajouter des gènes viraux au génome de
l’hôte, et devenir en quelque sorte une partie de ce génome. Qu’ils
soient ou non vivants, les virus sont donc à la frontière qui sépare
le monde vivant de celui de la biochimie. Certains scientifiques
les considèrent actuellement comme des parasites qui utilisent les
matériaux et l’énergie d’une cellule hôte pour synthétiser les acides
nucléiques et les protéines qui leur permettent de se multiplier et
de se propager.

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et les mollusques appartiennent à un ensemble comprenant notamment
les Brachiopodes, les Annélides et les Plathelminthes. Nos insectes quant
à eux sont probablement des crustacés qui se sont adaptés au milieu
terrestre. La phylogénie moléculaire fait apparaître que la simplicité
apparente de certains groupes considérés pendant longtemps comme
primitifs (Plathelminthes, Nématodes) serait en réalité le résultat d’une
simplification secondaire. De même les microsporidies, dépourvues de
mitochondries, ont longtemps été considérées comme primitives, alors
qu’il s’agirait en fait de lignées tardives ayant perdu secondairement
leurs mitochondries.
2.1.3 La notion d’espèce
La notion d’espèce est depuis longtemps un sujet de controverses, et il
n’existe à l’heure actuelle aucune définition entièrement satisfaisante.
Figure 2.1 Comparaison de deux phylogénies des métazoaires
A: la phylogénie traditionnelle où les clades successifs émergent
par ordre de complexité croissante.
B: phylogénie obtenue en utilisant des séquences d’ARN 18S et
de gènes Hox.
Chordés
Hémichordés
Échinodermes
Brachiopodes
Mollusques
Annélides
Arthropodes
Nématodes
Némertes
Plathelminthes
Cténophores
Cnidaires
Spongiaires
Chordés
Hémichordés
Échinodermes
Brachiopodes
Mollusques
Annélides
Némertes
Plathelminthes
Arthropodes
Nématodes
Cténophores
Cnidaires
Spongiaires
A B

Jusqu’au milieu du XVIIIe siècle, les systématiciens avaient une concep-
tion fixiste des espèces: elles étaient telles que Dieu les avait créées,
en nombre limité. Le but de la taxinomie était alors d’inventorier
toutes les formes de vie existantes et de décrire leurs caractères spéci-
fiques. Linné a formalisé cette conception en matérialisant l’espèce par
un individu type (holotype): l’espèce est un ensemble d’individus
identiques entre eux, et avec le spécimen «type», c’est-à-dire l’exem-
plaire ayant servi à décrire et caractériser l’espèce sur le plan morpho-
logique. Ce type est déposé dans un Muséum où il sert de référence, ou
en quelque sorte d’étalon, pour des comparaisons ultérieures.
Cette notion fixiste n’a pas résisté à la découverte des mécanismes
de l’évolution (mutation, sélection, dérive génétique) et a fait place
vers le milieu du XXe siècle au concept d’espèce biologique fondé non
seulement sur la ressemblance, mais également sur l’interfécondité des
individus constituant une population, et dont les descendants sont eux-
mêmes interféconds. Ainsi, l’âne et le cheval qui peuvent se reproduire
sont des espèces distinctes car leurs descendants ne sont pas féconds.
C’est donc l’isolement reproductif d’un groupe d’individus qui en fait
une espèce, mais encore faut-il qu’on puisse le démontrer. Il est en effet
matériellement impossible de croiser la plupart des formes sauvages
pour vérifier, ou non, leur interfécondité potentielle. Il en résulte une
difficulté évidente pour appliquer le concept d’espèce biologique. En
outre, cette définition ne s’applique en toute rigueur qu’aux espèces à
reproduction bisexuée, et laisse en suspens la question pour les micro-
organismes. Malgré les réserves que l’on peut émettre à son sujet on
continue donc, quand c’est possible, à utiliser largement la description
morphologique pour identifier les espèces, en la complétant éventuel-
lement par une description biochimique.
Au sein d’une même espèce on peut distinguer des ensembles, que
l’on qualifie de sous-espèces, de races, de souches, de variétés, etc. Il
n’existe pas de définition précise et universellement admise de ces caté-
gories infraspécifiques qui peuvent être établies sur des bases morpho-
logiques, géographiques, ou encore génétiques.Ainsi reconnaît-on parmi
les nombreuses races d’animaux domestiques des formes bien différen-
ciées sur le plan morphologique. Mais la variabilité intraspécifique peut
s’exprimer de bien d’autres façons, dans le comportement reproducteur
ou dans les modes de communication par exemple.
Depuis peu, les outils de la biologie moléculaire sont devenus des
auxiliaires précieux pour séparer les individus appartenant à des espèces
très proches sur le plan morphologique: on parle d’espèces jumelles

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pour désigner des espèces biologiques ayant acquis un isolement
reproductif mais qui sont encore difficiles à distinguer sur la base de
leurs seuls caractères morphologiques.
2.1.4 Écosystèmes
Le concept d’écosystème est une notion abstraite: l’association d’un
milieu physico-chimique (le biotope) et d’une communauté d’êtres
vivants (la biocénose), crée un réseau d’interactions entre leurs éléments
constitutifs. Dans la pratique cependant, les écologistes ont tendance à
assimiler les écosystèmes à des entités morphologiques ou biotiques,
telles que les lacs, les bassins versants, ou les massifs forestiers intuiti-
vement reconnues.
Le fonctionnement d’un écosystème est caractérisé par:
• des flux d’énergie entre les organismes tels les végétaux qui accumu-
lent de l’énergie solaire par photosynthèse, les animaux herbivores qui
utilisent cette énergie, et les décomposeurs qui recyclent la matière
organique;
• des cycles biogéochimiques qui résultent de la circulation de la matière
sous forme de substances alternativement minérales et organiques. Ces
cycles concernent en particulier l’eau, le carbone, l’oxygène, l’azote,
le phosphore, etc.;
• des chaînes alimentaires qui structurent l’écosystème en niveaux
trophiques. Les interactions de type trophique – ou alimentaire –
sont les moteurs des flux d’énergie et de matière.
L’écosystème est une notion essentiellement dynamique: les flux,
les cycles biogéochimiques et les structures trophiques évoluent en
permanence dans le temps et dans l’espace. Un bon exemple pour
illustrer ce phénomène est celui d’un fleuve avec son lit mineur et sa
plaine d’inondation: en fonction du cycle hydrologique, le niveau
d’eau modifie profondément le paysage ainsi que les interactions entre
espèces.
La biosphère est l’écosystème ultime. La prise en compte de facteurs
globaux (changements climatiques naturels ou sous influence humaine,
grands cycles biogéochimiques, mondialisation des transferts d’espè-
ces, etc.) en fait maintenant un niveau d’étude pertinent. Les recher-
ches sur le fonctionnement global du système Terre sont devenues une
réalité.

2.2 L’INVENTAIRE DES ESPÈCES
La diversité biologique concerne tous les niveaux de l’organisation du
vivant, des gènes aux écosystèmes. Mais on parle le plus souvent de la
diversité des espèces (en réalité la richesse en espèces) car c’est le
niveau le plus simple à appréhender.
Botanistes et zoologistes ont entrepris, il y a près de trois siècles, la
description et l’inventaire des espèces vivantes. Carl Linné dénombrait
9 000 espèces de plantes et d’animaux au milieu du XVIIIe siècle. Deux
siècles et demi plus tard, avec plus de 1,8 million d’espèces décrites,
nous savons que l’inventaire du vivant est loin d’être terminé, surtout
dans les régions tropicales. Nul ne sait en réalité quel est le nombre
Les biocénoses:
des ensembles aléatoires ou structurés?
Une question centrale de l’écologie des écosystèmes est de savoir
si l’ensemble des espèces présentes dans un milieu est le fruit du
hasard (c’est-à-dire une collection aléatoire de populations qui ont
réussi à coloniser l’écosystème et à s’y maintenir), ou le résultat
d’une sélection sur la base d’une co-évolution entre les espèces,
ainsi qu’entre les espèces et leur environnement physico-chimique,
de telle sorte qu’il existe un réseau d’interdépendance entre ces
espèces. Certains écologistes penchent actuellement pour la seconde
hypothèse, mais ils ont néanmoins de nombreuses difficultés pour
mettre en évidence ces différents types d’interactions.
En réalité, la dimension temporelle joue un rôle important. Lorsqu’un
nouvel habitat est créé, il y a colonisation par des espèces oppor-
tunistes et le peuplement est en grande partie aléatoire. Avec le
temps, il peut y avoir co-évolution des espèces et acquisition d’un
degré d’interdépendance plus important. Par exemple, les lacs nord
tempérés qui étaient sous les glaces lors de la dernière période
glaciaire il y a 15 000 ans, ont une faune peu diversifiée, sans
endémiques, qui résulte d’une recolonisation de proximité après
la fonte des glaces. À l’inverse, les grands lacs d’Afrique de l’Est
qui existent depuis des millions d’années ont une faune riche en
espèces et en endémiques, avec des relations interspécifiques
complexes qui résultent d’une longue co-évolution.

2.2 L’inventaire des espèces 27
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non
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est
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délit.
d’espèces vivantes à la surface de la Terre, mais il pourrait se situer
selon les estimations entre 7 et 100 millions. Cette incertitude révèle
l’étendue de notre ignorance, ce qui est pour le moins fâcheux quand
on cherche à démontrer que les activités humaines suscitent une
érosion sans précédent de la diversité biologique… Au rythme moyen
de 10 à 15 000 espèces nouvelles décrites chaque année, il faudra
encore plusieurs siècles pour compléter l’inventaire!
TABLEAU 2.2 ESTIMATION DU NOMBRE D’ESPÈCES ACTUELLEMENT RECENSÉES
ET DU NOMBRE D’ESPÈCES PROBABLES.
Ce nombre d’espèces probables est une extrapolation assez hypo-
thétique, mais qui donne des ordres de grandeur quant à la
richesse du monde vivant.
Groupes
taxinomiques
Nombre approximatif
d’espèces recensées
Nombreestimé
d’espèces
Virus 4 000 500 000?
Bactéries 4 000 1 000 000?
Champignons 72 000 1 à 2 000 000
Protozoaires 40 000 200 000?
«Algues» 40 000 400 000?
Fougères 12 000
Plantes 270 000 320 000
Animaux
invertébrés Éponges
Cnidaires
Plathelminthes
Nématodes
Arachnides
Crustacés
Insectes
Mollusques
Annélides
Échinodermes
10 000
10 000
20 000
30 000
92 000
55 000
1 000 000
85 000
12 000
7 000
10 000 000
400 000
750 000
150 000
8 000 000
200 000
Animaux
vertébrés
Poissons
Amphibiens
Reptiles
Oiseaux
Mammifères
29 000
5 800
8 300
9 900
5 400
30 000
6 000
8 500
10 000
5 500

En réalité le niveau de connaissance est variable selon les groupes
taxinomiques. Des recensements quasi exhaustifs ne sont disponibles
que pour un petit nombre de groupes zoologiques ou botaniques. C’est
le cas pour les mammifères et les oiseaux qui sont actuellement connus
à plus de 95%. Le nombre des insectes par contre est très certainement
largement supérieur à celui pourtant considérable (1000 000) enregistré
jusqu’ici. Les insectes représentent près des deux tiers des nouvelles
descriptions d’espèces. Quant au nombre des champignons il pourrait
se situer entre 1 et 2 millions et celui des nématodes, petits vers parasites
de plantes et d’animaux, serait de plusieurs centaines de milliers. Les
sources des nouvelles espèces sont essentiellement les régions tropi-
cales, les récifs coralliens, les grands fonds marins, mais également, sous
toutes les latitudes, les milieux d’accès difficile et les petites espèces
(faune du sol, méiofaune marine) et les parasites. Un mètre cube de sol
de prairie tempérée contient des milliers d’espèces de micro-organismes
et d’invertébrés dont on ignore le plus souvent le statut taxinomique et
l’activité métabolique.
Pour d’autres groupes, comme les bactéries et les virus, chez lesquels
les scientifiques ont plus de mal à caractériser les espèces que chez les
L’écologie moléculaire
Chez les bactéries, la notion d’espèce a longtemps été calquée sur
celle des autres groupes: l’appartenance à une espèce était décidée
en fonction du nombre de caractéristiques physiologiques et biochi-
miques partagées avec une souche type. Mais, dans de nombreux
environnements, seule une proportion minime d’espèces est
susceptible d’être isolée et cultivée, par rapport à toutes celles qui
sont présentes. La biologie moléculaire permet et les méthodes
d’amplification PCR qui permettent une amplification et la déter-
mination rapide de la séquence de gènes à partir d’une petite
quantité de cellules, ont permis d’accéder à l’ADN bactérien des
espèces libres sans recourir aux cultures. On peut ainsi générer un
véritable inventaire de la diversité moléculaire qui nous a révélé
une énorme diversité de Procaryotes dans tous les environnements,
y compris ceux possédant des caractéristiques physiques et chimi-
ques extrêmes. Ces travaux montrent également qu’une grande
partie de cette diversité ne relève pas de lignées déjà connues,
mais qu’il existe un nombre très important de groupes jusqu’alors
inconnus et génétiquement éloignés les uns des autres.

2.3 La systématique, l’informatique et Internet 29
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non
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est
un
délit.
vertébrés ou les insectes, le nombre est très certainement bien supérieur
à celui connu à l’heure actuelle (voir encadré sur l’écologie moléculaire).
Ainsi, en utilisant les techniques de biologie moléculaire, on a montré
que le picoplancton marin (organismes de très petite taille entre 0,2 et
2-3 microns) qui constitue la base de l’écosystème pélagique, recèle de
nombreux groupes d’Eucaryotes non répertoriés. Le séquençage de
l’ARN ribosomal d’un échantillon de picoplancton du Pacifique a montré
que la presque totalité des séquences ne pouvaient être rattachées à
celles d’organismes connus. On a découvert en particulier des espèces
d’algues vertes primitives (les Prasinophytes) non isolées à ce jour, et
de nouvelles branches dans l’arbre des Protistes. Ce qui est également
nouveau est que la majorité des séquences obtenues appartiennent à
des organismes qui sont soit des espèces prédatrices, soit des espèces
impliquées dans la dégradation de la matière vivante, fonction que l’on
pensait jusqu’ici principalement assurée par les bactéries et non par des
Eucaryotes.
2.3 LA SYSTÉMATIQUE, L’INFORMATIQUE
ET INTERNET
Nommer, classer et identifier les espèces est un travail délicat qui néces-
site d’utiliser:
• des collections de référence de spécimens types, en principe déposées
dans des musées;
• des publications spécialisées décrivant les espèces nouvelles;
• des faunes et des flores accompagnées de clés d’identification qui
synthétisent l’information disponible et donnent accès à la connais-
sance taxinomique.
Il en résulte que la connaissance des divers groupes taxinomiques a
longtemps été le privilège d’une poignée de spécialistes dont le nombre
fluctue selon les politiques et les modes. On fait d’ailleurs le constat,
un peu partout dans le monde, d’une véritable crise en matière de recru-
tement de systématiciens. Dans un tel contexte, si l’on veut accélérer le
processus d’inventaire de la diversité biologique qui nécessitera encore
plusieurs siècles, et utiliser au mieux l’information existante souvent
dispersée dans de nombreuses revues, il faut avoir recours à des moyens
puissants et interactifs de gestion et de diffusion de l’information taxi-
nomique.
L’informatique est donc naturellement apparue comme l’outil indispen-
sable au stockage, à la gestion et à l’analyse de toutes ces informations.

Si des progrès considérables ont été faits dans le domaine des logiciels
et des traitements informatisés, un système informatique performant
en matière de systématique et d’inventaires taxinomiques fait encore
cruellement défaut à l’heure actuelle. Paradoxalement, des moyens
autrement plus importants ont été mis dans la connaissance des étoiles
et l’exploration de l’espace que dans celle des organismes vivants qui
nous entourent.
Pourtant des référentiels taxinomiques constitués de listes de noms
de référence et de leurs synonymes, sont en cours de constitution et
consultables sur Internet. Ils peuvent être complétés par des informa-
tions sur la description des espèces, leur répartition géographique, les
collections déposées dans les grands muséums, etc. Ainsi la collection
de poissons du Muséum national d’histoire naturelle de Paris est
consultable sur Internet.
Il existe de nombreuses bases de données soit régionales soit par
groupe d’espèces. Ainsi Fishbase traite de l’ensemble des poissons alors
que Titan s’intéresse aux Coléoptères des bois, etc. Un objectif est de
mettre en réseau ces différentes bases pour avoir accès à l’ensemble de
l’information concernant la biodiversité. Le catalogue de la Vie (Cata-
logue of Life) a pour projet d’établir un véritable annuaire du vivant. Il
s’agit d’une liste dynamique qui fournit des indications sur le nom
scientifique en vigueur, les synonymes, la distribution, les références
scientifiques correspondantes, etc. Et de nombreux autres projets ont
vu le jour en vue de promouvoir la diffusion des connaissances en
systématique. Par exemple le projet international Species 2000, le
projet Fauna Europaea et les bases européennes ERMS (European
Register of Marine Species) ou CLEMAM. Soutenu par la National
Science Foundation des États Unis, le Tree of Life (Arbre de la Vie) se
donne pour objectif de cartographier l’histoire de l’évolution de toutes
les espèces, passées et présentes. D’autre part, le projet EOL, «Ency-
clopedia of Life», est officiellement lancé. Son objectif est de créer
une encyclopédie en ligne recensant toutes les espèces vivantes ou
disparues. Le projet est de rassembler virtuellement toutes les données
connues sur toutes les espèces et ainsi améliorer la compréhension de
la vie sur Terre. Pour chaque espèce, l’objectif est d’avoir au moins
une photo, la classification (taxonomie) et une description incluant
l’habitat et la répartition de l’espèce sur la planète.
Dans certains cas ces bases de données hébergent également des
systèmes d’aide à l’identification des espèces pour l’usage des profes-
sionnels et des amateurs. On assiste aujourd’hui à l’émergence de la
systématique assistée par ordinateur avec des programmes permettant

2.4 Mesurer la diversité biologique 31
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est
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de construire automatiquement des clés d’identification, des diagnoses
ou des reconstructions phylogénétiques, de faire des identifications, de
stocker et d’accéder à des données variées dont celles des collections
entreposées dans les musées.
De manière générale l’objectif n’est pas de constituer des bases de
données isolées et monstrueuses mais, grâce à Internet, d’organiser le
partage du savoir (bases de données réparties, logiciels, travail coopé-
ratif, etc.) et d’assurer la compatibilité et la synergie entre les différentes
initiatives qui se font jour. C’est l’objectif du GBIF (Global Biodiversity
Information Facility) du Forum Mégascience de l’OCDE. Il a été créé
en 2001 afin de prendre en charge un ensemble de tâches qui permet-
traient à tous les utilisateurs d’accéder par Internet au stock mondial de
données primaires sur la biodiversité. La mission du GBIF est de faci-
liter la numérisation des données primaires et leur dissémination à
l’échelle mondiale, de telle sorte qu’une personne, quel que soit son
pays d’origine, puisse tirer profit de l’utilisation de cette information.
Pour ce faire, le GBIF offre un moteur de recherche portant sur des
bases de données connectées au GBIF de manière standardisée. Les
possesseurs de données peuvent connecter tout ou partie de leurs
ressources au GBIF, mais restent maîtres de leurs données, qu’ils
continuent à héberger et à utiliser dans le cadre de leur travail.
2.4 MESURER LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE
Les opinions divergent sur la manière de mesurer la biodiversité. Il n’y
a aucune mesure universelle et celles qui sont utilisées dépendent en
réalité des objectifs poursuivis. Sur un plan théorique on devrait évaluer
tous les aspects de la biodiversité dans un système donné. Mais c’est
une tâche pratiquement irréalisable et il faut se contenter d’une estima-
tion approchée en se référant à des indicateurs qui peuvent concerner
la génétique, les espèces ou les peuplements, la structure de l’habitat, ou
toute combinaison qui fournit une évaluation relative mais pertinente
de la diversité biologique.
La richesse en espèces (le nombre d’espèces) qui peut être déterminée
pour l’ensemble des taxons présents dans un milieu, ou pour des sous-
ensembles de taxons, est l’unité de mesure la plus courante, à tel point
qu’on a parfois tendance à assimiler abusivement biodiversité et richesse
en espèces. Certes, plus le nombre d’espèces est élevé, plus on a de
chances d’inclure une plus grande diversité génétique, phylogénétique,
morphologique, biologique et écologique. Pour certains groupes bien

connus sur le plan taxinomique, la liste d’espèces est relativement facile
à établir.
On a cherché à compléter ces indices par des indices de nature géné-
tique et écologique. Il y a en génétique des analogues de ces indices de
diversité spécifique: on parle également de richesse (nombre d’allèles
pour un même locus) ou de régularité (fréquence relative des allèles).
L’autre voie est d’identifier la diversité des habitats dans un écosystème,
ou des écosystèmes dans un paysage. On peut utiliser une démarche
voisine de la taxonomie: reconnaître des entités, les nommer et les classer
pour pouvoir comparer différentes situations et tenter de généraliser
les observations. Cette démarche typologique a donné lieu à plusieurs
catégories de classification fondées sur les caractéristiques floristiques
et faunistiques, les assemblages d’espèces (phytosociologie), ou sur des
caractéristiques du paysage (écorégions, structures phénologiques, etc.).
Un exemple de typologie des habitats est le système de classification
CORINE des habitats européens.
2.5 LA DISTRIBUTION GÉOGRAPHIQUE
DE LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE
La diversité biologique n’est pas répartie de manière homogène à la
surface de la planète. Les naturalistes ont essayé de mettre en évidence
des grandes tendances ou «patterns» (mot qui n’a pas réellement
d’équivalent français mais qui est parfois traduit par patron) dans la
distribution spatiale de la diversité biologique. Si l’on recherche des
unités écologiques, on peut mettre en relation les caractéristiques du
climat et celles de la végétation, ce qui conduit à reconnaître de grands
biomes (figure 2.2). Si l’on évalue par contre le degré de ressemblance
La diversité alpha est la richesse en espèces au sein d’un écosys-
tème local.
La diversité bêta consiste à comparer la diversité des espèces
entre écosystèmes ou le long de gradients environnementaux. Elle
reflète la modification de la diversité alpha lorsque l’on passe d’un
écosystème à un autre dans un site.
La diversité gamma correspond à la richesse en espèces au niveau
régional ou géographique.

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Figure
2.2
Répartition
des
principaux
biomes
(basés
sur
les
formations
végétales)
à
la
surface
de
la
Terre.
1.
Toundra;
2.
forêt
boréale
de
conifères;
3.
forêt
caducifoliée
tempérée;
4.
forêt
tropicale
humide;
5.
forêt
caducifoliée
tropicale;
6.
steppe
tempérée;
7.
savane
tropicale;
8.
désert;
9.
forêt
sclérophylle
méditerranéenne;
10.
écosystème
montagnard.
11
11
11
11
11
12
CA
TR
EQ
10
10
10
13
14
CA
10
7
6
6
3
4
2
2
3
1
2
12
13
14
TR
EQ
12
13
13
14
14
10
5
4
4
2
2
4
5
5
6
6
3
7
8
12
12
7
7
8
6
9
6
4
4
2
2
2
4
3
3
5
5
6
1
1
3
3
5
2
5
5
6
11
7
1
4
6

entre les flores et les faunes, on peut diviser la planète en régions
biogéographiques. Dans l’un comme dans l’autre cas, cette démarche
typologique s’inscrit, elle aussi, dans un système hiérarchique, avec
des subdivisions qui sont fonction du degré de précision recherché. À
l’opposé on peut également chercher à identifier des aires originales,
particulièrement riches en espèces endémiques…
2.5.1 La diversité taxinomique
des milieux aquatiques
En milieu marin, on retrouve l’ensemble des grands phyllums connus
à ce jour, dont 15 sont exclusivement marins (échinodermes, brachio-
podes, etc.) (tableau 2.3). Un seul, les Onychophora, n’est connu qu’en
milieu terrestre. Il y a là une certaine logique si l’on reconnaît que la
vie est née en milieu aquatique.
Près de 230 000 espèces ont été décrites en milieu marin, ce qui ne
représente que 15% environ de la biodiversité connue, en dépit du fait
que les océans occupent 70% de la surface du globe. Il y a à cela deux
explications possibles qui ne sont pas contradictoires: le milieu marin
est moins exploré, mais également moins hétérogène que le milieu
terrestre; les phylums qui ont colonisé le milieu terrestre se sont beau-
coup plus diversifiés, à l’exemple des insectes. C’est le long des côtes
que 70% des espèces sont recensées. Les récifs coralliens, qui sont
l’équivalent en milieu marin des forêts tropicales n’occupent que 0,5%
de la surface de la planète. Ils hébergent par contre environ un tiers des
espèces marines décrites.
Le monde marin nous réserve encore des surprises. Rappelons la
découverte faite il y a maintenant 30 ans, de la faune des sources
hydrothermales! De nombreuses espèces nouvelles, à la biologie très
particulière, ont été découvertes, dont le fameux «ver de Pompéi» qui
vit dans des tubes fixés à la paroi des fumeurs noirs.
Espèces endémiques. Les espèces sont dites endémiques lorsqu’elles
ne se rencontrent qu’en un lieu donné, et nulle part ailleurs. On
parle souvent d’endémisme dans un contexte géographique: les
centaines d’espèces de poissons cichlidés qui peuplent les grands
lacs d’Afrique de l’Est (Victoria, Malawi, Tanganyika), ou les trois-
quarts des espèces de mammifères de Madagascar. Le phénomène
d’endémisme est lié à l’isolement géographique de taxons qui
évoluent ensuite en système clos.

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délit.
TABLEAU 2.3 DISTRIBUTION DES GRANDS PHYLUMS DE MÉTAZOAIRES AVEC
UNE INDICATION DE LA RICHESSE EN ESPÈCE PAR TYPE D’HABITAT (D’APRÈS MAYR, 1994).
Domaines
Phylums
benthique
marin
pélagique
marin
eau douce terrestre
Annélides *** * ** ***
Arthropodes *** *** *** ***
Brachiopodes **
Bryozoaires *** *
Chaetognathes * *
Chordata *** *** *** ***
Cnidaires *** ** *
Cténophores *
Échinodermes *** *
Échiuriens **
Gastrotriches ** **
Hémichordés *
Kamptozoaires * *
Kinorhynques **
Loricifères *
Mollusques *** ** *** ***
Nématodes *** *** ***
Némertes ** * * *
Onychophores *
Phoronidiens *
Placozoaires *
Plathelminthes *** * *** **
Pogonophores **
Spongiaires *** *
Priapulides *
Rotifères * * ** *
Sipunculiens ** *
Tardigrades * ** *
Total 26 11 14 11
endémiques 10 1 0 1
* < 100 ; 1 000 > ** > 100 ; *** > 1 000.

Mais les monts sous-marins, ces montagnes d’origine volcanique qui
s’élèvent en pentes abruptes à plusieurs centaines de mètres au-dessus
des fonds océaniques sans atteindre la surface, sont également des
milieux d’une exceptionnelle richesse biologique. On en recense plus
de 30000 disséminés dans l’ensemble des océans et environ 10000 dans
le seul Océan Pacifique. On y a découvert en particulier des espèces
que l’on appelle vulgairement des «fossiles vivants» appartenant à des
groupes que l’on croyait disparus depuis le Mésozoïque, à l’époque
des dinosaures.
Un inventaire des espèces animales peuplant les eaux douces et saumâ-
tres vient d’être réalisé. On compte à ce jour environ 120 000 espèces
connues (sur les 1 800 000 décrites) dans des milieux qui n’occupent
pourtant que 0,01% de la surface de la planète. Les insectes représentent
plus de la moitié de la diversité spécifique des macro-invertébrés. Et,
paradoxalement, plus de 40% des espèces de poissons connues habitent
les eaux douces malgré leur faible superficie.
2.5.2 Les gradients dans la répartition spatiale
Dans leur quête d’un ordre de la Nature les scientifiques ont essayé
d’identifier des facteurs qui expliqueraient la répartition spatiale actuel-
lement observée. La recherche de gradients est une manière de mieux
comprendre cette organisation de la diversité biologique.
a) Gradients latitudinaux
Un phénomène assez général en milieu terrestre et aquatique continental,
est l’existence d’un gradient latitudinal: la richesse en espèce augmente
des pôles vers l’équateur pour la plupart des groupes taxinomiques.
Autrement dit la diversité biologique est bien plus grande sous les
tropiques que dans les régions tempérées. Ce phénomène est particu-
lièrement marqué pour les plantes. Pourtant, pour certains groupes comme
les Nématodes du sol, il semble y avoir une situation inverse, avec une
plus grande richesse spécifique aux hautes latitudes.
Dans les milieux marins, l’existence d’un gradient latitudinal a été
mise en évidence en milieu pélagique, ainsi que pour la faune benthique
de substrat dur. Mais le phénomène est controversé pour d’autres groupes,
et même parfois inverse. Ainsi, les macro-algues sont plus diversifiées
en milieu tempéré qu’en milieu tropical. Il en est de même pour les
oiseaux de mer qui se nourrissent de poissons et de crustacés. Cela
pourrait signifier que les différents groupes d’organismes marins ne sont
pas sensibles aux mêmes facteurs de distribution que ceux du milieu

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terrestre. Enfin, dans l’hémisphère sud, il n’apparaît pas de gradient
latitudinal bien marqué et la richesse en espèces marines de l’Antarctique
est particulièrement élevée.
On a cherché bien entendu à expliquer les gradients latitudinaux en
milieu terrestre en évoquant le fait que les régions tropicales occupent
une surface plus importante que les régions tempérées ou froides.
L’existence d’une proportion d’espèces endémiques beaucoup plus
grande en zone tropicale qu’en zone tempérée est probablement aussi
la conséquence de la variabilité du climat: les alternances glaciations/
déglaciations, tous les 100 000 ans environ au cours du Quaternaire,
ont beaucoup plus perturbé les zones froides et tempérées où elles ont
eu un «effet d’essuie-glace» sur la diversité biologique, alors que les
climats des zones tropicales ont permis la pérennisation à long terme
d’écosystèmes, même si ceux-ci ont pu connaître des variations parfois
importantes. Dans les régions tempérées, les espèces doivent développer
de coûteuses adaptations (au gel par exemple) pour faire face à la
variabilité climatique. Les conditions relativement plus stables, à la fois
sur le plan saisonnier et sur le long terme, dans les zones tropicales,
auraient laissé le temps à de nombreux organismes de se spécialiser et
d’occuper les différentes niches écologiques disponibles.
D’autres hypothèses ont également été avancées: ainsi les zones
tropicales où les ressources en énergie disponible sont les plus impor-
tantes seraient les plus productives, ce qui faciliterait la coexistence de
nombreuses espèces.
b) Gradients longitudinaux
Dans le domaine marin, un gradient longitudinal bien établi est celui
de la diversité des coraux dont la plus grande richesse spécifique est
observée dans l’archipel indonésien. Elle diminue ensuite vers l’ouest, de
manière irrégulière dans l’océan Indien (avec une exception dans la
mer Rouge pour certains groupes) et elle est plus faible dans les Caraïbes.
c) Gradients altitudinaux
La zonation altitudinale est une forme d’organisation de la diversité
biologique qui nous est familière dans les zones de montagne où l’on
peut observer, sur des surfaces limitées, un changement rapide de la
structure des peuplements avec l’altitude. La température et la pluvio-
métrie sont les principaux facteurs physiques structurants de ce gradient.
Pour certains taxons la richesse spécifique diminue simplement avec
l’altitude, alors que pour d’autres la richesse spécifique a la forme
d’une courbe en cloche.

d) La profondeur
En mer, on distingue le domaine pélagique qui correspond aux espèces
et communautés qui vivent dans la masse d’eau, et le domaine benthique
pour les organismes qui vivent sur et dans le sédiment ou sur les substrats
durs. De manière générale, la diversité biologique est plus élevée dans
les milieux benthiques que dans les milieux pélagiques, et en milieu
côtier (où la diversité des habitats est plus grande) qu’en milieu hauturier.
Elle s’organise autour de quelques grands domaines:
• Le plateau continental qui est la zone côtière s’étendant jusqu’à une
profondeur moyenne de 200 m. On y trouve l’essentiel des organismes
benthiques et les récifs coralliens qui sont l’équivalent, toutes propor-
tions gardées, des systèmes forestiers tropicaux pour la biodiversité
marine.
Figure 2.3 a Courbe schématique de la distribution
de la richesse en espèces aux différentes latitudes.
C’est le schéma observé en particulier pour les amphibiens, les
reptiles, etc.
Figure 2.3 b Changements dans la richesse en espèces
en fonction de l’altitude.
1: schéma de diminution progressive observé pour les chauves-
souris du parc national de Manu (Pérou); 2: schéma de distribution
en dôme observé pour les oiseaux terrestres d’Amérique du Sud.
nombre
d’espèces
Nord 0 Sud
latitude
nombre
d’espèces
2
1
altitude

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• Le talus continental se prolonge par le domaine bathyal qui présente
une richesse spécifique maximum entre 1000-1500 m pour les commu-
nautés pélagiques, et 1 000-2 000 m pour le mégabenthos.
• Le bassin océanique proprement dit est formé par la plaine abyssale
entre 4 000 et 6 000 m de profondeur avec des fosses plus profondes,
mais aussi des crêtes médio-océaniques (2 à 3 000 m). Jusqu’à une
époque récente on pensait que la vie était peu abondante dans l’océan
profond. Depuis on a mis en évidence la grande richesse en espèces
des sédiments profonds, dont la plus grande partie n’est pas décrite
avec précision.
2.5.3 La relation surface – nombre d’espèces
Il existe une relation empirique bien connue des écologistes entre la
surface d’une île et le nombre d’espèces observées sur cette île. Elle
s’exprime le plus souvent par l’équation d’Arrhénius:
S = cAz, où S est le nombre d’espèces, A la surface, c et z sont des
constantes. La notion d’île s’applique aussi bien aux îles océaniques
qu’aux îles continentales à savoir les sommets de montagnes, les lacs
ou les bassins hydrographiques isolés les uns des autres.
Des relations entre la surface d’un système insulaire et la richesse
spécifique d’un groupe ont été mises en évidence à de nombreuses
reprises. Il existe cependant des différences en fonction des provinces
biogéographiques qui ont connu des histoires différentes. Dans l’exem-
ple présenté sur la figure 2.4 qui concerne des fleuves africains et des
fleuves européens, on a mis en évidence dans chacune des provinces
biogéographiques, l’existence d’une bonne relation entre la surface du
bassin-versant (ou le débit des fleuves) et la richesse spécifique en
poissons de ces bassins versants.
On donne une explication à la relation surface-richesse en espèces:
lorsque la surface augmente on peut s’attendre à ce que la diversité des
habitats augmente également, et les peuplements sont d’autant plus
riches en espèces que les habitats sont diversifiés.
On estime également que le nombre d’espèces observées sur une île
est le résultat d’un équilibre dynamique entre les extinctions naturelles
d’espèces et le taux d’immigration d’espèces venues d’un continent
source, plus riche en espèces. C’est la théorie des équilibres dynamiques
de MacArthur et Wilson.
Lorsqu’on considère une province biogéographique de la taille d’un
continent telle que l’Europe ou l’Afrique, les extinctions sont compensées
par des phénomènes de spéciation.

2.5.4 Une organisation écologique: les biomes
La distribution des espèces à la surface du globe n’est pas aléatoire
mais dépend des facteurs écologiques et des préférences ou des poten-
tialités des organismes. La combinaison des précipitations et de la
température permet de diviser le globe en grands domaines morpho-
climatiques. À une échelle très macroscopique on peut identifier quatre
zones écoclimatiques qui se retrouvent autour du globe: le tropical chaud
et humide, le tempéré humide, le polaire, et l’aride. À une échelle plus
fine, on peut observer que différentes régions du globe où les conditions
climatiques sont identiques sont occupées par des écosystèmes de
nature comparable. La végétation présente ainsi l’intérêt d’être un indi-
cateur assez fiable pour traduire à des échelles spatiales assez grandes
le jeu des divers facteurs tels que la géomorphogenèse et le climat. Les
limites des grandes formations végétales concrétisent ainsi des discon-
tinuités remarquables du milieu naturel. Ce sont les biomes qui sont des
macrosystèmes de dimension régionale, homogènes du point de vue
climatique (température et précipitations).
Le nombre de biomes identifiés dépend de la résolution souhaitée, et
l’on distingue de 10 à 100 biomes selon les auteurs. Dans la majorité
des cas, la physionomie de la végétation sert de base à la délimitation
des biomes: forêts (24% de la superficie), savanes (15%), prairies et
Figure 2.4 Richesse spécifique et surface du bassin hydrographique:
comparaison entre les rivières européennes et les rivières africaines.
3
2
1
2 3 4 5
log surface du bassin (km2)
log
richesse
spécifique
rivières africaines
rivières européennes
6 7

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toundras (15%), etc. Il faut y ajouter les aires cultivées qui représentent
plus de 10% de la surface des terres émergées, ainsi que les déserts et
les étendues glacées (30%).
2.5.5 Une organisation taxinomique:
les régions biogéographiques
De nombreuses tentatives ont été réalisées pour diviser la surface de la
Terre en grandes régions biogéographiques. Il s’agissait de dégager
des modes d’organisation spatiale de la diversité biologique sur la base
de la distribution actuelle et des connaissances historiques concernant
la mise en place des flores et des faunes. De manière très schématique,
en milieu terrestre, on distingue six grandes régions qui correspondent
globalement aux principales plaques continentales, et dans lesquelles
flore et faune ont une histoire commune. Il y a trois grandes régions
«tropicales»: l’Afrotropicale (Afrique) la Néotropicale (Amérique du
Sud) et l’Indo-malaise ou Orientale qui hébergent plus des deux tiers
des espèces terrestres connues. Les régions Néarctique (Amérique du
Nord), Paléarctique (Eurasie) et Australienne (Australie) correspondent
aux zones tempérées à froides. On distingue en outre la région des îles
du Pacifique, et l’Antarctique (figure 2.5).
L’exercice de typologie qui consiste à identifier des zones biogéogra-
phiques ne se limite pas bien entendu aux six grandes zones ci-dessus.
Dans chacune d’entre elles on peut distinguer des sous ensembles, en
fonction du degré de précision que l’on recherche.Ainsi, l’Europe conti-
nentale a été découpée en 9 régions ou domaines biogéographiques.
La France est le seul pays d’Europe à posséder de vastes territoires
situés dans quatre domaines biogéographiques très différents: atlanti-
que, continental, alpin, méditerranéen. Cela explique la grande diver-
sité de vertébrés recensée dans l’hexagone. Il en est de même pour les
habitats naturels, des sapinières du haut Jura (climat presque boréal)
aux steppes de la Crau où vivent des espèces à affinités africaines. La
diversité écologique de la France lui a permis de surmonter les destruc-
tions de la faune et de la flore liées à la révolution industrielle ainsi
qu’aux transformations liées à l’agriculture: déforestation, drainage
des zones humides, suppression des haies, mises en culture, lutte
contre les «nuisibles», etc. Seul un petit nombre d’espèces a disparu
avant le XXe siècle, mais le nombre d’espèces menacées a augmenté
avec l’intensification de l’anthropisation.

Figure
2.5
Carte
des
grandes
régions
biogéographiques
du
monde.
AT:
Afrotropicale;
AU:
Australienne;
ANT:
Antarctique;
NA:
Néarctique;
NT:
Néotropicale;
OL:
Orientale;
PA:
Paléarctique;
PAC:
Îles
du
Pacifique.
PA
AU
AT
NA
NT
OL
PAC
PAC
ANT

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2.5.6 Les «zones de grande diversité» ou hotspots
La conservation a un coût. Il vaut mieux investir là où l’on a le maximum
d’efficacité, c’est-à-dire le maximum d’espèces à protéger. C’est pour-
quoi certains scientifiques ont cherché à identifier des zones géogra-
phiques particulièrement riches en espèces ou en écosystèmes originaux.
Ils ont ainsi identifié des «hauts lieux» de la diversité biologique, des
zones qui bénéficient d’une concentration extraordinaire d’espèces,
tout en étant soumises à une perte accélérée d’habitats. Ce sont des
zones critiques en matière de conservation réparties sur l’ensemble du
globe et menacées de disparition. Les régions riches en espèces endé-
miques sont des régions où des espèces appartenant à un grand nombre
de groupes systématiques ont pu s’accumuler et survivre. Pour certains
ce sont les «zones refuges pléistocènes» dans lesquelles la diversité
biologique a trouvé refuge au cours des périodes de glaciations.
Une étude menée en 1988 par Norman Myers a montré que 44% de
toutes les plantes vasculaires (soit plus de 130 000 plantes) et 35% des
vertébrés à l’exception des poissons (soit 10 000 espèces environ) sont
confinés dans 25 «zones de grande diversité» couvrant seulement
1,4% de la surface des terres. La plupart de ces sites se situent en zone
tropicale, mais cinq sont dans le bassin méditerranéen (figure 2.6), et
neuf sont des îles dont Madagascar qui abrite plus de 11 000 plantes
supérieures avec un taux d’endémicité de 80%. À l’opposé, le nombre
d’espèces endémiques en Europe ne représente que de 2 à 6% des
espèces mondiales selon les groupes taxinomiques.
TABLEAU 2.4 COMPARAISON DES ESPÈCES PRÉSENTES EN EUROPE
PAR RAPPORT AU MONDE.
Espèces
connues
en Europe
Espèces connues
seulement
en Europe
Nb d’espèces
connues
dans le monde
Poissons d’eau douce 344 200 10 000
Reptiles 198 90 6 500
Amphibiens 75 56 4 000
Oiseaux nicheurs 520 30 9 700
Mammifère 270 78 4 327
Plantes vasculaires 125 000 3 500 270 000

Figure
2.6
Les
25
régions
qui
témoignent
à
la
fois
d’une
exceptionnelle
diversité
biologique
et
qui
sont
menacées
par
les
activités
humaines.
Chili
central
Californie
Caraïbes
Forêts
africaines
occidentales
Madagascar
Caucase
Équateur
Forêt
brésilienne
atlantique
Andes
tropicales
Amérique
centrale
Bassin
méditerranéen
Province
du
Cap
Inde,
Birmanie
Chine
du
sud
Forêt
côtières
orientales
Karoo
Sud-Ouest
australien
Nouvelle-Zélande
Nouvelle-
Calédonie
Nouvelle-
Guinée
Philippines
Micronésie
Polynésie
Micronésie
Polynésie
Ghats
occidentaux
et
Sri
Lanka
Cerrado
brésilien

L’ONG Conservation International a identifié quant à elle 34 hotspots
sur environ 16% des terres émergées, où sont concentrées 50% des
plantes vasculaires endémiques et 42% des espèces de vertébrés.
D’autres ONG comme le WWF, ont cherché à établir des écorégions
en mobilisant la communauté scientifique.

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Chapitre 3
Les mécanismes à l’œuvre
dans la diversification
du monde vivant
La diversité du monde vivant ne cesse de nous étonner. Mais les hypo-
thèses expliquant son origine ont beaucoup évolué depuis que l’homme
s’interroge sur ce qu’est la vie. Cette question nous renvoie en réalité à
nos propres origines. La religion chrétienne avait apporté un semblant de
réponse: le monde a été créé par Dieu il y a environ 10 000 ans. Ainsi,
à la fin du XVIIIe siècle, Cuvier était encore un partisan du création-
nisme (les êtres vivants sont la réplique fidèle de ceux qui ont été créés
par Dieu) et Buffon fut un défenseur de la théorie de la génération
spontanée. C’est Lamarck, au début du XIXe siècle, qui développa
l’idée selon laquelle les espèces se transforment en d’autres espèces.
Mais le transformisme de Lamarck est teinté de finalisme: il y a une
«force interne» qui pousse les organismes à s’adapter aux changements
du milieu et ces transformations sont transmises à la descendance.
Darwin, dans l’Origine des espèces en 1859, emprunte certaines des
idées de Lamarck mais réfute le finalisme en privilégiant le principe de
la sélection naturelle: la compétition sélectionne les individus les plus
aptes dans un environnement donné. Cependant, malgré sa vision prémo-
nitoire de l’évolution, Darwin n’a pas apporté de preuves irréfutables,
à son époque, pour étayer ses réflexions sur l’origine de la vie.

48 3 • Mécanismes de la diversification du monde vivant
Pasteur, à l’époque où Darwin développait sa théorie de l’évolution,
démontrait par ses expériences sur la stérilisation que la vie ne peut être
générée spontanément par la matière inanimée. Vers 1900, la redécou-
verte des lois de Mendel permit l’essor de la génétique en accordant un
rôle moteur aux mutations dans l’évolution. Dans la seconde moitié du
XXe siècle, la théorie synthétique de l’évolution intègre dans une même
démarche sélection naturelle et processus mutationnel. L’unité évolutive
est la population, et la sélection naturelle bénéficie aux populations qui
s’adaptent à leur cadre de vie en favorisant la transmission aux descen-
dants, des allèles avantageux pour l’espèce. Simultanément, dans les
années 1920, Oparin et Haldane développèrent indépendamment l’hypo-
thèse que la vie serait apparue via la synthèse de molécules organiques
dans l’atmosphère, suivie de leur dissolution dans les océans où la matière
se serait complexifiée pour donner naissance aux premières cellules.
Depuis, de nombreux scientifiques essaient avec plus ou moins de
succès de tester différentes hypothèses sans apporter, pour l’instant, de
réponse définitive à la question de l’origine de la vie…
3.1 COMMENT DÉFINIR LA VIE?
Les religions et les philosophies ont proposé des définitions à cette
question, mais les scientifiques ont toujours beaucoup de difficultés à
y répondre. Quelles sont les conditions nécessaires et suffisantes pour
qu’un système soit qualifié de vivant? De fait, la frontière n’est pas
toujours évidente entre la matière inorganique et les formes de vie les
plus primitives. C’est donc vers la chimie que l’on se tourne actuellement
pour trouver des hypothèses explicatives.
L’Échelle des Êtres
Une longue tradition remontant à l’Antiquité se réfère à «l’Échelle
des Êtres» qui établit une hiérarchie des éléments d’origine natu-
relle, suivant un ordre de complexité croissante. En bas de l’échelle
on trouve les quatre éléments (le feu, la terre, l’air et l’eau), puis
les minéraux, suivis des végétaux et des animaux. Ces derniers
sont rangés selon leur plus ou moins grande ressemblance avec
l’homme: vers, poissons, amphibiens, reptiles, oiseaux et mammi-
fères. L’Homme est bien entendu au sommet de l’échelle… Cette
échelle était encore très populaire au XVIIIe siècle.

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Pour certains, on peut parler de vie dès qu’une molécule est capable
de se répliquer. Pour le programme d’exobiologie de la NASA «la vie est
un système chimique autoentretenu capable d’évolution darwinienne».
Pour d’autres, les organismes les plus élémentaires doivent être déli-
mités par une membrane. Sur Terre, les objets vivants les plus simples
connus à ce jour sont les cellules et la vie est essentiellement cellulaire.
Nous ne connaissons pas, dans la Nature, de formes de vie correspondant
à des molécules isolées capables de s’autorépliquer. On ne peut exclure
néanmoins qu’elles aient existé, il y a fort longtemps, lors de l’apparition
de la vie.
Il n’en reste pas moins que le lien entre la matière organique et le
monde minéral est permanent. C’est par le processus de photosynthèse
que la matière végétale est élaborée à partir d’éléments minéraux, et
de l’énergie solaire. Après la mort des organismes vivants, la matière
organique qui se décompose libère les sels minéraux qui seront de
nouveau réutilisés pour fabriquer de la matière végétale.
3.1.1 La chimie à l’origine de la vie
La vie commence et finit par la chimie. La biochimie, c’est-à-dire la
chimie du vivant, s’organise autour de l’atome de carbone associé à des
atomes d’hydrogène, d’oxygène et d’azote (en abrégé C, H, O, N). Ces
atomes constitutifs de la vie, que l’on retrouve dans tous les constituants
biologiques (sucres, protéines, lipides) sont parmi les plus abondants
de l’univers. Et l’eau, le solvant de la vie, est la deuxième molécule la
plus abondante.
De fait, la vie résulte de processus chimiques complexes où inter-
viennent principalement trois types de macromolécules capables de
transmettre de l’information: les protéines, l’acide ribonucléique (ARN),
et l’acide désoxyribonucléique (ADN). Ce sont de longs polymères
linéaires constitués par des acides aminés pour les protéines, ou des
nucléotides pour les acides nucléiques.
Les protéines de tous les êtres vivants sont constituées seulement par
20 acides aminés alignés les uns à la suite des autres. C’est l’ordre de
succession des acides aminés dans la protéine qui détermine les propriétés
de cette protéine. Sachant qu’une protéine peut être composée de
plusieurs milliers d’acides aminés, il existe ainsi un nombre très élevé
de combinaisons possibles. C’est l’ADN porté par les gènes qui contrôle
la séquence des acides aminés lors de la synthèse des protéines, par
l’intermédiaire de l’ARN.

L’ADN quant à lui est composé également d’unités élémentaires, les
nucléotides, formés chacun par l’association de trois éléments dont un
groupe phosphate, un sucre (désoxyribose) et une base azotée aussi
appelée base nucléique. Les deux premiers sont identiques dans tous
les nucléotides de tous les organismes vivants. Il existe par contre quatre
types de bases azotées qui sont également les mêmes pour l’ensemble
du monde vivant: la thymine, la cytosine, l’adénine et la guanine. Les
molécules d’ADN sont les plus complexes de la vie, constituées de
centaines de milliers d’atomes organisés en deux chaînes enroulées en
spirale pour former une double hélice.
3.1.2 Le génome
Chaque individu possède un ensemble de gènes caractéristiques de
l’espèce. Un gène est une séquence d’ADN qui porte le plan de fabri-
cation d’une protéine. On dit qu’un gène code pour une protéine. Les
gènes sont ainsi de véritables ordinateurs biochimiques qui commandent
la chaîne de fabrication des protéines. C’est le code génétique.
Les molécules d’ADN et d’ARN constituent le génome qui est
l’ensemble du matériel génétique d’un individu ou d’une espèce. Le
génome contient toutes les instructions nécessaires au développement,
au fonctionnement, au maintien de l’intégrité et à la reproduction des
cellules et de l’organisme. Chez les eucaryotes, le génome est constitué
par les gènes portés par les chromosomes, et par les acides nucléiques
présents dans les mitochondries.
La taille du génome, mesurée en paires de nucléotides, est constante
pour une espèce donnée (on l’appelle la valeur C) mais très variable
selon les espèces. Chez les animaux, elle augmente généralement avec
la position phylogénétique du groupe: 14 millions de base (Mb) chez la
levure, 160-180 Mb chez la drosophile, 3000 Mb chez les mammifères.
Mais il y a de nombreuses exceptions. Par exemple, chez les vertébrés,
les salamandres ont 50 fois plus d’ADN que l’Homme. Chez les plantes,
les angiospermes ont des génomes dont la taille varie de 50 Mb à
125 000 Mb et les ptéridophytes de 98 Mb à 307 000 Mb.
Quant au nombre de gènes? il est grossièrement proportionnel à la
taille du génome. Mais le séquençage des génomes de plantes et
d’animaux a montré une absence de corrélation entre la complexité des
organismes pluricellulaires et le nombre de gènes qu’ils possèdent. Le
génome humain est estimé entre 20 000 et 25 000 gènes. La paramécie
en possède 40 000!

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3.1.3 Comment la vie est-elle apparue sur Terre?
Depuis que Pasteur a démontré que la génération spontanée n’existait
pas, le mystère de l’origine de la vie s’est transformé en énigme:
comment a-t-elle commencé? Comment sont apparues les réactions
complexes et nombreuses qui caractérisent la vie? Malgré les progrès
de la science le passage du minéral au vivant reste encore une grande
inconnue. On s’interroge toujours sur les circonstances de l’apparition
de la vie sur la Terre.
Les paléontologues ne disposent pas de fossiles datant des origines.
Le système solaire s’est formé il y a quelque 4,6 milliards d’années mais
les traces supposées des premières cellules vivantes ont été trouvées
dans des roches de 3,45 milliards d’années. Et il y a peu de chances
d’en trouver de plus anciennes.
Pour les biochimistes, une hypothèse vraisemblable est de considérer
que la vie s’est installée à partir de réactions chimiques, qui ont permis
de fabriquer des structures chimiques (des automates chimiques) capa-
bles d’assembler d’autres molécules pour générer des structures à leur
image, par autoreproduction. Par suite d’erreurs de montage, des auto-
mates plus aptes à se reproduire auraient été sélectionnés. Reste à
comprendre comment ils ont pu s’organiser en êtres vivants.
a) Première étape: la synthèse des acides aminés
et des bases azotées
Diverses expériences ont confirmé la possibilité de synthétiser des
constituants organiques à partir des composants supposés exister dans
l’atmosphère primitive. Les chimistes ont en effet synthétisé, au labo-
ratoire, différentes familles de molécules qui ont pu être à l’origine des
premiers êtres vivants: des acides nucléiques tels que les ARN, des
protéines qui orchestrent les réactions chimiques, et des phospholipides
qui assurent la cohésion des édifices cellulaires dans l’eau. Ainsi, dès
1983, l’américain Stanley Miller a recréé dans un réacteur chimique
une atmosphère primitive théorique d’H2, CH4, NH3, sous laquelle il a
fait bouillir de l’eau. Il y a fait passer des décharges électriques. Au
bout de plusieurs mois de fonctionnement, des réactions entre tous les
composés avaient produit de nombreuses molécules organiques, dont
des acides aminés que l’on retrouvait en solution dans l’eau. Ces expé-
riences ont permis de proposer une première théorie cohérente de
l’origine de la vie: des molécules prébiotiques (acides aminés) étaient
synthétisées dans l’atmosphère primitive de la Terre, tombaient dans la
mer (que certains appelaient alors soupe primitive), étaient absorbées

par des argiles, et se polymérisaient pour devenir des cellules primitives.
Ce scénario a rapidement été remis en question. On pense en effet que
l’atmosphère primitive de la Terre n’a jamais contenu beaucoup d’hydro-
gène (H2) qui est un gaz trop léger pour être retenu par la gravité terrestre.
Ensuite, on s’est aperçu que CH4 et NH3 étaient très facilement détruits
par les rayons ultraviolets solaires. Même si la Terre possédait en
abondance ces composés à l’origine, ils auraient rapidement disparu.
La découverte des sources hydrothermales a fait germer d’autres idées:
les molécules organiques primordiales se seraient formées par réduction
du dioxyde de carbone au voisinage des sources hydrothermales sous-
marines, par réaction de l’hydrogène sulfuré (H2S) sur le sulfure de fer
(FeS). Dans les fumeurs noirs, il y a en effet oxydation des gaz volcani-
ques comme H2S par l’oxygène dissous dans la mer. Cette réaction
d’oxydation des gaz volcaniques libère de l’énergie, utilisée par des
bactéries et autres organismes complexes pour croître et synthétiser
leur matière organique (on parle à ce propos de chimiosynthèse). Cette
énergie chimique est à la base des écosystèmes complexes des sources
hydrothermales océaniques actuelles. L’hypothèse est intéressante,
mais il semble que les bactéries qui vivent jusqu’à des températures de
110 °C dans les sources hydrothermales, proviennent en réalité de
bactéries qui vivent à des températures moins élevées et qui se seraient
adaptées récemment à ces températures élevées. En outre, il y a 4 Ma,
l’atmosphère et l’océan ne contenaient pas d’oxygène moléculaire, et
les réactions observées actuellement ne pouvaient donc pas avoir
lieu… Les sources hydrothermales océaniques actuelles ne sont donc
pas des équivalents des écosystèmes hydrothermaux très anciens.
Une autre hypothèse, celle de la panspermie qui avait déjà été émise
à la fin du XIXe siècle, privilégie une origine extraterrestre. Des processus
chimiques importants pour l’origine de la vie pourraient avoir lieu
dans l’espace où les molécules indispensables pour créer la membrane
d’une cellule seraient également présentes, selon des travaux de la
NASA. Près de 110 molécules différentes ont été identifiées dans les
nuages de gaz et de poussière du milieu interstellaire. L’acide aminé le
plus simple, la glycine, y a été identifié. Des expériences au laboratoire
dans les conditions de milieu interstellaire ont d’ailleurs permis de
synthétiser 6 des 20 acides aminés protéiques.
Ainsi, les comètes et les météorites auraient pu apporter des quantités
considérables de précurseurs organiques: les grains de la comète de
Halley par exemple, renferment 14% de carbone organique, et huit des
vingt acides aminés qui entrent dans la constitution des protéines ont
été trouvés dans la météorite de Murchinson. Les poussières cosmiques

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qui atteignent continuellement notre planète ont pu transporter des
molécules organiques identiques à celles des météorites. La chimie du
milieu interstellaire et la découverte des planètes extrasolaires permettent
d’envisager que la vie existe, ou a pu exister sur d’autres corps célestes
possédant de l’eau liquide. Une hypothèse qu’il convient bien entendu
d’aborder avec sérieux et objectivité.
b) Deuxième étape: l’origine des macromolécules
(protéines, acides nucléiques…)?
Fabriquer des macromolécules de protéines et/ou d’acides nucléiques
est théoriquement très facile. Il suffit de prendre des monomères, (les
20 acides aminés des protéines et les 4 bases azotées des acides nucléi-
ques), et de les polymériser.
Lorsque les monomères sont en solution concentrée dans l’eau, la
polymérisation est assez spontanée, et ne demande que peu d’énergie.
Certaines substances comme les sulfures (en particulier la pyrite), et
surtout les argiles, peuvent catalyser la polymérisation. Mais pour
qu’une macromolécule soit fonctionnelle, il faut que les monomères
aient été attachés dans un ordre précis. Le problème majeur reste
alors: comment la polymérisation des monomères s’est-elle produite
dans un certain ordre et comment a-t-elle constitué une macromolécule
fonctionnelle?
La découverte au début des années 1980 de molécules d’ARN (les
ribozymes) capables de catalyser des réactions chimiques in vivo sur
eux-mêmes et sur les autres espèces moléculaires, a permis d’imaginer
des molécules d’ARN primitives capables de porter une information
génétique et de catalyser leur propre réplication en l’absence de protéines.
Ces ARN auraient ainsi rempli à eux seuls les fonctions qui sont
aujourd’hui celles des ADN et des protéines, à savoir transmettre de
l’information génétique et catalyser leur propre réplication en l’absence
de protéine. D’où l’hypothèse du «monde à ARN» qui aurait précédé
l’apparition de l’ADN. Des travaux récents ont confirmé que l’ARN
était responsable de l’assemblage des acides aminés en protéines dans
le ribosome, l’organite cellulaire spécialisé dans cette fonction. L’ARN-
ribosomique serait ainsi un ARN-enzyme, un vestige du ribosome
primordial.
Il semble effectivement que le monde de l’ARN ait constitué un
épisode dans l’histoire de la vie. L’argument le plus fort en faveur de
cette hypothèse est que la transformation des précurseurs de l’ARN,
les ribonucléotides, en précurseurs de l’ADN, les désoxyribonucléotides,
est une réaction chimique complexe catalysée par des protéines-enzymes

perfectionnées nommées ribonucléotides-réductases. L’ADN est en quel-
que sorte un ARN modifié qui se serait spécialisé dans la conservation
de l’information génétique car la molécule d’ADN est chimiquement
plus stable que celle d’ARN, de telle sorte que la conservation du
message génétique est plus fidèle.
La découverte récente des Mimivirus à ADN, macrovirus possédant
des gènes communs à tous les organismes des trois branches du vivant
(eucaryotes, bactéries et archea) vient étayer l’idée d’un monde d’ARN
ancestral. Reste maintenant à comprendre la formation prébiotique de
l’ARN qui n’a trouvé, à ce jour, aucune explication convaincante.
c) Troisième étape: fabriquer une cellule?
Une fois en possession des briques, comment construire l’édifice? Quand,
comment et pourquoi les macromolécules se sont-elles regroupées?
Comment, en partant de protéines et/ou d’acides nucléiques déjà
présents, «fabriquer» une cellule? Pour l’instant on n’a jamais pu
reproduire le phénomène au laboratoire.
Les théoriciens de l’évolution avancent des scénarios. L’universalité
du code génétique suggère que tous les êtres vivants connus, de type
cellulaire, ont une origine commune. Ils descendent probablement
d’une même et unique cellule baptisée de l’acronyme LUCA: Last
Universal Common Ancestor ou «plus ancien ancêtre commun». Un
ancêtre qui aurait plus de 3,8 milliards d’années! Mais attention, LUCA
n’est pas assimilable à l’origine de la vie et ce n’est pas non plus la
toute première cellule! Il est déjà le résultat d’une longue histoire
évolutive.
3.2 COMMENT NAISSENT LES ESPÈCES?
La formation d’une nouvelle espèce, ou spéciation, résulte de l’un des
deux scénarios suivants:
• Le remplacement d’une espèce par une autre, après accumulation de
transformations génétiques adaptatives au cours du temps. C’est la
spéciation par anagenèse.
• L’apparition de deux ou plusieurs espèces à partir d’une espèce
préexistante dont des populations ont par exemple été isolées géo-
graphiquement. C’est la spéciation par cladogenèse.
Cladogenèse et anagenèse se combinent dans l’arbre évolutif: les
cladogenèses expliquent la diversification du vivant, les anagénèses la
continuité évolutive de la vie.

3.2 Comment naissent les espèces? 55
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3.2.1 Les mécanismes de la spéciation
C’est au niveau du patrimoine génétique que l’on doit rechercher les
mécanismes fondamentaux qui sont à l’origine de la diversification du
vivant. On en a identifié un certain nombre qui expliquent que des
individus et des populations puissent diverger sur le plan évolutif:
• Les mutations: les changements des bases dans la structure des
molécules d’ADN modifient l’information génétique portée par les
gènes. Ces mutations ne sont pas rares, mais nombreuses sont celles
qui ne sont pas viables ou ne s’expriment pas dans le phénotype
(mutations neutres). Les recombinaisons chromosomiques issues des
cassures et raboutages de chromosomes ou de parties de chromo-
somes modifient la cohérence et la composition chromosomique. La
polyploïdie résulte d’un accroissement par accumulation du nombre
de chromosomes.
• La sélection: sur la diversité génétique perpétuellement entretenue
par les mutations, la sélection naturelle (Darwin) ou celle que l’homme
exerce de manière volontaire, avantagent certains allèles et certains
génotypes par rapport à d’autres. Elles créent les conditions de
l’isolement reproductif qui caractérisera ultérieurement deux espèces
différentes.
• La dérive génétique. Dans une population théorique infinie, sans
sélections ni mutations, où les croisements se feraient au hasard, la
fréquence des gènes (allèles) reste constante et celle des génotypes
obéit à une distribution simple. Cette loi dite de «Hardy-Weinberg»
n’est cependant pas souvent vérifiée. Souvent la fréquence des gènes
et celle des génotypes varient de génération en génération et, dans
des cas extrêmes certains allèles et certains génotypes disparaissent.
Cette dérive génétique produit au hasard une variation de fréquences
des gènes dans les populations en l’absence de sélection naturelle.
Les travaux récents montrent que la dérive génétique est un facteur
majeur de l’évolution moléculaire, et que la sélection n’est pas la
seule, ni la principale cause de variation des fréquences génétiques.
3.2.2 Modes de spéciation
Parmi les facteurs et les mécanismes qui permettent le déroulement de
la spéciation, deux scénarios non exclusifs sont envisagés:
• Le modèle classique, est celui d’une spéciation allopatrique ou par
vicariance: des populations d’une même espèce vont être isolées
géographiquement par des événements tels que la séparation des
continents, l’apparition de reliefs qui constituent de barrières aux

échanges, l’isolement de bassins hydrographiques, etc. Ces popula-
tions évoluent indépendamment par mutation, sélection et dérive de
telle sorte qu’au bout d’un laps de temps plus ou moins long elles ne
peuvent plus se reproduire entre elles. Elles ont donné naissance à
de nouvelles espèces.
• Les scientifiques accumulent maintenant de nombreuses évidences
en faveur d’une spéciation dite sympatrique (spéciation en «un même
lieu», sans isolement géographique), c’est-à-dire que des formes
nouvelles sont capables de s’isoler sexuellement par mutation,
sélection et dérive, tout en coexistant dans un même écosystème. Il
semble en réalité que les divergences apparaissent entre populations
qui se spécialisent dans l’utilisation de certaines ressources et
qu’elles s’amplifient au point de donner naissance à de nouvelles
espèces. Il est ainsi vraisemblable que la radiation adaptative des
Cichlidés des lacs d’Afrique de l’est (voir ci-dessous) est le résultat
d’une spéciation sympatrique. Dans des petits lacs de cratère du
Cameroun, on a mis en évidence également que l’existence de plusieurs
espèces de poissons Cichlidés endémiques était le résultat d’une
spéciation sympatrique liée à la diversification des comportements
trophiques.
Les deux types de spéciation correspondent à l’occupation de
nouvelles niches auxquelles l’espèce n’était pas adaptée a priori. Mais
dans le cas de la spéciation allopatrique, les processus biologiques sont
gouvernés par des facteurs externes, agissant souvent à long terme, qui
créent de nouvelles opportunités et de nouveaux habitats. La spéciation
sympatrique correspond quant à elle à l’apparition de nouvelles fonc-
tions ou l’utilisation différentielle de leur potentiel parmi certains
individus d’une même espèce partageant le même espace géographique.
Les mécanismes sous-jacents ne sont pas identiques: dans le premier
cas il y a co-évolution espèce-milieu selon un mécanisme d’essai-
erreur: apparition de nouveautés évolutives et sélection naturelle.
Dans le second cas, c’est dans la biologie de l’espèce elle-même que
l’on doit rechercher les moteurs de l’évolution (par exemple un contrôle
épigénétique).
3.2.3 Gradualisme et/ou équilibres ponctués
Selon la théorie du gradualisme, les espèces se transforment progressi-
vement au cours du temps, d’une espèce mère à une espèce fille. Des
changements de faible ampleur, s’accumulant sur un grand laps de temps,
conduisent à la différenciation graduelle. Cette théorie très populaire

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est au centre des réflexions de Darwin. Les transformations évolutives
aboutissant à la spéciation relèvent de la microévolution, la macro-
évolution ne faisant que décrire, à grande échelle, les conséquences
des mécanismes microévolutifs.
Si la théorie du gradualisme s’applique bien à des situations de
spéciation sympatrique par cladogenèse par exemple, elle n’explique
pas cependant l’apparition de modifications majeures et radicales en
matière de macroévolution, telles que les plans d’organisation des
organismes. Après l’étude de séries fossiles des ères secondaires et
tertiaires, Eldredge et Gould ont proposé une explication: il y aurait de
longues périodes de stabilité ponctuées par des phases d’évolution
rapide au cours desquelles des changements soudains apparaissent
sporadiquement. Le modèle privilégie les spéciations allopatriques qui
s’opèrent sur des temps brefs. Par la suite, les espèces restent stables.
Cette version n’est toujours pas formellement étayée et fait l’objet de
controverses.
3.3 LES EXTINCTIONS
Tout au long de l’histoire de la Terre, des espèces sont apparues et
d’autres ont disparu. En d’autres termes, une espèce naît, vit et meurt.
L’extinction est un processus normal de l’évolution. On estime ainsi,
sur la base des données paléontologiques, que 99,9% des espèces qui
ont existé sur terre ont disparu.
L’histoire de la vie, sur près de quatre milliards d’années, a été
émaillée de périodes de crises caractérisées par la disparition d’un
grand nombre d’espèces. De nombreuses lignées animales et végétales
se sont éteintes, et la diversité biologique actuelle ne représente qu’une
très petite proportion de toutes les espèces qui ont vécu dans le passé.
Cinq événements marquants des 500 derniers millions d’années (Ma)
ont été mis en évidence par les archives paléontologiques:
• Il y a 445 Ma, à la fin de l’Ordovicien, une crise majeure aurait causé
la disparition de 85% environ des espèces. Les trilobites, les céphalo-
podes, les brachiopodes et les échinodermes sont très affectés. Aucun
grand phylum ne paraît cependant avoir disparu.
• Il y a 375 Ma, l’extinction du Dévonien concerne environ 75% des
espèces marines. La plupart des trilobites disparaissent. Cette crise a
fortement perturbé les systèmes récifaux, alors que les plantes et
arthropodes continentaux poursuivent leur chemin.

• La crise du Permien à la fin de l’ère Primaire (– 250 Ma) est la plus
grave de toutes. Certains groupes du Paléozoïque s’éteignent défi-
nitivement. Près de 95% des espèces marines ont disparu, dont les
derniers trilobites et les graptolites ainsi que les foraminifères
benthiques et certains coraux (tabulés, tétracoralliaires). La crise a
également touché les milieux continentaux où elle efface les deux
tiers des familles d’insectes et 70% des familles de vertébrés. Les
véritables causes de cette extinction sont inconnues mais pourraient
être la conséquence d’un grand changement climatique.
• La crise de la fin du Trias a débuté il y a – 215 Ma et aurait duré
15 Ma. Elle a entraîné elle aussi la disparition de 75% des espèces
marines de l’époque, ainsi que quelques espèces terrestres.
• La crise survenue à la fin du Crétacé (extinction K-T) il y a 65 Ma
est certainement la plus célèbre car elle marque la fin des dinosaures.
Les ammonites, ainsi que beaucoup de foraminifères en milieu marin
ont disparu à cette époque. Le plancton et le benthos marin, ainsi qu’une
grande partie de la végétation terrestre ont fortement régressé.
Un débat persiste sur le caractère progressif ou brutal, ainsi que sur
l’ampleur de ces extinctions de masse. Certains paléontologues et les
géologues privilégient les explications de type catastrophe: un événe-
ment unique mais aux conséquences planétaires, comme la chute
d’un astéroïde ou une éruption volcanique, aurait été responsable, par
réactions en chaîne, de l’effondrement de certains écosystèmes et des
extinctions qui en résultent. D’autres invoquent des bouleversements
géologiques, l’effet mutagène des rayons cosmiques, les modifications
de courants océaniques résultant des collisions continentales, et bien
entendu les variations climatiques. Il est probable que les crises majeures
résultent de la conjonction de plusieurs causes liées à l’histoire de
l’environnement global.
Ces grands événements de l’histoire de la terre ont-ils eu des effets
importants sur l’évolution biologique? Pour certains scientifiques, les
extinctions de masses ont redistribué les cartes du jeu évolutif. Les
grandes crises ont sans aucun doute infléchi le cours de l’évolution car
elles ont été l’occasion pour le monde vivant de se réorganiser. Ces
périodes de crise constituent des ruptures dans le processus évolutif
qui pourraient avoir favorisé l’installation de nouveautés biologiques.
Mais elles ne sont probablement pas le moteur de leur apparition. Les
organismes survivants soumis à une pression de compétition moins
importante ont pu recoloniser les milieux redevenus plus hospitaliers à
l’issue de la crise et donner naissances à de nouvelles diversifications.

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Certains n’hésitent pas à affirmer que nous sommes entrés dans une
sixième période d’extinction de masse, dont l’homme, avec sa démo-
graphie galopante et ses activités planétaires, serait le responsable. Des
propos qui ont une forte résonance médiatique. Néanmoins, si l’homme
a une responsabilité évidente dans l’érosion actuelle de la biodiversité,
tous les groupes ne sont pas concernés de la même manière.
Figure 3.1 Les différentes périodes géologiques,
les principales extinctions de masse et les principales étapes
de la diversification du monde vivant.
Ma ÈRE PÉRIODE
?
– 65
– 100
– 200
– 300
– 400
– 500
Néogène
Paléogène
Crétacé
Jurassique
Trias
Permien
Carbonifère
Dévonien
Silurien
Ordovicien
Cambrien
PRÉCAMBRIEN
TERTIAIRE
SECONDAIRE
PRIMAIRE
Dinosaures,
Ammonites,
Rudistes,
Plancton
Ammonites,
Mollusques bivalves
Coraux solitaires,
Trilobites,
Brachiopodes
Brachiopodes,
Ostracodes,
Ammonoides
Coraux solitaires,
Brachiopodes,
Trilobites,
Échinodermes fixés
Graptolites
nombre
de familles
500

3.4 L’ADAPTATION:
UNE PROPRIÉTÉ FONDAMENTALE
DES ORGANISMES VIVANTS
La diversité biologique est par nature dynamique. L’environnement
physique et biotique d’une espèce change en permanence: les climats
varient, les concurrents envahissent le domaine, les sources de nourriture
fluctuent, etc. Les organismes sont aptes, dans certaines limites, à
s’adapter aux changements du monde dans lequel ils évoluent. À long
terme, que ce soit au niveau génétique, biologique, ou du comportement,
les espèces se modifient en permanence; certaines naissent et d’autres
meurent. L’adaptation est un mécanisme fonctionnel qui permet aux
espèces de faire face à la variabilité des conditions de leur milieu de
vie. Cette capacité des êtres vivants est essentielle à leur survie.
Sous le vocable d’adaptation biologique se cachent tout à la fois
l’aptitude génétique des êtres vivants à s’accommoder de milieux divers
et changeants, son expression à un moment donné, les mécanismes qui y
concourent, et l’appréciation que la société a de ces diverses expressions.
En réalité on distingue deux types principaux d’adaptation:
• celle où chaque individu exprime sa capacité à vivre et à réussir dans
un contexte changeant;
• celle où la conquête de nouveaux milieux est l’apanage d’individus
différents, fruits de l’évolution biologique.
3.4.1 Diversité génétique et adaptation des Eucaryotes
aux changements de l’environnement
La diversité biologique telle que nous la connaissons aujourd’hui,
paraît présenter en chaque lieu une réponse optimisée, dans le sens où
chaque espèce semble tirer le meilleur parti des ressources disponibles.
Est-ce une réalité et quels processus ont permis d’aboutir à une telle
situation?
a) L’adaptation individuelle: plasticité phénotypique
L’adaptation est fondée sur des utilisations combinatoires d’aptitudes
de types différents. Au niveau moléculaire interviennent, à très court
terme, des restructurations de protéines, d’enzymes, d’édifices membra-
naires subcellulaires modulant les activités de catalyse ou de transport.
Les médiations environnementales s’exercent aussi à plus long terme
(la durée de vie des individus par exemple) en régulant l’expression

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des gènes qui contrôlent les acteurs moléculaires précédents. Elles
concernent la différenciation et la prolifération cellulaire, la plasticité
de la morphogénèse et de la physiologie, le comportement ou la repro-
duction.
Une première réponse réside dans la plasticité des organismes. La
plasticité phénotypique correspond à la production par un seul génome
d’une diversité de réponses adaptatives qui seront soumises éventuel-
lement à la sélection naturelle. Par exemple, une adaptation se caractérise
par une modification du phénotype en réponse à un signal spécifique
de son environnement, modification qui conduit à une amélioration de
fonctions biologiques telles que la croissance, la reproduction et/ou la
survie. Il s’agit de faire preuve de flexibilité, notamment dans l’utilisa-
tion des ressources nécessaires à la survie de l’espèce. L’adaptation au
niveau local peut donc être définie comme une augmentation, au sein
de la population considérée, de la fréquence des traits biologiques qui
assurent une meilleure survie ou un meilleur succès de la reproduction
dans les conditions particulières offertes par cet environnement.
Le comportement est une autre caractéristique du phénotype qui
présente, lui aussi, une grande plasticité. Les modifications du compor-
tement sont presque toujours le premier pas vers des changements
évolutifs. Parmi les hypothèses qui mettent l’accent sur les interactions
entre l’évolution et les changements du comportement animal, il faut
mentionner la capacité d’apprentissage qui permet aux animaux
d’exploiter de nouvelles situations et d’avoir accès à de nouvelles
ressources. Imitation et apprentissage faciliteraient ainsi l’acquisition
de «nouveautés évolutives» et leur transmission au sein des popula-
tions concernées.
b) L’adaptation collective: la sélection naturelle
Grâce au polymorphisme génétique (chacun des individus appartenant
à une espèce est légèrement différent des autres sur le plan génétique)
les individus constituant une population peuvent répondre de manière
un peu différente aux contraintes de l’environnement. Le hasard génère
les variations (mutations) qui sont soumises ensuite au crible de la
sélection. C’est ce que Darwin a appelé la sélection naturelle par oppo-
sition à la sélection artificielle pratiquée par les éleveurs. Le principe
de la sélection naturelle implique deux processus complémentaires:
l’existence d’une variabilité génétique héréditaire, et un phénomène de
sélection des individus les plus performants sur le plan reproducteur
dans un type d’environnement donné. Lorsque les conditions se modi-
fient, les génotypes qui produisent les phénotypes les plus aptes à

répondre aux nouvelles contraintes ont un avantage adaptatif et sont
sélectionnés au cours des générations successives. La sélection affecte
essentiellement la fréquence des gènes: tout gène contrôlant des
adaptations qui renforcent les chances de succès de la reproduction sera
avantagé, et sa fréquence peut alors s’accroître au cours des générations.
Les gènes sélectionnés peuvent entraîner avec eux d’autres gènes sur
lesquels la sélection ne s’exerce pas, mais dont l’expression se trouve
indirectement favorisée. La théorie envisage ainsi des transformations
progressives en même temps que des sauts qualitatifs globaux si des
mutations, apparues inopinément, redistribuent le jeu des cartes de la
sélection et de ses conséquences. En d’autres termes les variations
dans la structure et le fonctionnement des écosystèmes sont à la fois la
cause et l’effet de la sélection naturelle. On peut parler à ce propos de
«boucle de la diversité biologique», avec la mutation et l’environ-
nement biophysique comme sources de variabilité et la diversité biolo-
gique comme produit de l’adaptation et de la sélection qui interagit et
modifie à son tour l’environnement…
c) L’adaptation créative: des innovations écologiques
Dans quelles conditions une espèce envahit-elle une nouvelle niche écolo-
gique, un milieu différent auquel elle n’était pas adaptée? Et comment
apparaissent de nouvelles fonctions parmi les individus de cette espèce?
Ces questions sont fondamentales pour comprendre les mécanismes
de l’évolution dans un environnement en perpétuel changement.
Le processus évolutif connu sous le nom de radiation adaptative,
correspond à la colonisation de plusieurs niches écologiques d’un même
écosystème par des populations ou des espèces descendant d’un ancêtre
commun. On parle à ce propos de «foules d’espèces» ou «essaims
d’espèces» («species flocks») qui sont des groupes d’espèces endé-
miques très proches morphologiquement, issues d’une espèce ancestrale
dont les populations se sont progressivement différenciées en se
spécialisant dans l’utilisation des différentes ressources (nourriture,
habitat, aire de reproduction, etc.) offertes par le milieu. Il s’agirait en
quelque sorte d’une optimisation de l’utilisation des ressources dispo-
nibles qui se traduit simultanément par des changements dans le
fonctionnement général du système, avec une complexification des
cheminements des flux de matière et d’énergie.
Un exemple universellement connu de radiation adaptative est celui
des pinsons des îles Galapagos, étudiés par Darwin. Les treize espèces
identifiées seraient issues d’un ancêtre commun ayant atteint les
Galapagos il y a quelques millions d’années. Chacune des espèces s’est

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établie dans une île et dans un type d’habitat, puis s’est différenciée
des autres. L’ensemble des espèces issu de cette diversification est plus
apte à utiliser les différentes ressources locales que ne l’était l’unique
espèce ancestrale.
3.4.2 Les extraordinaires capacités d’adaptation
des Procaryotes
La clé du succès évolutif des micro-organismes réside dans leur temps
de génération très court (de l’ordre de l’heure pour les bactéries) et
leurs facultés d’adaptation. Les bactéries peuvent à l’occasion échanger
des gènes, ce qui est une forme de sexualité primitive, mais également
un processus adaptatif très efficace qui permet d’incorporer de l’ADN
exogène. Elles disposent pour cela de deux types de mécanismes:
• Le premier est la conjugaison, processus qui est probablement respon-
sable de la majorité des transferts. Des plasmides, molécules d’ADN
indépendantes du chromosome qui se trouvent dans le cytoplasme,
codent des protéines qui vont permettre à une bactérie de s’accoler à
Les radiations adaptatives dans les lacs
Un exemple célèbre de radiation adaptative est celui des poissons
Cichlidés des grands lacs d’Afrique de l’Est. Ainsi, les «haplo-
chromines» du lac Victoria descendent d’une seule espèce
d’origine fluviale qui aurait colonisé le lac et donné naissance aux
quelque 300 espèces vivantes qui occupent actuellement toute
une variété de niches écologiques. En particulier, les poissons ont
développé de véritables spécialisations trophiques de telle sorte que
toutes les ressources disponibles sont utilisées par les Cichlidés,
certaines n’étant d’ailleurs utilisées que par eux seuls. Au-delà de
la spécialisation trophique, il y a celle du comportement repro-
ducteur, y compris les parades et les colorations sexuelles et
spécifiques, le comportement territorial et parental.
Des phénomènes similaires à celui du lac Victoria ont été observés
dans d’autres lacs africains dont le lac Malawi et le lac Tanganyika,
ainsi que dans divers lacs dits «anciens» (âge supérieur à
10 000 ans) tels que le lac Titicaca, le lac Baïkal, etc. On a égale-
ment mis en évidence des cas de radiation adaptative pour d’autres
groupes aquatiques que les poissons: ostracodes, mollusques,
crustacés, etc.

une autre. Les plasmides peuvent ainsi passer d’une bactérie à l’autre.
Ils amènent l’information génétique qui leur est propre et éventuel-
lement une partie du chromosome de la bactérie d’origine. Ces ADN
sont susceptibles de se recombiner avec le chromosome de la cellule
hôte, générant ainsi de la diversité génétique.
• La transduction est un autre mécanisme de transfert très efficace.
Dans ce cas le vecteur est un virus bactérien (bactériophage) qui passe
d’une bactérie à une autre. Il y apporte son information. Il peut
parfois aussi apporter un morceau du chromosome de la première.
• La transformation est l’aptitude à faire pénétrer dans la cellule une
molécule d’ADN libre que la bactérie rencontre dans son milieu.
L’étude des flux de gènes entre bactéries est devenue un champ
d’investigation à part entière qui apporte de nouvelles informations sur
les parentés entre espèces, ainsi que sur les capacités d’adaptation des
Procaryotes aux changements de l’environnement. Ce domaine, en
particulier pour les bactéries du sol, est encore peu exploré.
Les microbes, champions de l’adaptation
Les microbes ont la particularité de s’adapter rapidement aux
variations de l’environnement. Dans toute population microbienne
il existe des individus, les mutateurs, qui entretiennent constamment
une grande variabilité dans leur descendance. Cette variabilité est
le plus souvent inutile, mais elle prend une valeur adaptative en
cas de changement brutal des conditions de l’environnement:
parmi les variants, des individus peuvent présenter des mutations
avantageuses et être ainsi plus adaptés que la souche initiale qu’ils
finissent par remplacer. Mais l’adaptation des souches bactériennes
est acquise plus souvent par transfert de gènes entre bactéries que
par mutation. On connaît différents exemples de ce génie génétique
naturel par lequel les bactéries s’adaptent rapidement aux modifi-
cations de leur milieu de vie. Ainsi, les sols sous culture de maïs
s’adaptent à l’utilisation de l’atrazine en quelques années: tous
contiennent maintenant des bactéries capables de dégrader cet herbi-
cide. Un autre exemple est celui du soja, une légumineuse chinoise
introduite en Amérique du nord sans sa bactérie symbiotique
fixatrice d’azote. En quelques dizaines d’années des bactéries
américaines sont devenues symbiotiques du soja, avec la même
efficacité que celles du continent d’origine de cette plante.

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3.5 QUELQUES GRANDES ÉTAPES DANS
LA DIVERSIFICATION DU MONDE VIVANT
De la soupe primitive aux premiers organismes, des unicellulaires aux
pluricellulaires, du milieu aquatique au milieu terrestre, la vie s’est
complexifiée en apparence au cours du temps. Paléontologues et biolo-
gistes essaient d’en reconstituer les étapes. Il est faux cependant de
penser que l’évolution irait dans le sens de la complexification.
Si on n’a pas retrouvé trace de fossiles animaux au-delà de 600 Ma,
les données moléculaires situent leur origine bien avant les enregistre-
ments fossiles Il est possible que les premiers métazoaires aient été des
organismes de petite taille, trop fragiles pour laisser des témoignages
dans les roches. La découverte d’un animal supposé adulte de 200 µ
dans les formations géologiques de Doushantua (Chine) datées de 635
à 550 Ma, paraît aller dans ce sens.
3.5.1 Les grandes lignées évolutives et leurs relations
Les recherches menées depuis quelques années ont remis en cause
l’arbre du vivant déduit de l’observation morphologique des espèces
vivantes et fossiles. Alors que les schémas classiques proposaient une
simple dichotomie du monde vivant entre Eucaryotes et Procaryotes,
Le règne animal malgré son extraordinaire diversité, se résume
seulement à une quarantaine de plans d’organisation anatomique,
chacun définissant un phylum, c’est-à-dire un des grands niveaux
d’organisation du vivant. Citons par exemple les Chordés, les
Mollusques, les Arthropodes, etc. L’origine des phylums animaux
est très ancienne. Ils apparaissent quasi simultanément au cours
de la transition Précambrien-Cambrien, soit entre – 600 et – 500 Ma.
L’évolution, pour ce niveau d’organisation, a fonctionné par déci-
mations successives. Les lignées ayant survécu ont recolonisé les
niches écologiques libérées, se différenciant en de nouvelles espèces,
familles, classes… qui seront à leur tour partiellement décimées
par les épisodes catastrophiques suivants. En résumé, la diversité
des embranchements (et donc des plans d’organisation du vivant)
a diminué depuis le Cambrien jusqu’à l’époque actuelle, alors que
le nombre d’espèces s’est globalement accru au cours des temps
géologiques.

l’un des apports les plus spectaculaires de la phylogénie moléculaire a
été la mise en évidence de trois super-règnes: les Eucaryotes (Eukarya),
les Eubactéries (Bacteria) et les Archéobactéries (Archea), ces deux
derniers groupes constituant les Procaryotes.
Les Procaryotes apparaissent il y a 3,5 milliards d’années environ.
Depuis cette époque, ils se sont adaptés et ont prospéré sur une planète
dont les caractéristiques environnementales ont changé en permanence
et sont présents dans presque tous les milieux où la vie peut exister. Ils
ont eux-mêmes contribué aux modifications de l’environnement terrestre.
Par rapport aux Eucaryotes, les Procaryotes ne possèdent pas un véritable
noyau limité par une membrane, mais l’ADN forme un enchevêtrement
qualifié de nucléotide. Cet enchevêtrement correspond en réalité à
l’unique chromosome bactérien, dont la molécule d’ADN porte tous
les gènes nécessaires à la vie cellulaire (de l’ordre de milliers). Parfois la
cellule procaryote comporte d’autresADN, beaucoup plus petits, appelés
plasmides et qui ne comptent que quelques gènes chacun. Ces plasmides
se répliquent indépendamment du chromosome principal et bon nombre
d’entre eux peuvent changer de cellule au moment de la conjugaison
bactérienne. Les Procaryotes se reproduisent de manière asexuée, par un
mode de division cellulaire appelé scissiparité. Dans un milieu favorable,
une bactérie peut donner naissance par divisions répétées à un clone de
cellules identiques et dont l’effectif croit de manière exponentielle.
La découverte en 1977 des Archéobactéries fut une véritable
révolution scientifique. Ces organismes, d’abord identifiés dans des
environnements extrêmes (les sources hydrothermales des fonds océani-
ques, les milieux aquatiques sursalés, ou les milieux acides) qui
ressemblent peut-être à certains habitats de la Terre primitive, seraient
en réalité présents dans presque tous les habitats. Les techniques de la
biologie moléculaire ont permis de les mettre en évidence dans le plancton
marin, dans les sols, et dans les eaux douces continentales, alors qu’ils
n’avaient jamais été détectés jusqu’ici en culture in vitro.
Bactéries. Une bactérie (du grec baktêria, bâton) est une cellule
entourée d’une membrane et contenant tous les éléments néces-
saires à sa propre reproduction. En cela elle diffère du virus qui,
environ dix fois plus petit, doit toujours envahir une cellule pour
se reproduire. Les bactéries sont les organismes vivants les plus
abondants sur Terre: leur masse cumulée, malgré leur très petite
taille (de l’ordre du millième de millimètre) serait comparable à
celle des végétaux.

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Les Eucaryotes sont des organismes unicellulaires (protistes) ou multi-
cellulaires (métazoaires) formés d’une agrégation de tissus spécialisés
(animaux, plantes, champignons). Apparus il y a environ 1,8 milliard
d’années, ils sont caractérisés par l’existence d’un noyau renfermant le
matériel génétique organisé en chromosomes et entouré d’une double
membrane. La cellule contient également d’autres organites bien définis
comme les mitochondries, les lysosomes, etc.
Comment est-on passé de la cellule procaryote à la cellule eucaryote?
Les mécanismes restent encore mal connus. Les mitochondries et les
plastes, qui sont des organites présents chez les Eucaryotes, possèdent
un génome et une machinerie enzymatique indépendante de synthèse
des protéines. Leurs caractéristiques sont proches des bactéries. Selon
l’hypothèse endosymbiotique, un eucaryote primitif pourrait avoir phago-
cyté une bactérie libre, les deux cellules entamant alors une relation
symbiotique durable. Peu à peu la bactérie phagocytée aurait perdu
l’aptitude à la vie libre. Les chloroplastes descendraient ainsi de
cyanobactéries et les mitochondries de bactéries pourpres.
3.5.2 Des unicellulaires aux pluricellulaires
Une transition importante chez les Eucaryotes a été le passage des êtres
unicellulaires tels que les algues et les protozoaires à des organismes
pluricellulaires ou métazoaires qui possèdent des cellules spécialisées,
formant des tissus, pour l’absorption de la nourriture, la respiration, la
reproduction, etc. On pense que cette transition s’est effectuée il y a
environ un milliard d’années. Des algues pluricellulaires ont été iden-
tifiées dans des sédiments datant de 800 Ma provenant du Spitsberg.
Les premiers métazoaires macroscopiques connus sont des fossiles
précambriens tels que la faune d’Ediacara (une localité au sud de
l’Australie), constituée de créatures plates et molles ressemblant à des
vers, sans squelette minéralisé, qui vivaient entre 600 et 550 Ma. Cette
faune énigmatique, n’évoque aucun des types d’organisation actuels et
on s’interroge toujours sur ses relations avec la faune moderne. Cette
faune est maintenant connue du Canada, de Namibie, de Russie, dans
des roches datées de 575 à 545 Ma.
3.5.3 L’explosion de la diversité biologique au Cambrien
Les principaux groupes animaux, dont beaucoup ont perduré jusqu’à
nos jours, apparurent de manière soudaine et quasi simultanée dès le
début du Cambrien. C’est ce que l’on appelle parfois l’explosion
cambrienne étant donné l’extraordinaire exubérance animale qui se

manifeste alors. La faune de Burgess en Colombie britannique, popu-
larisée par le paléontologue J. Gould, date d’un peu plus de 500 Ma.
On y trouve en particulier des vers, des mollusques, des arthropodes
divers, et un chordé (Pikaia), ancêtre possible des vertébrés. Outre ces
formes apparentées aux formes actuelles, il existe des formes inclassa-
bles dont certaines appartiennent probablement à des embranchements
éteints. Cette faune de Burgess nous renseigne également sur l’apparition
de l’hétérotrophie et des premières communautés liées par des chaînes
alimentaires. C’est l’époque des premiers prédateurs.
La comparaison de tous ces organismes révèle l’existence d’une bien
plus grande diversité de plans d’organisation anatomiques que celle que
l’on peut observer actuellement. Différents arguments ont été avancés
pour expliquer ce phénomène:
• De multiples combinaisons génomiques étaient alors possibles parce
que le génome des animaux pluricellulaires était moins complexe qu’il
ne l’est actuellement.
• Il existait de nombreuses niches écologiques inoccupées, situation
favorable à l’innovation évolutive.
L’histoire de la vie correspondrait ainsi au succès de quelques types
d’organisation à partir du stock initial beaucoup plus riche qui s’est
constitué lors de l’explosion cambrienne.
3.5.4 De la mer à la terre: un passage réussi
Une caractéristique fondamentale de la vie est de coloniser de nouveaux
habitats lorsqu’ils apparaissent, en s’adaptant aux nouvelles conditions
ainsi offertes. La conquête de la terre ferme par les organismes vivants
s’inscrit dans cette perspective, puisque les terres émergées apparaissent
progressivement sur une planète qui était jusque-là composée en
majeure partie par des océans. Les premières formes de vie à coloniser
les continents furent probablement les cyanobactéries capables de résister
aux rayons ultraviolets. Il n’en reste pas moins que la vie était encore
essentiellement aquatique au Cambrien comme en témoignent les fossiles.
Les premières formes de végétaux terrestres, plantes non vasculaires
dérivées des algues vertes, furent les Bryophytes (représentés aujourd’hui
par les sphaignes et les mousses). La colonisation de la terre ferme par
les végétaux qui s’en est suivie est avant tout une adaptation évolutive
remarquable. Les plantes terrestres n’ont pu survivre et croître que
parce qu’elles ont acquis des structures et des mécanismes adaptés au
nouveau milieu de vie et notamment:

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• une pellicule cireuse, la cuticule, qui protège les plantes de la séche-
resse et simultanément, pour assurer les échanges gazeux avec
l’atmosphère à travers cette cuticule étanche, des appareils cellulaires
spécialisés, les stomates;
• un système vasculaire pour transporter l’eau et les sels nutritifs puisés
dans le sol par les racines;
• des spores protégées du dessèchement par une paroi résistante et qui
peuvent être disséminées par le vent pour assurer la reproduction.
Les Ptéridophytes (représentés aujourd’hui par les fougères, les prêles,
les lycopodes) se développent à partir du Silurien vers – 450 Ma. Ces
plantes vont s’équiper de racines et de feuilles, et pour certaines d’un
tissu ligneux donnant plus de résistance à la tige. Les fougères deviennent
alors plus hautes et plus grosses, leur tronc se renforce de bois et
d’écorce comme celui des arbres. Le Carbonifère voit l’apogée des
Ptéridophytes qui est la première radiation importante des végétaux
terrestres. C’est la période d’extension de la grande forêt de type équa-
torial composée notamment de prêles géantes et de fougères arbores-
centes, qui a contribué à accumuler d’énormes quantités de charbon
dans les sédiments. Dans les zones marécageuses se développent des
forêts constituées principalement de grandes formes arborescentes telles
que les lépidodendrons et les sigillaires.
Au cours de la transition de l’ère Primaire à l’ère Secondaire, la flore à
Ptéridophytes cède la place à une flore dominée par les Gymnospermes.
L’ovule apparaît avec les Préspermaphytes dont un représentant actuel
est le Ginko biloba. Après la fécondation qui nécessite une infime
quantité d’eau, l’ovule se détache de la plante et évolue à terre. Les
Gymnospermes spermatophytes qui vont régner durant une grande partie
de l’ère Secondaire sont à l’origine des Conifères actuels tels que le
pin et le sapin. Les dinosaures herbivores se nourrissent de cette flore
de Gymnospermes.
Au cours du Crétacé, à la fin de l’ère Secondaire, il y a environ 100
à 130 Ma, on observe un changement radical dans la composition de la
flore avec l’apparition des Angiospermes ou «plantes à fleurs» sur
toutes les terres émergées. Le pollen transporté par le vent peut
parcourir des centaines de kilomètres avant de féconder une oosphère.
Les fleurs après fécondation se transforment en fruits qui contiennent
et protègent les graines. La dissémination par graines est considérée
comme une adaptation aux conditions défavorables telles que le froid
hivernal par exemple. L’hégémonie des Gymnospermes diminue progres-
sivement et nombre de familles s’éteignent. Dès son apparition, la flore

à Angiospermes est diversifiée: toutes les familles connues aujourd’hui
sont représentées. Il est probable que cette flore s’est étendue à la
surface de la terre à partir d’une aire berceau située en zone équatoriale.
La répartition actuelle de la végétation du Globe résulte de la flore
qui s’est mise en place à la fin de l’ère Secondaire et qui a subi les
effets des grandes glaciations de la fin de l’ère Tertiaire (il y a 5 Ma) et
d’une grande partie de l’ère Quaternaire actuelle.
Figure 3.2 Périodes d’apparition des principaux groupes animaux
et végétaux dans l’histoire de l’évolution.
Ma ÈRE PÉRIODE
– 65
– 100
– 200
– 300
– 400
– 500
Néogène
Paléogène
Crétacé
Jurassique
Trias
Permien
Carbonifère
Dévonien
Silurien
Ordovicien
Cambrien
PRÉCAMBRIEN
TERTIAIRE
SECONDAIRE
PRIMAIRE
Radiation des
mammifères
Premiers crocodiles
Reptiles marins
Apparition des oiseaux
Tortues terrestres
Reptiles mamaliens
Premiers dinosaures
Poissons téléostéens
Crinoïdes,
Céphalopodes
Premiers reptiles
Premiers amphibiens
Premiers poissons
cartilagineux
Poissons cuirassés
Agnathes
Apparition
des poissons
Faune de Burgess
Premiers invertébrés
marins
pourvus de squelette
(éponges, mollusques,
trilobites)
Prédominance
des Angiospermes
Radiation des
conifères
Gymnospermes
Bryophytes
Premières plantes
continentales
Premières plantes
continentales
Algues
Faune d’Ediacara
Régne des
Ptéridophytes

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En ce qui concerne les animaux, c’est vers 400 Ma, qu’a débuté la
conquête du milieu terrestre par les arthropodes: myriapodes, scorpions.
Puis un peu plus tard les collemboles qui prolifèrent dans les champi-
gnons et la matière en décomposition, et enfin les insectes. Un squelette
externe constitué par un revêtement rigide (la cuticule) et des appendices
articulés existait déjà chez les arthropodes aquatiques primitifs. Ils
étaient prédisposés à la conquête du milieu aérien, avec cette carapace
rigide qui les protège des ultraviolets et leur évite de se dessécher. Les
branchies ont été remplacées par un réseau de trachées. Une innovation
de taille chez les insectes a été l’apparition des ailes, probablement au
Dévonien, qui leur donne la possibilité d’échapper aux prédateurs mais
également de se disperser rapidement et de coloniser de nouvelles
niches écologiques.
3.5.5 La longue histoire des vertébrés
Les fossiles cambriens sont le plus souvent munis de carapaces qui font
office de protection. L’apparition de l’exosquelette a entraîné celle des
membres articulés. Mais d’autres groupes animaux vont développer
une colonne vertébrale segmentée servant de point d’ancrage aux muscles.
Les premiers vertébrés fossiles connus sont des vestiges de «poissons»
découverts en Chine et dateraient de 530 Ma. Ces animaux petits et
cartilagineux vivaient au sein du plancton. La phylogénie moléculaire,
quant à elle, place l’origine de la lignée des Vertébrés entre 700 et
550 Ma.
Les premiers poissons sans mâchoires ou Agnathes, avec une colonne
vertébrale, sont apparus vers le Silurien (– 420 Ma). Ils ont pratiquement
tous disparu au Dévonien, à l’exception de la lamproie actuelle. Ils ont
donné naissance aux poissons à mâchoires: les Placodermes, poissons
cuirassés, et les Sélaciens qui sont des poissons cartilagineux (raies,
requins actuels). Les poissons osseux vont se diversifier entre – 400 et
– 350 Ma. Parmi eux, les Crossoptérygiens qui ne sont plus représentés
actuellement que par le Cœlacanthe ou Latimeria.
Chez les vertébrés Tétrapodes, qui dérivent d’un ancêtre commun,
l’apparition des pattes il y a 370 Ma, n’aurait rien à voir avec la sortie
des eaux contrairement aux premières hypothèses. Ce serait une adap-
tation à la vie dans des milieux aquatiques peu profonds encombrés de
branches. Il n’empêche que ces pattes, progressivement détournées
pour la locomotion terrestre, ont dû favoriser les premiers tétrapodes
partis s’aventurer sur les plages ou les rochers. Ce sont d’abord les

amphibiens (il y a – 360 Ma), puis les reptiles (300 Ma) qui vont colo-
niser les systèmes terrestres.
Les vertébrés aquatiques ont dû mettre au point de nombreuses
innovations technologiques pour se déplacer et vivre sur terre. En
particulier ils vont devoir apporter des réponses adaptatives à un
problème trivial, celui de la pesanteur, en développant de nouveaux
muscles pour soutenir le poids des viscères. Mais ils sont restés long-
temps tributaires des milieux aquatiques pour la reproduction. L’appa-
rition de l’œuf amniotique, qui possède une coquille semi-perméable
enveloppant des réserves alimentaires permettant à l’embryon de se
développer dans un endroit protégé, constitue une étape majeure dans
l’affranchissement du milieu aquatique. Cet œuf n’est plus pondu dans
l’eau comme chez les poissons et les batraciens, mais sur terre. Il est
protégé de la dessiccation par une coquille souple ou rigide. Il renferme
un sac de réserves nutritives suffisantes pour le développement de
l’embryon. Ainsi, l’embryon peut se développer en milieu aquatique
mais au sein d’un œuf pondu sur terre. C’est grâce à cette innovation
biologique que les reptiles ont pu s’affranchir de l’eau pour la repro-
duction et partir à la conquête des continents il y a environ 350 Ma.
Dès lors, la voie était ouverte aux oiseaux et aux mammifères.
Le groupe des Reptiles va donner naissance à partir du Trias (– 240 Ma)
aux dinosaures qui disparaîtront il y a – 65 Ma. Ces animaux à sang
chaud appartenaient à plusieurs grands groupes comprenant une grande
variété d’espèces, dont certaines de très grande taille. Les mammifères
sont également issus d’une lignée reptilienne à la fin de l’ère primaire
vers – 250 Ma. Les premiers représentant du groupe, petits et discrets,
sont contemporains des premiers dinosaures. Les premiers vrais mammi-
fères qui apparaissent au Trias, vers – 200 Ma, ont l’allure d’une musa-
raigne. La grande crise du Crétacé/Tertiaire qui est à l’origine de la
disparition des grands reptiles libère de nombreuses niches écologiques
qu’ils occuperont. Les animaux à poil vont progressivement se diversifier
et coloniser tous les milieux.
3.5.6 L’homme: un primate qui a réussi?
L’homme appartient à la vaste famille des Primates dont des représen-
tants sont connus à partir de l’Éocène, il y a environ 65 Ma, et qui s’est
diversifiée durant l’ère tertiaire. Les Primates hominoïdes sont apparus
il y a environ 20 Ma. La diversité de ce groupe et son expansion
géographique attestent une réussite évolutive incontestable, mais rares
sont les familles qui sont parvenues jusqu’à l’époque moderne. Parmi

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les anthropoïdes actuels on reconnaît deux lignées: celle Hylobatidés
(gibbons des forêts d’Extrême-Orient), et celle des Hominoïdés dont
les représentants actuels sont l’orang-outang (Pongidés), le gorille, le
chimpanzé et l’homme (Hominidés). La découverte récente de fossiles
de primates anthropoïdes en Asie, laisse penser que la divergence des
lignées asiatiques et africaines aurait eu lieu il y a au moins 35 Ma. La
divergence entre les hommes et les chimpanzés remonte à environ
5 Ma, mais on ne dispose pas de beaucoup d’informations pour la
période 5 à 14 Ma. Toujours est-il que l’homme et les grands singes
africains sont fortement apparentés selon les analyses génétiques.
Les plus anciens fossiles de la lignée humaine connus à ce jour sont
des Australopithecus de 4 Ma. Plusieurs espèces ont coexisté en Afrique
entre – 4 et – 3 Ma. Puis entre – 2,5 et – 1 Ma on trouve, en Afrique
toujours, des Paranthropus, proche des Australopithèques, mais qui ne
sont pas à l’origine de l’Homo sapiens. Il s’agirait peut-être d’une
«autre expérience» des voies de l’évolution. Les plus anciens repré-
sentants du genre Homo seraient apparus en Afrique vers – 2 Ma. Ils
sont donc contemporains des derniers Paranthropus. Plusieurs espèces
du genre Homo ont été identifiées en Afrique, dont Homo habilis qui
disparaît vers – 1,6 Ma et Homo ergaster qui serait parti à la conquête
de l’Asie et de l’Europe il y a 1,7 Ma. Il se disperse en Afrique et en
Asie où il évolue: H. neanderthalis en Europe et en Asie centrale,
Homo erectus et homme de Solo en Asie et à Java, Homo sapiens en
Afrique. On peut y ajouter les petits hommes de Flores, probablement
des descendants d’Homo erectus, connus d’une île isolée à l’est de
Java. H. sapiens aurait à son tour colonisé l’Europe (homme de Cro-
Magnon). Les données récentes de la biologie moléculaire incitent à
penser que H. sapiens et H. neanderthalis ont coexisté en Europe occi-
dentale et au Moyen-Orient entre 100 000 et 30 000 ans avant nos
jours. C’étaient très vraisemblablement deux espèces différentes qui
ne pouvaient se reproduire entre elles. H. neanderthalis a disparu il y a
25 000 à 30 000 ans, l’homme de Solo il y a 27 000 ans et l’homme de
Florès il y a 18000 ans.Ainsi, pendant des dizaines de milliers d’années,
quelques espèces d’«hommes» ont cohabité sur terre. Ils maîtrisaient
le feu et disposaient de technologies et de cultures propres. Les Homo
neanderthalis, comme les H. sapiens, enterraient leurs morts depuis au
moins 100000 ans. L’homme de Neanderthal est notamment à l’origine
de la culture dite du Moustérien. Malgré leur différence biologique,
ces deux espèces auraient pu échanger outils et techniques.
L’histoire de l’homme apparaît plutôt buissonnante que linéaire. Des
espèces «d’hommes» différentes sont apparues et ont disparu. Leur
degré de parenté est difficile à établir pour l’instant, mais ces espèces

dont certaines étaient contemporaines, ont évolué en parallèle. De toutes
ces possibilités évolutives, une seule forme a émergé qui a conquis la
Planète.
3.6 L’ÉVOLUTION DE LA VIE
EST-ELLE PRÉDÉTERMINÉE?
Depuis le début de la vie sur Terre, le monde vivant s’est continuellement
transformé. Certaines espèces ont peuplé la Terre avant de disparaître
sans descendance. D’autres ont donné naissance à de nouvelles lignées
occupant des niches écologiques différentes. Mais surtout, la succession
des différents groupes d’êtres vivants peut donner l’impression que
l’évolution tend vers une complexification de plus en plus grande. En
particulier, depuis l’apparition de la vie, on a vu émerger progressivement
des êtres qui se distinguaient par l’acquisition de comportements de plus
en plus complexes. Ainsi, chez les vertébrés, le changement de l’anato-
mie du système nerveux s’est poursuivi, avec les modifications du
comportement qui lui sont associées.
Une question fondamentale que se posent les biologistes est de savoir
si le hasard est le seul maître à bord dans la longue histoire de l’évolu-
tion qui a conduit à la diversification des espèces ou si il y a une «main
invisible», une force non identifiée qui lui donnerait un sens? Ou, dit
d’une autre manière, l’évolution des espèces traduit-elle un progrès?
De nombreux spécialistes de l’évolution mettent en garde contre la
fausse idée de progrès qui pourrait être associée à la complexification.
L’évolution n’est pas orientée, ni vers le mieux ni vers la complexité.
Ils rappellent en particulier que les bactéries qui sont des organismes
Figure 3.3 Arbre évolutif du groupe des Primates anthropoïdes
d’où est issu Homo sapiens.
0
– 20
– 40
– 60
Famille des Gibbons
Orang-Outang
Gorille
Chimpanzé
genre Homo

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simples peuplant la biosphère depuis plus de 3,5 milliards d’années,
constituent un bon contre-exemple. D’apparence très simple, elles sont
parfaitement capables de s’adapter à de nouveaux environnements!
L’évolution de la vie à travers les temps géologiques est perçue le
plus souvent comme un processus réglé par la sélection naturelle qui
conserve les variations «utiles» et élimine ou ignore celles qui ne le
sont pas. Si Darwin rejetait l’idée de progrès évolutif au sens d’une loi
qui conduirait les organismes vers une complexité plus grande, il
acceptait néanmoins l’idée que la sélection naturelle contribuait à
améliorer les organismes, en relation avec leurs conditions de vie.
Mais cette sélection des «meilleurs» est circonstanciée, associée aux
conditions particulières qui prévalent dans un milieu donné. Le mieux
adapté à un instant ne l’est pas forcément à l’instant suivant.
Pour nombre d’auteurs, le hasard est la seule explication possible à
l’évolution de la vie. Dans le jeu de l’évolution dont la résultante est de
sélectionner les organismes qui donnent le plus de descendants, la
seule sanction véritable est la possibilité de continuer le jeu en cas de
succès. Il ne semble donc pas y avoir de perspective globale à long terme.
Cela justifie une nouvelle interrogation des écologistes: si l’évolution
est une simple question de chance sans déterminisme apparent, doit-on
poursuivre la recherche d’un ordre de la Nature et la mise en évidence
de lois générales?
Le hasard et les «roulettes biologiques»
Le hasard est un facteur essentiel de l’évolution. Avec la nécessité,
c’est une des facettes de la tragi-comédie de l’évolution, comme
le souligne Alain Pavé. Ce serait aujourd’hui le facteur primordial
de la dynamique de la biodiversité, à savoir la diversification, la
disparition ou le maintien des systèmes vivants de la planète. En
allant plus loin, on peut penser également que des processus propres
à ces systèmes engendrent du hasard et qu’ils seraient apparus
spontanément et auraient été sélectionnés autour du temps eux aussi.
C’est ce que Pavé appelle les «roulettes biologiques» qui produi-
sent des phénomènes à caractère aléatoire à tous les niveaux
d’organisation du vivant. Il y aurait ainsi un hasard imposé de
l’extérieur, et un hasard intrinsèque engendré par les mécanismes
biologiques. Celui-ci serait le facteur essentiel de la diversification
et de la dispersion des êtres vivants. Une forme de réaction, ou
d’assurance vie, au hasard subi par les aléas. On rejoint ici l’idée
que les peuplements sont des ensembles stochastiques…

Comment résumer à l’heure actuelle ce débat?
1. Le cours de l’évolution est marqué de périodes de crises. Les
espèces rescapées n’ont pas survécu parce qu’elles étaient plus perfor-
mantes selon la théorie de la sélection naturelle, mais parce qu’elles
avaient la chance de posséder un trait biologique favorable au moment
de l’événement responsable de l’extinction. Ce trait biologique s’est
développé a priori pour des raisons qui sont sans rapport avec les
facteurs responsables de l’extinction de masse.
Les extinctions de masse préservent ou éliminent des espèces au
hasard. La survie ou la disparition est donc avant tout une question de
chance ou de malchance liée à la manifestation d’événements aléatoires
qui ne sont pas prévisibles dans l’état actuel des connaissances. En
particulier, rien ne permet de distinguer les rescapés des victimes. Il en
résulte que le monde vivant actuel dépend de la cascade d’événements
qui se sont déroulés depuis les origines, en dehors de toute intervention
de la sélection. Si l’on pouvait dérouler de nouveau le film de l’histoire
de la vie, le résultat pourrait être entièrement différent et notre monde
habité par des êtres qui ne nous sont pas familiers. La disparition brutale
des dinosaures n’était pas programmée mais les conséquences en ont été
importantes: la place libérée a permis aux mammifères de se développer
ce qui a ouvert la voie à l’apparition de l’homme.
2. La sélection naturelle est contingente des conditions de l’environ-
nement dans lesquelles évoluent les espèces. On peut admettre qu’en
favorisant les individus les mieux adaptés à l’environnement dans
lequel ils vivent, elle soit en partie tout au moins de nature aléatoire ou
fortuite. Ces processus ne peuvent être déduits dans l’état actuel de la
science. Leur imprévisibilité ne tient pas au caractère stochastique du
phénomène mais à la complexité des interactions gènes/milieu dont
nous ignorons les détails.
Il est plus difficile de n’évoquer que le hasard lorsqu’on s’adresse à
des espèces qui sont le produit d’une radiation adaptative. Il y a proba-
blement un certain déterminisme dans l’évolution qui mène à l’apparition
d’espèces sympatriques dont chacune est plus apte à utiliser certaines
ressources du milieu. Tout se passe comme si l’évolution tendait alors
vers une diversification conduisant à une utilisation de plus en plus
sophistiquée des capacités de l’écosystème.
3. L’étude du fonctionnement des écosystèmes a mis en évidence
l’existence de processus fonctionnels similaires dans des milieux variés,
ce qui laisse penser qu’il existerait malgré tout une forme de «régula-
tion». Le débat est alors déplacé: les mécanismes de «régulation»
des écosystèmes sont-ils déterministes ou stochastiques? De manière

schématique, la régulation implique qu’il y ait un contrôle et l’identifi-
cation d’un objectif. C’est le cas pour les cellules ou les organismes
qui sont des systèmes poursuivant un but intrinsèque tel que la survie et
la reproduction (systèmes déterministes). Ce terme devient cependant
ambigu pour les systèmes biologiques de niveau hiérarchique supérieur
à l’individu. On n’a jamais démontré en particulier que la dynamique
d’un écosystème poursuivait un objectif identifiable. Les écosystèmes
ne sont pas construits comme les organismes: ils contiennent beaucoup
d’organismes dont les interactions ne sont pas en théorie de nature
déterministe mais plutôt de nature stochastique. Les écologistes tendent
actuellement à reconnaître qu’il existe au niveau de l’écosystème des
«mécanismes de régulation», par analogie avec les organismes, mais que
ces mécanismes sont généralement le résultat d’événements stochastiques.
Le débat reste néanmoins largement ouvert étant donné que:
• Certaines interactions entre les composantes sont «quasi détermi-
nistes» au sens où elles correspondent à des relations de coévolution
très fortes (plantes et pollinisateurs par exemple, ou relations proies/
prédateurs). Pour certains auteurs, tels que R. Dawkins, la véritable
finalité de la vie c’est de permettre la survie de l’ADN. «Nous sommes
des robots programmés à l’aveugle pour préserver les molécules
égoïstes connues sous le nom de gènes». La diversité du monde vivant
serait un signe de l’inventivité de l’ADN qui met en œuvre des
techniques originales pour maximiser ses chances de survie.
• Certaines espèces peuvent en remplacer d’autres sans qu’un processus
fonctionnel donné ne soit modifié.
• Les interactions entre les espèces dans un réseau trophique peuvent
également contenir des éléments d’un contrôle de nature déterministe,
ne serait-ce que par la séquence des relations de mangeurs à mangés.
• Le fonctionnement d’un écosystème dépend très étroitement de la
disponibilité et de la dynamique spatio-temporelle des facteurs environ-
nementaux, principalement les ressources en eau, en nutriments et
en énergie.

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Chapitre 4
Dynamique de la diversité
biologique et conséquences
des activités humaines
La diversité biologique telle que nous la connaissons est le résultat
d’une histoire qui ne fut pas, loin s’en faut, un processus monotone.
C’est un héritage hétéroclite constitué d’êtres vivants dont les grandes
caractéristiques ont été fixées il y a plusieurs centaines de millions
d’années. Certaines espèces et lignées se sont éteintes, notamment lors
des grandes crises qui ont jalonné l’histoire de la Terre. D’autres n’ont
que quelques descendants qui subsistent dans des conditions discrètes
(le Cœlacanthe par exemple) alors que certains groupes se sont fortement
diversifiés. On ne peut ignorer pour certains types d’écosystèmes, le
rôle joué par les changements climatiques au cours des quelques derniers
millions d’années. Les cycles glaciations-réchauffements ont agi à la
manière d’un essuie-glace, provoquant la disparition quasi complète
de la flore et de la faune du nord de l’Europe, de l’Asie et de l’Amérique
du Nord. Étudier les paléoenvironnements pour expliquer la structure
actuelle des peuplements et des écosystèmes, est une préoccupation
relativement récente en partie motivée par la perspective d’anticiper
les changements climatiques à venir. On espère que la connaissance du
passé permettra de prévoir le futur et d’orienter nos actions.

80 4 • Dynamique de la diversité biologique et activités humaines
Sur le plan géographique, la distribution de la diversité biologique
intègre à la fois les conditions climatiques actuelles qui structurent l’exis-
tence de grands biomes et contrôlent le fonctionnement des écosystèmes,
ainsi que les fluctuations passées qu’elles soient de nature géologique
(la dérive des continents, l’orogénèse), ou climatique qui ont permis ou
non la survie et l’évolution des espèces.
Le futur de la diversité biologique dépend des mêmes facteurs qui ont
conduit à la situation actuelle, mais auxquels il faut maintenant ajouter
l’homme, espèce récente et envahissante qui modifie à différentes
échelles de temps et d’espace son environnement, menaçant une partie
de l’héritage biologique et la survie de nombreuses autres espèces, soit
directement, soit en modifiant leurs conditions d’existence.
Figure 4.1 Dans un contexte climatique et géomorphologique donné,
la diversité biologique actuelle est l’héritage de l’évolution
et de l’histoire des milieux, héritage qui est remis en cause à la fois
par la dynamique des variations du climat et par les activités anthropiques,
autrement dit par les changements globaux.
HÉRITAGE PRÉSENT FUTUR
paléo-
environnements
climat
géomorphologie
changements
globaux
impacts
anthropiques
occupation
des terres,
pollutions,
introductions,
surexploitation
diversité
biologique
actuelle
types
d'écosystèmes
évolution,
spéciations,
extinctions

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4.1 PALÉOENVIRONNEMENTS
ET DIVERSITÉ BIOLOGIQUE
Les paysages changent lentement lorsqu’ils ne sont pas soumis à des
impacts importants des activités humaines. À l’échelle de la vie humaine
nous pouvons donc avoir l’impression que le monde qui nous entoure
est stable. Cette impression «d’équilibre de la Nature» conduit à
penser qu’il existe un état immuable, ou de référence, que seules les
activités humaines vont modifier à court terme. Un concept simpliste
de la conservation est ainsi de se référer à ce «Jardin de l’Éden», que
l’on va tenter de préserver des agressions, ou restaurer pour rétablir les
conditions originales (ou pristines). En réalité, on ignore ainsi un des
axiomes de base: la diversité biologique est en perpétuelle évolution, à
différentes échelles de temps et d’espace qui ne sont pas toujours
celles des hommes. Elle a une histoire, un présent et un futur que nous
devons connaître pour pouvoir prendre les mesures adéquates en matière
de conservation. L’histoire nous apprend que la diversité biologique est
le fruit du changement.
Le Quaternaire, qui débute il y a moins de 2 millions d’années, offre
une bonne illustration des processus impliqués dans la dynamique de la
diversité biologique. Il est marqué par l’existence de plusieurs périodes
de glaciations et de variations climatiques de grande amplitude. Lors
du dernier cycle glaciaire, on a pu reconstruire avec relativement de
précisions la dynamique temporelle des écosystèmes et de la diversité
biologique en fonction des changements climatiques. On a mis égale-
ment en évidence que l’action de l’homme a pesé sur les milieux et les
espèces depuis longtemps, même si elle n’avait pas, bien évidemment,
l’ampleur observée actuellement. Pour être équitable, on ne s’est pas
posé la même question vis-à-vis des éléphants qui peuvent, eux aussi,
modifier profondément les écosystèmes lorsqu’ils prolifèrent!
4.1.1 Les systèmes terrestres nord européens
Il y a 80 000 ans, les trois quarts de la France étaient recouverts d’une
épaisse calotte glaciaire qui atteignait environ 1 000 m dans le bassin
parisien actuel. Vers – 30 000 ans la steppe froide fait place à une prairie
tempérée. Pour peu de temps, car au cours de la dernière période glaciaire
dont l’apogée se situe vers – 18 000 ans, une vaste calotte glaciaire
recouvre de nouveau l’Europe du Nord et un immense glacier occupe
les Alpes. Le niveau des mers est à – 120 m en dessous du niveau
actuel. Pour la France, la température moyenne est inférieure de 4,5 °C

à l’actuelle, et il ne subsiste qu’un tapis végétal herbacé entre les zones
englacées du Nord et la Méditerranée au sud. Dans ces paysages de steppe
et de toundra de type subarctique, proches de ceux de la Laponie
actuelle, les arbres avaient été éliminés (trop faibles températures esti-
Figure 4.2 L’Europe il y a 20 000 ans (à gauche) et récemment avant que
l’homme ne la défriche (à droite).
Il y a 20 000 ans un islandis s’étendait sur les îles britanniques et
la Scandinavie. Un glacier recouvrait aussi l’Islande. Entre les deux
la banquise s’était installée. Une végétation caractéristique des
climats froids occupait la plus grande partie de l’Europe. La steppe
(herbacées) régnait à l’est et la toundra (herbacées et arbustes)
au nord et à l’ouest. Les forêts ne se rencontrent que très au sud.
L’abaissement du niveau des mers avait agrandi les continents et
relié la France à l’Angleterre. À droite: situation récente montrant
que la toundra est très au nord et la steppe très à l’est. La plus
grande partie de l’Europe est couverte de forêts. (Tiré de Foucault,
1993.)
25 1 000 km
Steppe
S
S
S
S
Toundra
T
T
T
T
T
T
Conifères
C
C
C
C
Feuillus (zones souvent
en grande partie cultivées)
F
F
F
Actuel
F
F
F
F
Végétation
méditerranéenne
Vm
Vm
Vm
Vm
Vm
Vm

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vales). Renne, cheval, bison, associés à des espèces éteintes comme le
mammouth, l’ours des cavernes et le mégacéros peuplaient la partie sud
du territoire. Les espèces et les écosystèmes étaient donc très différents
de ceux que nous connaissons actuellement.
Durant cette période glaciaire, des végétaux ligneux, plus ou moins
thermophiles, ont survécu dans le sud de l’Europe, dans la partie basse
des fleuves, et sur les versants méridionaux des montagnes situés à la
périphérie du domaine méditerranéen. En particulier plusieurs espèces,
dont les chênes (voire encadré) ont survécu dans trois zones refuges
situées dans les péninsules ibériques et italiennes ainsi que dans les
Balkans (figure 4.2). D’autres zones refuges ont existé à l’est de l’Europe
ou en Asie. Dans tous les cas cependant, ce sont des assemblages
partiellement aléatoires et fragmentaires d’espèces animales et végétales
qui ont subsisté.
Figure 4.2 (suite)
Steppe
S Toundra
T
Toundra
Banquise
Steppe
Forêt
Forêt
Forêt
Forêt de feuillus,
parfois conifères
F
20 000 ans
Glace
Glace
1500
500
1500
2000
2500

Le réchauffement climatique qui a fait suite à la période glaciaire, a
entraîné un recul des glaces, avec un maximum de réchauffement il y a
environ 8 000 ans (maximum Holocène). La température moyenne est
alors supérieure de 2 °C environ à l’actuelle, ce qui signifie que la diffé-
rence de température entre le maximum glaciaire et l’optimum Holocène
est de l’ordre de 6-7 °C. Mais en réalité les variations ont été plus faibles
à l’équateur qu’aux latitudes élevées, et l’on peut estimer que le réchauf-
fement dans le nord-est de la France a été en réalité de 15 à 20 °C.
Au cours de la phase de réchauffement, les espèces animales et
végétales qui avaient survécu dans les zones refuges ont reconquis les
espaces périglaciaires. Aux latitudes moyennes d’Europe du Nord, au
cours de la période de transition entre le dernier âge glaciaire et
l’Holocène, le genévrier (Juniperus) puis le bouleau (Betula) et le pin
(Pinus) partent à la reconquête des espaces abandonnés par la forêt au
cours de la glaciation. Puis la forêt tempérée de feuillus commence à se
propager à travers toute l’Europe il y a 10 000 ans. Le chêne (Quercus)
a colonisé l’Europe plus rapidement que d’autres. Il est accompagné
du noisetier (Corylus), et de l’orme (Ulmus). Plus tardivement on voit
apparaître le frêne (Fraxinus) et le tilleul (Tilia) à l’intérieur d’une
forêt mixte dominée par le noisetier et le chêne. La propagation du
hêtre (Fagus), dont les zones refuges se situaient près de la mer Noire
et en Italie du Sud, a été retardée en raison de sa faible compétitivité
par rapport au chêne. Il commence à s’étendre il y a 6 000-6 500 ans
dans lesApennins et ce n’est qu’il y a 3500 ans qu’il apparaît en Espagne
et le nord-ouest de l’Europe. L’épicéa quant à lui qui était répandu
dans les Alpes orientales au Tardiglaciaire, mettra plus de 6 000 ans
pour atteindre les Alpes françaises et le Jura et ne colonisera le Massif
Central qu’au XIXe siècle grâce aux reboisements décidés par les hommes.
De manière générale, la dynamique de la succession végétale a été la
même à travers toute l’Europe, avec cependant des différences de synchro-
nisation dans l’apparition des espèces selon la situation géographique.
Ainsi, la recolonisation arborée a été fonction tout à la fois du climat,
de la situation des zones refuges, et de la compétitivité des espèces à
l’intérieur des écosystèmes en restructuration. Un élément important
pour les espèces végétales sessiles est la vitesse de propagation qui dépend
des caractéristiques biologiques des espèces. Ainsi, le chêne pédonculé
a pu reconquérir assez rapidement l’Europe, entre – 130000 et – 6000 ans,
à une vitesse moyenne de 500 mètres par an. Cette progression rapide
pour un organisme immobile à croissance lente (un chêne ne fructifie pas
avant 15 ans) a été facilitée par le geai qui transporte les glands et les
enterre à 4-5 cm de profondeur pour se constituer des réserves, parfois

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à plusieurs kilomètres de distance. D’autres arbres, même si la propa-
gation naturelle était possible à partir de zones refuges, ont bénéficié
du transport par les hommes. C’est le cas par exemple du platane qui
aurait retrouvé le chemin de l’Europe occidentale, depuis la Grèce, dans
les bagages des Romains. Il en serait de même pour le noyer rapporté des
Balkans et le cyprès ramené d’Asie mineure toujours par les Romains.
On a mis en évidence les voix de recolonisation empruntées par la
flore et la faune après la période glaciaire. Une voie de recolonisation
part de la péninsule Ibérique jusqu’en Grande-Bretagne et jusqu’au
sud de la Scandinavie pour des espèces telles que l’ours brun et les
lapins. La barrière des Alpes aurait retardé ou empêché la dispersion
de nombreuses espèces qui avaient trouvé refuge dans la péninsule
italienne. La comparaison de ces voies de colonisation met en évidence
l’existence de zones dites de «suture» qui sont les zones de rencontre
et d’hybridation de populations d’une même espèce qui ont recolonisé
l’Europe à partir de zones refuges différentes (figure 4.3).
Figure 4.3 Principales zones refuges et voies de recolonisation
postglaciaires en Europe (d’après Taberlet et al., 1998).
ZONES REFUGES
en période glaciaire

De manière générale, des biomes relativement pauvres se sont ainsi
réinstallés dans les régions tempérées et froides, alors que des ensembles
forestiers méditerranéens beaucoup plus riches se reconstituaient dans
le sud. Certaines espèces d’animaux ont disparu de France mais se sont
déplacées et perdurent dans les régions plus septentrionales: phoque
moine, renne, renard polaire, par exemple. D’autres animaux disparaissent
Les chênes européens et les cycles climatiques
La diversité des chênaies européennes résulte des successions
d’alternance de périodes de glaciation et de réchauffements clima-
tiques du quaternaire. Ils ont entraîné des cycles d’extinction
suivis de recolonisations qui ont sélectionné ou éradiqué certaines
espèces. Depuis la dernière glaciation, il y a 18 000 ans, les forêts
de chênes ont réinvesti le continent. Une vaste étude européenne a
inventorié et décrypté les stratégies de colonisation des espèces
dominantes. L’analyse de l’ADN chloroplastique a mis en évidence
que durant la dernière période glaciaire les populations de chênes
étaient confinées dans les trois zones refuges au sud du continent
européen. Ces populations séparées depuis 100000 ans ont entrepris
la reconquête du continent vers le nord dès le début du réchauffement
il y a 15 000 ans et l’aire actuelle a été entièrement occupée il y a
6 000 ans. En moyenne les chênes ont avancé de 380 m par an avec
des pointes de 500 m à certaines périodes. Outre la dispersion conti-
nue, un mécanisme de dispersion en «sauts de puce» (il s’agit
d’événements de dispersion à longue distance, quelques dizaines
de kilomètres, se produisant rarement) explique la rapidité de cette
progression.
Mais l’étude de l’ADN nucléaire a mis en évidence également une
remarquable stratégie utilisée par les chênes pour favoriser leur
dissémination. Chacune des quatre principales espèces de chêne
européen (chênes sessile, pédonculé, tauzin et pubescent) a des
préférences écologiques, que ce soit par exemple pour les milieux
forestiers ou les milieux ouverts, les sols humides ou les sols
calcaires. Il y aurait en réalité une sorte de «travail d’équipe»
entre ces espèces dont certaines peuvent se mettre à coopérer pour
conquérir de nouveaux milieux, l’une jouant alors le rôle de «tête
de pont» pour en faire profiter les autres. Les mécanismes en cause
sont un important brassage de gènes entre les différentes espèces
et des hybridations interspécifiques.

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définitivement entre ces deux périodes: mammouth, lion des cavernes,
hyène des cavernes. On a évoqué la prédation par l’homme pour expli-
quer la disparition du mammouth (il y a 12 000 ans), mais il semble
bien qu’elle soit due essentiellement aux changements climatiques.
4.1.2 Les forêts tropicales humides
Il n’est pas rare que l’on tienne un discours en partie irrationnel à propos
des forêts tropicales, dans le but de promouvoir la protection de ces
écosystèmes, fortement perturbés, il est vrai, par les activités humaines.
Ainsi, affirmer que les forêts tropicales sont les poumons de la Terre
relève soit de l’erreur scientifique soit de la volonté délibérée d’ignorer
les résultats de la science. En effet, la forêt tropicale que l’inconscient
collectif présente souvent comme un exemple de Nature sauvage et
inviolée, a connu en réalité des périodes d’expansion et de recul, en
liaison avec des changements climatiques importants.
Au cours du dernier maximum glaciaire, sous l’effet de conditions
climatiques plus rigoureuses (baisses des températures de 2 à 6 °C
et baisse des précipitations), les forêts humides sud-américaines ont
commencé à régresser il y a 28 000 ans, et les forêts africaines entre
– 20 000 et – 15 000 ans. Dans de nombreuses régions, les savanes ont
ainsi pris le pas sur les forêts humides qui n’occupaient alors que des
surfaces réduites.
Lors de la période post-glaciaire, la reconquête forestière a connu
une histoire parfois mouvementée. EnAfrique, on a mis en évidence une
extension maximale de la couverture arborée entre – 10000 et – 8000 ans
qui se maintient jusqu’à – 5 000 ans. Après cette époque, il y a diminu-
tion de la pluviosité en Afrique centrale et, entre – 3 000 et – 2 500 ans,
les savanes progressent au détriment de la forêt dans le sud du Congo
et dans les zones où les déficits hydriques saisonniers sont les plus
importants. D’intenses perturbations ont eu lieu également dans la
forêt humide de l’Ouest Cameroun. Mais depuis environ un millénaire,
la tendance générale en Afrique centrale est de nouveau à une expan-
sion de la forêt, avec des vitesses de progression de quelques dizaines
de mètres par siècle. Cette reprise forestière serait liée à un retour de
conditions climatiques plus humides.
En Amérique du sud, la forêt amazonienne a été le siège depuis la
dernière glaciation de perturbations importantes mais la dynamique
forestière n’est pas synchrone avec celle de l’Afrique. La forêt se déve-
loppe en quelques points (sud-est de l’Amazonie et Brésil central) entre
– 10 000 et – 8 000 ans, mais pas en Guyane. Entre 7 000 et 4 000 ans

la forêt recule au profit de formations herbacées dans le nord et le sud-est
de l’Amazonie, de même que dans le centre du Brésil. Depuis 4000 ans
on observe une reconquête forestière sur les sites où la forêt avait
disparu et elle atteint sa pleine expansion il y a seulement 1 000 ans sur
la côte atlantique du Brésil. Autrement dit, la forêt amazonienne est
relativement jeune!
Des travaux réalisés en Guyane ont montré d’autre part qu’entre
– 3 000 et – 2000 ans, la forêt était plus humide qu’actuellement. Entre
– 1700 ans et nos jours on observe deux épisodes de sécheresse associés
à des perturbations du système forestier avec de grandes ouvertures
forestières favorables au développement de plantes pionnières: l’une
entre – 1 700 et – 1 200 ans, l’autre entre – 900 et – 600 ans. Des
phénomènes comparables ont eu lieu aux mêmes époques dans l’ouest
du bassin amazonien. La forêt guyanaise a acquis ses caractéristiques
actuelles il y a seulement 300 ans.
Un élément important de perturbation de ces forêts tropicales humides
est le feu. Actuellement, dans l’ensemble de ces écosystèmes, le taux
d’humidité toujours élevé ne permet pas aux incendies de se développer.
Pourtant on a mis en évidence en Amazonie et en Guyane que des
incendies et des destructions de la forêt de forte amplitude se sont
produits à plusieurs reprises, y compris dans un passé relativement
L’hypothèse des zones refuges
L’hypothèse de l’existence de refuges est née de l’observation de
la distribution actuelle des espèces végétales et animales en forêt
dense humide et des niveaux de différenciation atteints. En période
sèche, la forêt se fragmente et seuls quelques îlots sont suscepti-
bles de subsister dans les zones où les conditions climatiques le
permettent. Les fragments de forêts qui ont persisté durant les
phases sèches auraient ainsi servi de refuges à une partie des espèces
qui occupaient préalablement le territoire couvert par la forêt.
Cette fragmentation, si elle a duré suffisamment longtemps, aurait
favorisé la spéciation par vicariance. Les espèces auraient ensuite
recolonisé les zones séparant les refuges, à des vitesses variables
selon leurs potentialités de migration qui dépend de leurs caracté-
ristiques biologiques. Selon la théorie, les refuges correspondraient
aux zones actuelles d’endémisme élevé et de grande biodiversité.
Cette diversité décroît quand on s’éloigne des zones refuges.

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proche. En Guyane en particulier, les paléo-incendies mis en évidence
entre – 8000 et – 6000 ans ainsi qu’entre – 4000 et – 2000 ans avaient
une origine naturelle puisque l’occupation humaine n’est attestée que
depuis – 2 100 ans. On trouve également des traces de paléo-incendies
entre – 2 000 et – 1 400 ans.
4.1.3 Les systèmes aquatiques continentaux
De manière générale, l’étendue des habitats aquatiques fluctue en fonction
des conditions climatiques, et sur des périodes relativement courtes à
l’échelle géologique. À quelques exceptions près, les écosystèmes
aquatiques continentaux peuvent être qualifiés de systèmes en transi-
tion dans la mesure où ils réagissent en permanence aux variations
climatiques.
Dans les régions tempérées, les glaciations ont, à diverses reprises,
provoqué la disparition des milieux aquatiques et donc l’éradication
des faunes associées, ce qui explique que les peuplements piscicoles
soient plus pauvres dans les régions tempérées que dans les régions
équatoriales. On peut ainsi comparer le lac Léman qui était sous les
glaces lors du dernier optimum glaciaire (20 000 ans) aux grands lacs
d’Afrique de l’Est (Tanganyika, Malawi) dont l’existence est attestée
sur plusieurs millions d’années. Le Léman est un lac jeune dont la faune
actuelle est le résultat d’une recolonisation récente lors du réchauffement
Holocène, à partir de zones refuges où la faune aquatique a pu subsister
au moins en partie. Cette faune relativement pauvre ne comporte que
14 espèces autochtones de poissons. Au contraire les lacs d’Afrique de
l’Est sont des lacs anciens, pérennes sur plusieurs millions d’années
même si on a pu montrer que les niveaux ont varié de plusieurs centaines
de mètres durant cette période. Ces lacs hébergent une faune ichtyo-
logique et une faune d’invertébrés très diversifiée qui est le résultat d’une
longue co-évolution du milieu et des espèces. De manière schématique,
la faune de ces lacs s’est diversifiée pour exploiter au mieux l’ensemble
des ressources de l’écosystème, alors que dans le lac Léman on a affaire
à un ensemble encore hétéroclite d’espèces. De toute évidence, on ne
peut comprendre le fonctionnement biologique de ces lacs (production,
réseaux trophiques) sans prendre en compte l’histoire des milieux.
Dans le cas des lacs d’Afrique de l’Est il est possible de développer des
théories sur la co-évolution et la spéciation, les radiations adaptatives,
les notions de niche et de compétition pour les ressources. Dans le cas
du Léman on peut seulement constater qu’un certain nombre d’espèces
ont réussi à recoloniser le lac depuis la disparition des glaces, mais cette

situation qui relève pour partie du hasard est peu propice à l’application
ou au développement de théories de l’évolution.
Dans le cas des systèmes fluviaux, la situation est comparable. Les
variations climatiques ont pu entraîner des variations importantes de
leur morphologie, et parfois même leur disparition temporaire. Pour
que les poissons repeuplent des bassins qui se sont asséchés ou qui ont
été gelés, ou des bassins nouvellement créés en fonction des événements
géologiques et climatiques, il faut que des communications physiques
aient pu s’établir avec des bassins qui sont restés en eau et ont conservé
une faune diversifiée, autrement dit des zones refuges. Par exemple, la
faune ichtyologique de l’Irlande est très pauvre et ne comporte à l’heure
actuelle qu’une vingtaine d’espèces dont une grande partie aurait été
réintroduite par l’homme. En effet, après le retrait des glaces à
l’Holocène, seules huit espèces migratrices anadromes (saumon, alose,
anguille, etc.) ont pu recoloniser les eaux irlandaises par les voies natu-
relles. La situation est différente en Amérique du Nord, où le Mississipi
qui a été la principale zone refuge pour les espèces aquatiques au cours
des glaciations récentes est orienté nord-sud. Il en résulte que les espèces
ont pu migrer et se réfugier dans la partie méridionale du fleuve avec
l’avancée des glaciations dans le nord, puis recoloniser en sens inverse
le réseau hydrographique lors du réchauffement. En Europe, le Danube
a joué le rôle de zone refuge pour les poissons. Mais il est orienté
ouest-est de telle sorte que les espèces n’ont pas eu, comme enAmérique
du Nord, la possibilité de migrer aussi loin vers le sud. En conséquence
les extinctions d’espèces ont probablement été plus importantes lors
des glaciations, ce qui expliquerait la relative pauvreté de la faune
ichtyologique européenne par rapport à celle d’Amérique du Nord.
4.2 L’HOMME ET L’ÉROSION
Selon le discours général, l’homme est actuellement responsable d’une
nouvelle phase majeure d’extinction de la diversité biologique. Cette
affirmation mérite d’être relativisée, même si l’on doit admettre que
certains groupes sont particulièrement touchés. Cette action de l’homme
est-elle plus importante que les perturbations climatiques ou celles
attribuées à El Niño qui suscite sécheresses et inondations, blanchis-
sement des coraux, etc.? Il est probable que des extinctions actuelles
d’espèces sont la conséquence de plusieurs facteurs agissant en synergie.
En réalité il faudrait se garder de considérer de manière globale les
conséquences des activités humaines et analyser leurs effets différentiels

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sur les divers groupes animaux et végétaux en fonction des contextes
régionaux et locaux.
4.2.1 Le mythe du bon sauvage
Les ethnologues ont en partie accrédité l’idée que les sociétés dites
primitives (par rapport aux sociétés industrialisées) qu’ils étudiaient
avaient peu d’impacts sur le milieu naturel et qu’elles vivaient en quel-
que sorte «en équilibre» avec leur environnement. Ce mythe du jardin
de l’Éden s’est pérennisé en particulier dans le discours qui s’est déve-
loppé autour des savoirs traditionnels, relayé par certains mouvements
conservationnistes et par une partie du grand public. Pourtant diverses
observations tendent à montrer que l’homme moderne n’a fait que
prolonger un processus d’érosion de la biodiversité engagé depuis très
longtemps par nos lointains ancêtres.
De nombreuses îles du Pacifique furent considérées comme de véri-
tables paradis par les premiers explorateurs, ce qui a contribué au mythe
de sociétés primitives en «état d’équilibre» avec leur environnement.
Les colonisations successives des îles du Pacifique par l’homme ont
entraîné, sans ambiguïté, la disparition de nombreuses espèces de
vertébrés. C’est le cas pour les îles Fidji et Tonga il y a 3 500 ans, la
Nouvelle-Zélande (3 200 ans) et l’archipel d’Hawaï (2 600 ans). Quant
aux Galapagos, elles n’auraient pas été habitées avant l’arrivée des
Européens en 1535. On sait maintenant qu’un tiers à la moitié des
espèces d’oiseaux qui peuplaient les îles du Pacifique a disparu depuis
que l’homme les a colonisées. Cela représente au moins une à deux mille
espèces d’oiseaux terrestres (soit 10 à 20% des espèces d’oiseaux
connues actuellement) et contredit les premières impressions.
On a montré également que les hommes avaient profondément modifié
la végétation. Ainsi la moitié de la forêt de la Nouvelle-Zélande a été
détruite par les Maoris entre 800 et 500 ans, pour laisser place à des
zones couvertes de fougères ou a des prairies clairsemées. Sur l’île de
Pâques, jadis couverte d’une forêt subtropicale luxuriante (cette présence
est prouvée par les analyses de pollens fossiles), il ne reste aujourd’hui
qu’une prairie appauvrie, et les plus gros animaux autochtones sont
des insectes.
4.2.2 La disparition des grands mammifères
à la fin du Pléistocène: l’homme est-il en cause?
En dehors des extinctions massives et spectaculaires, des extinctions
plus limitées ont eu lieu affectant seulement un ou quelques groupes

d’organismes. Ainsi, durant les 50 000 dernières années, sur différents
continents et sur plusieurs grandes îles, des centaines de vertébrés
terrestres ont disparu sans qu’ils soient remplacés par d’autres espèces.
Ces extinctions ont surtout affecté la mégafaune: très peu de petites
espèces sont touchées alors que tous les genres de mammifères pesant
plus d’une tonne, ainsi que 75% des genres entre 100 kg et 1 tonne
disparaissent de la plupart des continents à l’exception de l’Afrique.
La question est de savoir si ces extinctions sont le résultat de l’expan-
sion de l’espèce humaine ou si elles ont d’autres causes. De fait, les
extinctions n’ont pas eu lieu aux mêmes époques sur tous les continents.
En Australie, colonisée par les Homo sapiens il y a 55 000 ans, tous
les mammifères de grande taille ou de taille moyenne ont disparu il y a
50 000 ans environ. Toutes les espèces supérieures à 100 kg et 22 des
38 espèces comprises entre 10 et 100 kg ont disparu, ainsi que trois
grands reptiles et l’émeu géant Genyornis qui dépassait 200 kg.
L’Amérique du Nord, il y a 12 000 ans, hébergeait une mégafaune
spectaculaire, qui comprenait trois formes d’éléphants, trois formes de
guépards, de nombreuses formes d’antilopes, des chameaux, des lamas,
des chevaux, des bisons, des tapirs, des loups géants, etc. Il y avait plus
de grands animaux qu’il n’y en a actuellement en Afrique. Pourtant, il
y a 11 000 ans, presque tous ces grands animaux (70 espèces ou 95%
de la mégafaune) ont disparu complètement. C’est l’époque à laquelle
l’Amérique du Nord a été colonisée par l’espèce humaine, et pour
certains scientifiques, il y aurait des preuves archéologiques que cette
extinction serait la conséquence de la chasse. L’Amérique du Sud a
également été colonisée par l’homme il y a 11 000 ans et depuis cette
époque elle a perdu 80% des genres de grands mammifères.
En Eurasie, la faune de grands mammifères était constituée d’animaux
adaptés au froid: rhinocéros laineux, mammouth, ours des cavernes,
ainsi que d’animaux adaptés aux périodes tempérées durant lesquelles
l’Europe était couverte de forêts: cerfs, daims, sangliers. Cette faune
aussi a disparu en grande partie entre – 12 000 et – 10 000 ans.
La situation est différente en Afrique où pourtant l’homme a évolué
pendant des millions d’années. La mégafaune est encore bien repré-
sentée, même si 50 genres ont disparu il y a environ 40 000 ans. C’est
le continent où l’on trouve actuellement la faune la plus diversifiée de
grands herbivores dont l’éléphant, l’hippopotame, le rhinocéros, etc.,
autant de groupes qui étaient représentés abondamment sur d’autres
continents avant les extinctions Pléistocène.
La situation est donc paradoxale: en Afrique, là où l’homme existe
depuis le plus longtemps, la mégafaune est plus variée que sur les

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continents colonisés par l’homme plus récemment. En réalité, il est
difficile avec les informations dont nous disposons d’affirmer (comme
certains n’hésitent pas à le faire) que l’homme est responsable de
l’extinction de la mégafaune à la fin du Pléistocène. Il est probable qu’un
ensemble de facteurs agissant plus ou moins en synergie est à l’origine
de la disparition de cette mégafaune sur les différents continents. On
pense en particulier:
• aux changements climatiques de la fin du Quaternaire dont les alter-
nances de glaciation et de réchauffement tous les 100000 ans environ,
ont probablement joué un rôle important en modifiant les habitats et
en affaiblissant la faune et la flore;
• aux épidémies qui ont pu causer l’extinction d’au moins une partie des
espèces, surtout si les hôtes ont été mis en contact avec de nouveaux
pathogènes;
• à la chasse qui a pu jouer un rôle, du moins pour certaines espèces et
sur certains continents, sachant que le défrichement par le feu, l’intro-
duction d’animaux domestiqués ou commensaux, sont probablement
autant d’autres facteurs qui ont pu contribuer à la disparition des
grands mammifères.
4.2.3 L’érosion actuelle de la diversité biologique
L’homme moderne possède des moyens techniques inégalés. Il peut
faire disparaître certains écosystèmes ou transformer complètement
des régions entières. Pour des groupes bien documentés tels que les
mammifères et les oiseaux, ou certains groupes végétaux, on peut se
baser sur les extinctions documentées d’espèces. On estime ainsi que
108 espèces d’oiseaux et 90 espèces de mammifères se sont éteintes
depuis l’an 1600. Il est probable cependant que ce nombre est plus
élevé car toutes les régions du monde ne possèdent pas d’archives
exploitables. En outre, les effectifs de plusieurs espèces ont atteint à un
état critique à l’heure actuelle.
Une grande partie des espèces disparues, que ce soient des mammi-
fères, des oiseaux, des reptiles, des mollusques terrestres ou des plantes,
habitaient des îles. C’est le cas du célèbre dodo de l’île Maurice. Mais
des espèces continentales telles que l’auroch, le pigeon migrateur
américain ou le grand pingouin, ont également été exterminées par la
chasse. Dans le domaine marin on ne compte que deux espèces de
mammifères disparues au cours des siècles derniers, même si certaines
populations de baleines par exemple, ont connu des périodes critiques.

Une ONG, l’UICN (Union internationale pour la conservation de la
Nature) a établi des listes rouges d’espèces en péril ou en voie d’extinc-
tion. En 2007 on avait recensé 16 306 espèces végétales et animales
menacées d’extinction, contre 785 espèces éteintes et 65 ne subsistant
qu’en captivité.
En réalité, pour beaucoup de groupes on manque de données fiables
sur le nombre d’espèces réellement existantes et sur celles qui sont
supposées disparaître. Il est donc difficile dans ce contexte de proposer
des informations quantitatives sérieuses en dehors de quelques taxons
limités. Il n’est pas question bien entendu de dire que l’homme n’a pas
d’impact sur le monde vivant, mais que cet impact n’est peut-être pas
le même selon les groupes considérés. Il est évident par contre que
certaines déclarations catastrophistes relèvent plus de l’intime conviction,
ou du désir de créer un impact médiatique, que de la science…
Les évaluations, parfois discutables sur le plan quantitatif, de
l’érosion de la diversité biologique, ne prennent pas en compte les
phénomènes de spéciation. Or, de même que les espèces évoluent et
s’adaptent aux modifications de l’environnement d’origine naturelle
(c’est le moteur de la biodiversité), on peut penser également que les
espèces évoluent sous l’effet des perturbations d’origine humaine. En
introduisant des espèces en divers endroits du monde séparés géogra-
phiquement, on crée les conditions pour une évolution allopatrique. Le
TABLEAU 4.1 EFFECTIFS DES ESPÈCES AUTOCHTONES ÉTEINTES ET DISPARUES (ET/DISP.),
AUTOCHTONES TOUJOURS PRÉSENTES (AUT.) ET D’ORIGINE EXOTIQUE (EXOT.)
EN FRANCE CONTINENTALE ET EN CORSE (D’APRÈS PASCAL et al., 2006).
Groupe
France continentale Corse
Et/disp. Aut Exot. Et/disp. Aut. Exot.
Poissons 2 47 21 0 7 16
Herpétofaune 1 61 8 1 14 6
Amphibiens 0 30 5 0 6 1
Reptiles 1 31 3 1 8 5
Oiseaux 25 236 37 8 111 7
Mammifères 14 88 20 5 26 18
Total 42 432 86 14 158 47

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temps nécessaire à l’évolution dépend des groupes considérés, mais en
réalité on ne connaît pas grand-chose concernant la vitesse de spéciation
pour la plupart des groupes.
De toute évidence, pour les micro-organismes, que l’on connaît encore
plus mal, la situation n’est pas comparable à celle des vertébrés. Ces
micro-organismes évoluent très vite et s’adaptent assez bien aux nouvelles
conditions créées par l’homme, comme peuvent en témoigner par
exemple les résistances aux antibiotiques, aux pesticides, etc. (voir
chapitre 3). On estime que la vitesse d’évolution de certains virus est
environ deux millions de fois plus rapide que celle d’un vertébré. Tout
porte à croire que l’action de l’homme, en réalité, tend à augmenter la
diversité microbienne.
Les villes et la diversité biologique
Les villes sont des créations humaines. Les grandes métropoles
occupent des zones importantes sur la planète où elles ont remplacé
de vastes territoires ruraux. Si la croissance de l’environnement
urbain est à l’origine de la disparition de nombreuses espèces, il
offre néanmoins de nouvelles opportunités de colonisation pour
certaines d’entre elles. La diversité des espèces pourrait même y
être plus importante que dans certains habitats ruraux soumis à une
agriculture intensive. Certes le fait que les villes se soient étendues
récemment, toutes proportions gardées, a laissé peu de temps aux
espèces pour évoluer. Mais en adaptant leur comportement, certains
colonisateurs ont pu exploiter au mieux les nouvelles conditions
qui leur sont offertes: présence de nombreuses structures verticales
propices à la colonisation par les plantes et les animaux, environ-
nement climatique plus tempéré, nouvelles sources de nourriture,
limitation des prédateurs, etc. Ainsi la population de renards dans
le centre de Londres avoisine probablement plusieurs milliers d’indi-
vidus. Les pigeons ramiers ont trouvé asile en ville où ils ne sont
pas chassés, et les tourterelles ont récemment conquis les grandes
métropoles à partir des années 1960 en entrant en concurrence
avec le pigeon commun et le pigeon des bois. Le transport inter-
continental d’espèces est à l’origine d’une diversification de la
diversité biologique urbaine: différentes espèces de perroquets ont
ainsi élu domicile dans les parcs des capitales européennes, ainsi
que divers invertébrés transportés dans les containers.

4.3 DYNAMIQUE DE LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE
ET PRESSIONS ANTHROPIQUES
La croissance de la population humaine et celle corrélative de la demande
en ressources naturelles d’une part, le développement d’activités indus-
trielles, agricoles ou commerciales d’autre part, transforment la
surface du globe, modifient les cycles biogéochimiques ainsi que la
composition de la biodiversité dans la plupart des écosystèmes terrestres
ou aquatiques. Ces impacts sont raisonnablement connus et quantifiés.
Mais ils créent en rétroaction des changements dans le fonctionnement
Figure 4.4 Modèle conceptuel illustrant les effets directs et indirects
sur la biosphère modifié d’après Lubchenko et al. (1991).
Modification
des terres
déforestation,
pâturage,
intensification,
etc
Cycles
biogéochimiques
carbone,
azote, eau,
éléments chimiques
de synthèse,
autres...
Introductions
et extinctions
d'espèces
invasions
biologiques,
chasse, pêche,
cueillette
Changements
climatiques
effet de serre,
aérosols,
land cover
Perte de diversité
biologique
extinctions
de populations,
d'espèces;
perte d'écosystème
Population humaine
taille utilisation des ressources
Activités humaines
agriculture industrie énergie commerce

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de la biosphère conduisant aux évolutions climatiques et à la perte irré-
versible de composantes de la biodiversité (gènes, espèces, écosystèmes).
Cette influence de l’homme sur la biosphère se manifeste au niveau de
différents processus qui sont résumés figure 4.4.
L’expression «changements globaux» est souvent utilisée pour
qualifier tous ces phénomènes que l’on peut classer dans quatre grands
ensembles: (1) les changements dans l’utilisation des terres et la couver-
ture végétale; (2) les changements dans la composition de l’atmosphère;
(3) le changement du climat; (4) les altérations dans la composition des
communautés naturelles et la perte de la biodiversité. En réalité, sous
ce vocable on identifie à la fois les impacts du développement écono-
mique et de la croissance de la population mondiale sur les principaux
compartiments du système Terre – à savoir l’atmosphère, les sols et les
systèmes aquatiques – ainsi que les processus concernés par les échanges
de matière et d’énergie entre ces compartiments.
4.3.1 La pression démographique
Parmi tous les facteurs responsables de l’érosion de la diversité biolo-
gique, la pression démographique et des moyens techniques de plus en
plus puissants constituent les causes ultimes. Il faut en effet utiliser
des espaces plus importants pour héberger et nourrir une population
mondiale qui s’est fortement accrue: 2 milliards d’individus en 1930,
4 milliards en 1975, et 9 ou 10 milliards prévus vers 2050. Cette augmen-
tation de la population concerne toute la planète, mais plus particuliè-
rement les régions tropicales où la diversité biologique est plus grande
que dans les zones tempérées.
4.3.2 Utilisation des terres et transformation
des paysages
Pour la production de biens et services, l’homme modifie la structure
et le fonctionnement des écosystèmes. Les premières actions significa-
tives de l’homme sur son environnement ont été les brûlis destinés à
débusquer le gibier ou à défricher les terres. Les incendies favorisèrent
les espèces végétales résistantes au feu ainsi que le développement des
savanes et des prairies. Puis l’apparition de l’agriculture a enclenché un
processus de transformation des milieux où vont dominer des espèces
domestiques ainsi que des espèces opportunistes, adventices dans les
cultures et rudérales autour des habitats. Les haies vives permirent de

concilier l’enclosure du bétail et la préservation d’espèces arborées
utiles, ou de zones de culture. Ces espaces constituent l’essentiel des
paysages contemporains en Europe où la structure des peuplements
végétaux est largement dépendante de l’homme. Autrement dit, ce que
nous appelons «la Nature» est le résultat de milliers d’années d’utili-
sation des terres par les sociétés humaines qui ont façonné les paysages.
Selon l’Évaluation des écosystèmes pour le millénaire, la plupart des
changements enregistrés au niveau des écosystèmes l’ont été en vue de
faire face à demande croissante en nourriture, eau, bois de construction,
fibre, et en énergie. Les systèmes agricoles (secteurs dont au moins 30%
du paysage est constitué de terres agricoles, de jachères, de production
animale ou d’aquaculture en eau douce) couvrent actuellement un quart
de la superficie des terres fermes sur l’ensemble du globe. Depuis
1980, environ 35% des mangroves ont été détruites ainsi que 20% des
récifs coralliens du monde. À l’échelle de la planète, les forêts cèdent
du terrain. La situation est particulièrement préoccupante pour les forêts
tropicales, mais commence à être sérieuse pour les forêts boréales et
tempérées. En France métropolitaine cependant, on assiste au phénomène
inverse: en l’espace de 40 ans, les espaces boisés sont passés de 11,3 à
15 millions d’hectares, de telle sorte que la forêt occupe aujourd’hui plus
du quart du territoire métropolitain. C’est en partie le résultat d’une
politique volontariste qui s’est traduite notamment par la création en
1966 de l’ONF (Office national des forêts) qui gère plus du quart du
territoire forestier national. Mais les chiffres globaux cachent en réalité
des modifications profondes:
• L’extension des surfaces boisées s’opère au détriment de l’activité
agricole et des paysages, en raison de la déprise agricole qui est un
lent mouvement d’abandon du territoire.
• La forêt dite linéaire, constituée par les arbres épars qui forment les
haies (acacias, frênes), les bosquets, les vergers (pommiers, poiriers,
mûriers, oliviers), les ripisylves (peupliers, aulnes), connaît un recul
spectaculaire lié au remembrement, à l’urbanisation, à la déprise
agricole. On estime qu’environ 100 millions d’arbres et 500 000 km
en linéaire de haies ont ainsi disparu au cours des trente dernières
années. Depuis le début du siècle, 3 millions d’hectares ont été
transformés et il ne resterait que 1,6 million de forêt linéaire.
• Les résineux qui ne représentaient que le quart de la surface boisée
au début du siècle ont gagné du terrain et représentent maintenant
plus du tiers. Pins, sapins, épicéas poussent plus rapidement que les

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feuillus et sont donc d’un profit plus intéressant à court terme. Mais
les résineux accroissent l’acidité des sols, et fragilisent l’ensemble de
la forêt par leur sensibilité plus grande aux maladies et aux pollutions.
Un phénomène mal connu, car moins visible, mais dont on commence
à apprécier l’ampleur, concerne la diminution de la diversité biologique
des sols dont le rôle dans la production primaire et dans le recyclage de
la matière organique est fondamental. Un peu partout dans le monde,
le fonctionnement, la structure et les propriétés des sols sont en effet
modifiés par les activités humaines: pratiques agricoles, pollutions,
artificialisation due à l’urbanisation. Il en résulte en particulier:
• une recrudescence des phénomènes d’érosion dus pour partie à la
déforestation, au surpâturage, à l’intensification des cultures. La perte
annuelle en sols au niveau mondial serait de 5 à 7 millions d’hectares
par an;
• la salinisation qui est la conséquence de l’irrigation mal contrôlée,
surtout dans les régions arides ou semi-arides;
• le tassement qui résulte de l’utilisation de machines agricoles trop
lourdes ou mal adaptées, du piétinement trop important par les
animaux, des irrigations mal conduites, etc.;
• les traitements chimiques fongicides, insecticides, etc. sur les cultures
apportent de fortes pollutions en composés organiques toxiques ou
en métaux lourds (Cu, As, etc.).
L’appauvrissement de la diversité et de l’activité biologique des sols
ainsi que la diminution des taux de matière organique concerne prati-
quement tous les sols cultivés. C’est un élément important du phénomène
de désertification qui désigne la dégradation des terres dans les zones
arides et semi-arides sous l’effet conjugué des variations climatiques et
des activités humaines. Elle se manifeste à l’échelle humaine, par une
réduction de la couverture végétale (une terre est désertique quand il
ne reste plus que 10 à 15% de végétation sur le sol), ainsi qu’une dimi-
nution ou une destruction du potentiel biologique des terres et de leur
capacité à supporter les populations qui y vivent. La désertification
consiste en réalité en une perte progressive de la fertilité des sols.
Un phénomène général lié à l’utilisation des terres, est la perte et/ou
la fragmentation des habitats. Celle-ci peut avoir des conséquences
importantes sur la structure des communautés biologiques.

4.3.3 Les introductions d’espèces
et les invasions biologiques
Les migrations humaines liées ou non à la colonisation de nouveaux
milieux, et dont on sait qu’elles ont été nombreuses depuis plusieurs
dizaines de milliers d’années, ont entamé un processus de transfert
d’espèces à l’intérieur des continents, entre les continents et les îles
proches, et entre continents eux-mêmes. En effet, l’homme néolithique
en se déplaçant n’a pas seulement transporté ses espèces domestiquées,
mais il a également introduit un certain nombre d’espèces accompa-
gnatrices sauvages, animales et végétales.Ainsi les îles méditerranéennes
étaient peuplées avant l’arrivée de l’homme il y a 5 000 à 6 000 ans,
par une faune endémique héritée du Tertiaire. Il y avait entre autres un
éléphant nain (Elefas falconeri) en Sicile, et un «lapin» (Prolagus
sardus) en Corse et en Sardaigne. Sur une courte période de quelques
L’épée de Damoclès des agrocarburants
Il est parfois de bonnes idées, en apparence, qui se révèlent très
mauvaises, après réflexion. La promotion des agrocarburants est
intéressante de ce point de vue. On a fait valoir dans un premier
temps l’intérêt de développer de nouvelles sources d’énergie afin
de remplacer les produits pétroliers, producteurs de gaz à effet de
serre. Les agrocarburants issus de la biomasse paraissaient de
bons candidats. Ils sont essentiellement produits à partir de plantes
cultivées: céréales, oléagineux, etc. Si une telle orientation est
fortement soutenue par certains exploitants agricoles, elle se révèle,
après analyse, assez désastreuse sur le plan de l’environnement.
Pour obtenir une contribution significative à la consommation
énergétique, il faudrait utiliser toutes les jachères, et réaffecter des
terres agricoles. En région tropicale, la production d’agrocarburants
pousse par ailleurs à une déforestation de plus en plus importante.
Sans compter que la production nécessitera l’utilisation d’encore
plus d’engrais et de pesticides. Plus de pollution en perspective. Si
certains voient leur intérêt économique immédiat, le coût environ-
nemental à payer par la société (pas par le pollueur.) est bien plus
élevé. Les jachères qui étaient appréciées par les protecteurs de la
Nature comme par les chasseurs vont disparaître. Et les milieux
naturels de manière générale vont régresser… Nous sommes bien
loin d’une politique de protection de la biodiversité.

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milliers d’années, la totalité de cette faune a disparu, remplacée par une
faune exclusivement moderne. Cette faune a-t-elle été volontairement
introduite ou non? La question reste ouverte.
a) Des introductions délibérées…
De nombreuses introductions délibérées ont été motivées par le souci
d’accroître localement le potentiel d’espèces utiles à l’homme. Par
exemple, ans la plupart des régions du monde, les besoins alimentaires
sont couverts par des espèces végétales et animales qui sont originaires
d’autres continents.
La «découverte» de l’Amérique fut l’occasion de rencontrer une
agriculture très ancienne et relativement développée, basée sur trois
plantes principales: le maïs, le manioc, et la pomme de terre. L’agri-
culture amérindienne était néanmoins diversifiée, et les Européens en
tirèrent partie pour transférer dans le monde une vingtaine de plantes
sud-américaines: maïs, manioc, pomme de terre, tomate, citrouille,
tabac, fraises, piment, haricots, etc. L’Europe bénéficiera plus tard
également de plantes venues d’Amérique du Nord telles que le topi-
nambour et le tournesol. La dinde et le canard de Barbarie profiteront
aussi à l’élevage européen.
Ces transferts seront à la base de la plus grande révolution alimentaire
de l’histoire. De fait, le maïs et la pomme de terre jouèrent un rôle
important dans la dynamique agricole de l’Europe et la mise en œuvre
de la «nouvelle agriculture» au début du XIXe siècle. Les transferts
intercontinentaux joueront également un rôle dans la révolution indus-
trielle (coton, caoutchouc) et enrichiront le stock de produits médicinaux
(quinine). Il est d’usage de penser que l’Europe fut le principal bénéfi-
ciaire de la découverte de l’Amérique du sud et de ses espèces domes-
tiques. Mais le transfert d’espèces sud-américaines concerna également
l’Afrique et l’Asie: hévéa, coton, sisal, cacaoyer, ainsi que les cultures
Les espèces sont dites indigènes, natives, autochtones lorsqu’elles
sont originaires de l’aire considérée. Une espèce introduite est une
espèce qui a été intentionnellement ou accidentellement intro-
duite par l’homme en dehors de son aire de distribution naturelle.
Elle est qualifiée d’exotique, exogène ou allochtone lorsqu’elle est
originaire d’une autre aire de répartition. On parle de naturalisation
lorsqu’une nouvelle population s’est intégrée dans un milieu,
c’est-à-dire qu’elle y vit et s’y reproduit.

vivrières qui contribueront à réduire les risques de famine et de disette:
maïs, manioc, patate douce, arachide, etc. D’autre part, le continent
américain a largement bénéficié du transfert du cheval, du bœuf, du porc
et des volailles venus d’Europe, ainsi que du blé. D’Afrique furent
importés le café et l’igname, et d’Asie le riz, la canne à sucre, le soja,
le bananier, les agrumes, le cocotier, etc. Le nouveau monde ne fut donc
pas le parent pauvre de ces échanges.
Le monde est devenu progressivement un vaste supermarché de la
biodiversité. Si une espèce paraît avoir un intérêt quel qu’il soit, on
essaie de l’acclimater pour en tirer profit. Mais il existe un problème
de taille: les caractéristiques biologiques attendues chez ces espèces
(croissance rapide, adaptabilité, reproduction facile), sont autant de
propriétés qui en font également de bons candidats aux invasions
biologiques.
Quelque 277 espèces de poissons ont été introduites en Europe. On
notera que près d’un tiers de ces introductions a eu lieu dans les années
1960 et 1970 (tableau 4.2). En France, on a recensé 27 espèces de
poissons introduites, contre 31 en Grande-Bretagne, 19 en Allemagne,
43 en Italie et 20 en Belgique. Plus d’un tiers de la faune piscicole
française est composé d’espèces introduites.
b) Des espèces qui «s’échappent»…
On peut avoir la surprise aujourd’hui, sur les bords du golfe du Morbihan
ou dans les marais de Guérande, de voir passer un vol d’ibis sacré
(Threskiornis aethiopicus). Ces échassiers originaires de l’Afrique nord
tropicale et bien connus des Égyptiens qui les momifiaient, se sont
échappés d’un parc animalier de la côte Atlantique et sont maintenant
«naturalisés» en France. Ils constituent actuellement une population
de plusieurs milliers d’individus. Certains ont voulu les chasser afin de
les éradiquer. D’autres y ont fait obstacle au nom du droit à la vie…
Des exemples de ce type sont nombreux.
c) Les introductions fortuites ou «accidentelles»…
la roulette écologique
C’est probablement le développement du commerce international qui
est maintenant à l’origine d’une circulation sans précédent de milliers
d’espèces végétales et animales à travers le monde, ainsi que de nombreux
micro-organismes. Sa libéralisation entraîne la multiplication des
routes commerciales dans le monde, situation qui accentue les risques
d’invasions.

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L’utilisation de l’eau comme ballast depuis les années 1880 fut aussi
le début de la mise en place non intentionnelle d’un vaste réseau
d’échanges floristiques et faunistiques entre des aires biogéographiques
qui étaient restées isolées jusque-là. Les cargos transportent en effet de
grandes quantités d’eau marine ou saumâtre qu’ils prélèvent dans un
port pour les relarguer dans un autre. Cette eau contient de nombreux
organismes planctoniques ainsi que les stades planctoniques d’organismes
benthiques. C’est un des moyens les plus importants de dispersion
transocéanique d’organismes aquatiques.
En échantillonnant le ballast de 159 cargos en provenance du Japon
dans la baie de Coos (Oregon) on a trouvé 367 espèces identifiables
appartenant à la plupart des groupes marins. Tous les groupes trophiques
TABLEAU 4.2 NOMBRE D’ESPÈCES DE POISSONS INTRODUITES EN EUROPE PAR DÉCENNIE
ET POUR QUELQUES GRANDS GROUPES TAXINOMIQUES (D’APRÈS COWX, 1997).
Décennies
Salmonidés
Corégonidés
Cyprinidés
Centrarchidés
Cichlidés
Autres
Total
< 1800 8 2 10
1800-1845 1 4 3 8
1850 0
1860 2 1 1 4
1870 3 1 4 3 11
1880 11 6 2 6 5 30
1890 23 2 4 1 30
1900 3 1 1 4 3 12
1910 1 2 4 7
1920 3 1 2 1 4 11
1930 7 1 1 1 2 12
1940 4 1 3 1 3 12
1950 7 3 3 3 1 2 19
1960 12 1 27 2 9 51
1970 13 3 10 1 2 14 41
< 1980 2 8 1 6 17
Total 91 17 68 31 8 62 277

étaient représentés. Toutes ces espèces ne se naturaliseront pas mais en
fonction des circonstances, certaines s’installeront dans de nouveaux
milieux. Il en résulte que beaucoup de baies, d’estuaires, de lagunes et
de lacs sont actuellement le siège d’apports répétés d’espèces dont les
facultés d’adaptation, ainsi que le rôle et l’impact écologiques ne sont
pas toujours prévisibles. C’est ce que certains ont appelé la «roulette
écologique».
L’exemple des Grands Lacs d’Amérique du Nord est également
symptomatique. Au cours du siècle dernier, le nombre d’espèces exoti-
ques s’est considérablement accru. On estime que depuis 1970 environ
75% d’entre elles proviennent de l’eau contenue dans les ballasts des
bateaux transocéaniques arrivant d’Eurasie. Qui plus est, la majorité
de ces espèces est native de la région ponto-caspienne (mers d’Azov,
Caspienne, Noire).
Les phénomènes de déplacement volontaire ou accidentel d’individus
d’un écosystème vers un autre sont relativement fréquents. Souvent,
les conditions environnementales rencontrées par les migrants ne leur
sont pas favorables de telle sorte qu’ils ne font qu’une brève apparition
dans le milieu concerné. Mais dans d’autres cas l’espèce trouve tout ce
dont elle a besoin, et peut alors se développer au point d’éliminer tout
ou partie des espèces autochtones en profitant des ressources utilisées
par ces dernières. Ces immigrants peuvent alors modifier profondément
les équilibres qui s’étaient établis au cours des millénaires ainsi que les
modes de fonctionnement écologique des écosystèmes récepteurs.
Pullulation et invasions biologiques
Une espèce est dite envahissante lorsqu’elle colonise un écosystème
où elle n’était pas présente auparavant et qu’elle s’y installe. De
manière générale ces colonisations peuvent résulter de l’action de
l’homme ou de déplacements aléatoires ou accidentels liés à la
dynamique des populations naturelles.
On réserve souvent le terme «invasive» aux espèces exogènes qui
se mettent à proliférer. Pourtant des espèces autochtones peuvent
aussi devenir des nuisances quand elles se mettent à pulluler. C’est
le cas par exemple du grand cormoran (espèce protégée en France
par ailleurs.), des goélands, des petits rongeurs de nos campagnes,
etc.

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4.3.4 La surexploitation
La littérature scientifique abonde en descriptions et en imprécations sur
les effets de la surexploitation des ressources vivantes, et les extinctions
d’espèces qui en résultent. Il est vrai que l’homme a pourchassé et
détruit de nombreuses espèces, ou tout au moins mis leur existence en
danger. On peut tout aussi bien mentionner le bison européen et diverses
espèces de cétacés qui ont failli disparaître, que le pigeon migrateur
américain ou le dodo de l’île Maurice qui, eux, ont réellement disparu.
La liste des espèces de vertébrés en danger est longue, que ce soit le
tigre, le panda, le rhinocéros ou nombre de mammifères marins. Dans
certains cas, il s’agissait de satisfaire les besoins alimentaires ou domes-
tiques. Dans d’autres, la chasse intempestive ou la recherche de profits
sont en accusation. Ainsi, l’industrie de la fourrure a conduit à la destruc-
tion de nombre d’espèces sauvages, de grands prédateurs (panthère,
ocelot, loup, renard, etc.). Dans un domaine différent mais moins connu,
les collectionneurs (coquillages, insectes, orchidées, etc.) font commerce
d’espèces rares et mettent en danger certaines populations d’espèces
endémiques. Sans oublier la demande en «médecines traditionnelles» qui
s’est fortement accrue en Asie en particulier, et conduit à surexploiter
les stocks d’espèces recherchées pour leurs propriétés médicinales.
La pression due à la pêche sur les écosystèmes marins s’est fortement
accrue au cours du XXe siècle. La pêche, exploite plus de 3 000 espèces
dans le monde. Les captures mondiales culminent actuellement à environ
100 millions de tonnes mais l’exploitation des stocks naturels a atteint
ses limites. D’après les statistiques de la FAO, environ la moitié des
stocks est pleinement exploitée, et environ un quart est d’ores et déjà
surexploité, ou épuisé (10%). Les espèces de poissons marins benthi-
ques de l’Atlantique Nord (morue, aiglefin, merlan, etc.) ont beaucoup
souffert d’une pêche trop intensive pendant des dizaines d’années, au
point que certaines pêcheries ont disparu. Les chaluts détruisent en
outre les fonds et capturent des quantités importantes d’espèces sans
valeur commerciale. Pour répondre aux baisses des captures, les profes-
sionnels se sont tournés vers d’autres lieux, d’autres espèces. On exploite
maintenant dans les grands fonds marins des stocks de poissons qui se
renouvellent très lentement (grenadier, empereur, etc.).Ainsi, un empereur
peut vivre jusqu’à 125 ans et n’est mature qu’à 22 ans!
Une étude menée par des scientifiques nord-américains laisse entendre
que si la pression humaine (surpêche, pollutions et destruction des
milieux) continue au rythme actuel, les espèces les plus couramment
pêchées aujourd’hui auront entièrement disparu d’ici le milieu du
XXIe siècle. La liste rouge des espèces menacées comprend maintenant

plus d’une centaine d’espèces de poissons marins. Les populations
locales de certaines espèces se sont éteintes du fait de la surexploitation.
Ainsi, après plus de cinq siècles d’exploitation, la pêcherie de morue
de Terre-Neuve qui a largement approvisionné les marchés européens
et nord-américains, s’est effondrée.
Une conséquence majeure des pêches est la transformation des chaînes
trophiques de l’écosystème marin. La pêche industrielle intensive
exploite en priorité les poissons prédateurs à longue durée de vie qui sont
les plus appréciés. En quinze ans les océans ont ainsi perdu environ
80% de leurs grands poissons prédateurs (morues, églefins, raies, thons,
espadons, etc.). Plusieurs espèces de requins sont d’ores et déjà mena-
cées d’extinction avec des effectifs ayant diminué de 75% en 15 ans.
La disparition de ces prédateurs a eu des effets en cascade sur les
peuplements marins. Ainsi, la diminution des prédateurs a favorisé le
développement des petites espèces à cycle court comme les anchois,
les sardines, les harengs dont les stocks sont pleinement exploités
aujourd’hui, et certains sont même surexploités. D’autre part, la place
laissée vacante par les grands prédateurs est occupée rapidement par
les macro-algues, les calmars, les méduses, les oursins, etc. qui ne sont
pas particulièrement recherchés.
4.3.5 Actions combinées des activités humaines:
la disparition des poissons Cichlidés du lac Victoria
Très souvent, l’érosion de la diversité biologique résulte de l’action
combinée de plusieurs facteurs qui peuvent agir en synergie. Un exemple
bien connu est celui du lac Victoria en Afrique de l’Est. À la fin des
années 1950, un grand poisson prédateur, le Lates niloticus ou «capi-
taine», y a été introduit pour améliorer la pêche. Le lac Victoria
hébergeait alors quelques centaines d’espèces de poissons endémiques
de la famille des Cichlidés.Au cours des années 1980, le développement
des populations de Lates s’est clairement accompagné de la quasi-
disparition de dizaines d’espèces de Cichlidés. Par la suite, de nombreuses
autres espèces, qu’elles appartiennent ou non à la famille des Cichlidés,
se sont également raréfiées. Sur le plan du fonctionnement de l’éco-
système et de ses réseaux trophiques, on a assisté à une simplification
extrême: les nombreux poissons autochtones ont été remplacés par
deux espèces indigènes qui se sont mises elles aussi à proliférer: la
crevette détritivore Caridina nilotica, et un poisson zoo planctophage,
le cyprinidé Rastrineobola argentea. Ces deux espèces servent de
nourriture aux larves et aux juvéniles de Lates depuis la disparition des

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Cichlidés. Quant aux grands Lates ils pratiquent le cannibalisme. Ces
observations ont donc conduit la communauté scientifique à stigmatiser
l’introduction du Lates niloticus, considéré comme responsable d’un
désastre écologique. Cependant d’autres recherches ont mis en exergue
la modification des conditions écologiques du lac Victoria, notamment
les pollutions et l’eutrophisation des eaux, consécutives au dévelop-
pement des activités agricoles et de l’urbanisation en amont du lac.
Des phénomènes susceptibles de perturber fortement la reproduction
des Cichlidés. Les conséquences sur la faune lacustre de l’introduction
d’un grand prédateur comme le Lates, s’inscrivent donc dans un contexte
plus général de modifications du milieu par les activités humaines.
Sans nier l’effet du prédateur, il est probable qu’il a été d’autant plus
important que les populations de poissons du lac Victoria étaient aussi
fragilisées par d’autres perturbations.
4.3.6 Les non-dits
Si l’on dénonce régulièrement l’impact de l’homme sur la biodiversité,
dont les conséquences principales sont les transformations physiques de
la biosphère, on reste par contre assez silencieux sur les ressorts socio-
économiques qui génèrent ces activités. Car les raisons qui poussent les
sociétés humaines à surexploiter la diversité biologique sont nombreuses.
Elles ne tiennent pas, sauf exception, à la seule volonté de détruire. Elles
résident de manière beaucoup plus insidieuse dans nos comportements
et dans nos choix en matière de développement économique.
La pression démographique et la pauvreté sont, sans aucun doute, les
principaux moteurs de la dégradation de l’environnement dans les pays
du Sud. Quand il faut se nourrir au quotidien, on se préoccupe moins
de la conservation de la biodiversité. La pauvreté pousse notamment
au braconnage. La lutte contre la pauvreté est d’ailleurs l’un des grands
objectifs du programme des Nations Unies pour le Millénaire. Sur le
papier tout au moins, car les pays développés ne sont guère pressés de
remplir leurs engagements.
Plus généralement, économie de marché et protection de la biodiversité
obéissent à des logiques différentes. La protection de la biodiversité
s’inscrit sur le long terme. Elle incite à limiter l’usage des ressources
naturelles. Au contraire, l’économie de marché privilégie une logique
de productivité maximale et de rentabilité à court terme par une utilisa-
tion accrue de ressources naturelles. C’est ce que l’on observe actuel-
lement dans le domaine de la pêche ou dans celui de l’exploitation des
forêts tropicales. La logique du marché est rarement remise en cause

car les sociétés sont de plus en plus soumises aux contraintes d’un
système économique auquel il est difficile d’échapper. Lorsque l’objectif
est la croissance du PIB, il faut nécessairement produire plus, et donc…
consommer plus. Cercle non pas vertueux, mais catastrophique pour
les ressources naturelles.
La cupidité de certains industriels est également un facteur d’érosion.
Les flottes de pêche généreusement subventionnées des pays industria-
lisés épuisent les stocks de poissons qui assuraient jusque-là l’activité
de centaines de milliers de pêcheurs artisanaux. Sans parler de la
corruption, qui ne concerne pas, bien entendu, que la biodiversité, mais
qui contribue sans aucun doute à sa dégradation.
4.4 CHANGEMENT CLIMATIQUE
Selon les estimations du GIEC, la température moyenne à la surface du
globe pourrait augmenter de 2 à 4 °C d’ici la fin du siècle, et le niveau
marin pourrait s’élever d’environ 60 cm. D’autres travaux plus récents
parlent cependant de 1,60 m… Ces changements climatiques s’accom-
pagnent également de modifications dans la répartition des pluies
– intensité et fréquence, ainsi que par une augmentation des phénomènes
extrêmes (sécheresses, tornades, etc.). Les conséquences vont se faire
sentir tant au niveau des écosystèmes que des espèces, au travers de
leur biologie. Elles se manifesteront, notamment, par des changements
de l’aire de répartition des espèces. Les espèces tempérées vont avoir
tendance à migrer vers les pôles, et les espèces tropicales vont gagner
les zones tempérées. Toujours selon le GIEC, un réchauffement de 3 °C
équivaudra, pour les zones tempérées, à un déplacement des conditions
environnementales vers le pôle de 500 km environ. Chez les oiseaux,
des espèces méditerranéennes comme le héron garde-bœuf ou le guêpier
d’Europe atteignent maintenant le nord de la France. Une étude réalisée
en 2003 sur 59 espèces d’oiseaux, 31 espèces de papillons et 9 espèces
de plantes alpines européennes, a montré également que l’aire de répar-
tition des animaux et des végétaux a progressé de 6 km en moyenne
vers le nord et de quelques mètres en altitude, par décennie, sur le
siècle écoulé.
Pour la végétation, l’accroissement du taux de CO2 en lui-même agit
directement sur la photosynthèse. Un doublement de la concentration
en CO2 peut augmenter de 20 à 30% la production photosynthétique
des forêts. À cela s’ajoutent l’augmentation de température (plus de 1 °C
en moyenne en France depuis 50 ans) et un allongement de la saison

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de végétation. On a observé que l’accélération de la croissance des
arbres détectée depuis les années 1980 est un phénomène assez général
en Europe depuis la fin du XIXe siècle, avec cependant des nuances
régionales marquées. Par exemple, selon l’INRA, la croissance en hauteur
du hêtre s’est accélérée de 25% dans le nord-ouest de la France, et de
50% dans le Nord-Est sur la période 1900-2000.
Des scientifiques de l’INRA ont développé des scénarios d’évolution
de la végétation en fonction d’une augmentation possible de la tempé-
rature de 2,5 °C d’ici la fin du siècle. L’aire de distribution des espèces
méditerranéennes emblématiques comme le chêne-vert, ainsi que
l’olivier, le pin d’Alep, le pin parasol, etc. pourrait dépasser la latitude
de la Loire. À l’inverse du chêne-vert, l’aire de répartition potentielle
du hêtre en 2100 pourrait fortement régresser à cause de plus fortes
températures en été et d’une baisse des précipitations. Son aire de
répartition pourrait se réduire à l’extrême nord-est du territoire national.
Le même phénomène pourrait être observé pour les espèces montagnar-
des: mélèze, sapin, épicéa, etc. Il s’agit bien entendu de scénarios, la
réalité pouvant se révéler plus complexe!
Il existe néanmoins beaucoup d’incertitudes sur le comportement des
essences forestières: seront-elles capables de s’adapter à la compétition
avec de nouvelles espèces? Quelles seront les capacités des espèces à
se déplacer rapidement et à coloniser de nouvelles niches climatiques?
Lors des recolonisations postglaciaires, il y a 10 000 ans, il a fallu
environ 2 000 ans aux chênes pour traverser la France du sud vers le
nord. Or, le réchauffement envisagé au cours du siècle à venir se
produira pour une durée inférieure à la durée de vie d’un arbre…
De nombreuses espèces d’insectes ont migré vers le nord ou en alti-
tude au cours des dernières décennies. Certaines, telles de nombreuses
espèces de lépidoptères (le monarque africain, le nacré de la ronce, le
vulcain), de coléoptères (le bupestre du thuya), ou encore la mante reli-
gieuse ou les libellules, n’ont pas d’incidence sur l’économie. D’autres
sont en revanche de véritables pestes qui touchent directement à la
santé de l’homme, des plantes cultivées ou et des animaux d’élevage,
car ils véhiculent des parasites ou des virus. La chenille procession-
naire du pin qui cause de sévères dégâts aux résineux progresse vers
le nord de la France et en altitude. Elle a maintenant atteint la région
parisienne. Le nombre d’espèces de pucerons observés sur huit sites
d’étude en France et en Grande-Bretagne, a augmenté très sensiblement
au cours des 40 dernières années: une espèce par an et par site en
moyenne. Simultanément, leur période d’activité s’est allongée d’environ
un jour par an en moyenne.

Dans le domaine marin, une étude réalisée par l’IFREMER dans le
golfe de Gascogne, a montré que la température moyenne des eaux
avait augmenté de 1 °C en 20 ans. On observe une diminution des
espèces boréales de grande taille, prédatrices et surexploitées. Ainsi, le
cabillaud et le merlu ont fortement régressé. Inversement, il y a plus
d’individus et d’espèces subtropicales de petite taille. Des espèces
tropicales comme le Saint-Pierre doré y sont maintenant rencontrées
fréquemment. Une étude anglaise a montré également pour 36 espèces
de poissons de l’Atlantique Nord, qu’en une vingtaine d’années les 2/3
ont migré vers le nord de 50 à 400 km (la morue et la lotte) où se sont
déplacés vers des eaux plus profondes (le carrelet, la raie fleurie). Les
déplacements d’espèces de poissons s’expliquent en partie par les
déplacements du plancton sous l’effet du réchauffement.
Le petit copépode planctonique Calanoides carinatus qui ne dépassait
pas les côtes du Maroc en 1970, se rencontre aujourd’hui en Manche.
Quant aux coraux, on estime que l’augmentation de température serait
pour partie responsable du phénomène de blanchiment qui conduit
souvent à leur mort.
Avec le réchauffement climatique, des cultures pourraient être prati-
quées dans des régions où, auparavant, elles ne pouvaient se développer:
coton et arachide dans le sud de la France, maïs (soja et tournesol)
jusqu’en Grande-Bretagne, Danemark et même Pologne. Impossible,
en revanche, de déplacer les appellations d’origine contrôlée (AOC)
qui, par définition, sont tributaires d’une zone géographique très loca-
lisée (propriétés uniques d’un terroir: composition du sol, etc.), ce qui
va générer d’importants problèmes.
La biodiversité est le produit du changement. Les changements
climatiques qui sont intervenus en permanence à la surface du globe,
ont notamment joué un rôle majeur dans l’évolution. Faut-il donc adhérer
à l’idée que le réchauffement annoncé soit une «menace» pour la
biodiversité comme le clament de nombreuses ONG et des scientifi-
ques? Une publication dans la revue Nature annonçait en 2004 que le
quart des espèces pourrait disparaître d’ici 2050 du fait du réchauffement
climatique. Une information à prendre avec circonspection.
Certes on doit s’attendre à des modifications profondes de la faune et
de la flore et à la disparition de certains écosystèmes, Mais, simultané-
ment, on assistera à la création d’autres écosystèmes ouvrant la voie à
de nouvelles opportunités pour l’évolution. On prévoit même l’appari-
tion de combinaisons inédites de paramètres climatiques… L’inconnue
réside dans les capacités d’adaptation des organismes.

Doit-on être nostalgique de l’époque où la France était couverte de
steppes et de toundras? Ou avons-nous tout simplement peur du chan-
gement? Jusqu’à présent, personne n’a encore trouvé la recette pour
endiguer le réchauffement climatique! Dans ce contexte, beaucoup de
déclarations «définitives» sur les menaces que le réchauffement clima-
tique fait peser sur la biodiversité manquent sérieusement de bases
scientifiques. Il conviendrait de rester prudent en la matière, et de se
préparer au changement plutôt que de tenir des discours catastrophistes.
La vie a montré à de nombreuses reprises qu’elle ne manquait pas de
ressources en matière d’adaptation… Nous avons encore de nombreuses
lacunes dans la connaissance des capacités et des modalités d’adapta-
tion de la biodiversité face aux perturbations. Ce qui peut expliquer des
visions très contrastées sur le futur de la biodiversité.

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Chapitre 5
Diversité biologique
et fonctionnement
des systèmes écologiques
De manière schématique, les écologistes étudient trois grands types de
processus mettant en jeu le monde vivant à l’intérieur des écosystèmes
au travers:
• des liens de dépendance alimentaire entre groupes d’organismes
(chaînes alimentaires ou réseaux trophiques);
• du rôle des espèces dans la dynamique des cycles biogéochimiques;
• de la production biologique, c’est-à-dire la capacité à produire de la
matière vivante et donc à accumuler de l’énergie au sein d’un éco-
système.
Le défi auquel ils sont confrontés est de déterminer dans quelle mesure
chacune des espèces présentes dans un écosystème agit individuellement
ou collectivement sur le fonctionnement général, que ce soit au niveau
des flux biogéochimiques ou celui de la productivité biologique.

114 5 • Diversité biologique et fonctionnement des systèmes écologiques
5.1 LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE:
UN SYSTÈME DYNAMIQUE
Le rôle de la diversité biologique dans un écosystème s’apprécie à trois
niveaux d’intégration:
• La diversité intraspécifique concerne la variabilité génétique des
populations. Héritage de l’histoire de l’espèce, elle constitue une
richesse distribuée entre individus pour répondre aux changements
de l’environnement.
• La diversité des espèces, vue sous l’angle de leurs fonctions écologi-
ques au sein de l’écosystème. Il existe une grande variété de formes,
de tailles, et de caractéristiques biologiques parmi les espèces. Mises
en jeu individuellement ou par groupes au sein des réseaux trophiques
ces propriétés ont une influence sur la Nature et l’importance des
flux de matière et d’énergie au sein de l’écosystème. Les interactions
entre espèces, considérées non seulement sous l’angle de la compé-
tition mais également sous celui du mutualisme et des symbioses,
apportent une contribution intégrée de la diversité biologique à la
dynamique des écosystèmes.
• La diversité des écosystèmes correspond à la variété et à la variabi-
lité temporelle des habitats. On considère généralement que la richesse
Figure 5.1 Le concept de biodiversité concerne l’ensemble
des interactions entre la diversité des espèces, leur diversité génétique
et la diversité des systèmes écologiques (d’après di Castri & Younès, 1995).
BIODIVERSITÉ
Diversité des espèces
Diversité
écologique
Diversité
génétique

5.2 Fonctions des espèces dans les écosystèmes 115
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en espèces est fonction de la diversité des habitats et du nombre de
niches écologiques potentiellement utilisables. Les écosystèmes, grâce
à leur diversité biologique, jouent un rôle global dans la régulation
des cycles géochimiques (fixation, stockage, transfert, recyclage des
éléments nutritifs, etc.) et du cycle de l’eau.
La diversité biologique, au sens écologique du terme, est donc un
système d’interactions au sein et entre les niveaux d’organisation du monde
vivant, ainsi qu’avec l’environnement physico-chimique (figure 5.1).
Les activités des écosystèmes, tels que les flux de matière et d’énergie,
sont ainsi sous le contrôle réciproque des processus physico-chimiques
et des processus biologiques.
5.2 FONCTIONS DES ESPÈCES
DANS LES ÉCOSYSTÈMES
Les espèces diffèrent les unes des autres dans la manière dont elles
utilisent et transforment les ressources, dans leur impact sur l’environ-
nement physico-chimique, et dans leurs interactions avec les autres
espèces. On les caractérise par leur niche écologique (voir encadré).
5.2.1 Les espèces clés
Le concept d’espèce clé postule que certaines espèces sont plus impor-
tantes que d’autres dans le réseau des interactions d’un écosystème.
L’espèce clé serait, par exemple, celle dont la perte provoquerait des
changements importants dans la structure et le fonctionnement général.
On distingue ainsi les prédateurs clés qui sont des espèces dont la
présence limite fortement celle des autres. À cette catégorie appartien-
nent par exemple les poissons planctivores (ils limitent l’abondance,
voire la présence de zooplancton de grande taille dans les lacs) ou les
Niche écologique
L’écologiste américain Odum définit la niche d’une espèce comme
étant son rôle dans l’écosystème: «l’habitat d’une espèce est son
adresse, la niche est sa profession». La niche correspond non
seulement à la place de l’espèce dans le réseau trophique, mais
également à son rôle dans le recyclage des nutriments, à son effet
sur l’environnement biophysique, etc.

grands prédateurs terrestres (leur disparition en Europe a eu pour
conséquence la prolifération de ravageurs des cultures). À l’opposé,
les mutualistes clés sont des organismes directement ou indirectement
nécessaires au maintien d’autres populations. Par exemple, l’abondance
des fécondations chez les plantes dépend souvent de la présence d’une
faune variée de pollinisateurs (essentiellement des insectes).
5.2.2 Les organismes ingénieurs
Ce sont des organismes qui contrôlent directement ou indirectement la
disponibilité des ressources pour les autres espèces en provoquant des
changements dans l’état physique de leur environnement. Les ingénieurs
autogènes modifient l’environnement du fait de leur propre structure
physique. C’est le cas des arbres et des coraux qui, du fait de leurs
structures physiques, créent des habitats pour d’autres espèces. Les
ingénieurs allogènes modifient l’environnement en transformant sa
structure. Ainsi, le castor, en coupant des arbres pour construire des
barrages, modifie l’hydrologie et l’écologie des rivières. D’autres exem-
ples d’ingénieurs allogènes sont les termites, les fourmis et les vers de
terre qui creusent et mélangent les sols, modifient leur composition
organique et minérale, ainsi que le cycle des éléments nutritifs et le
drainage.
Diversité biologique et dissémination
des végétaux tropicaux
Un aspect particulier de la diversité biologique au sein des éco-
systèmes forestiers, est d’assurer la dissémination des végétaux grâce
à une multitude de systèmes de dispersion des graines utilisant des
animaux comme vecteurs. La zoochorie est le mode de dispersion
le plus répandu dans les forêts tropicales humides. En Guyane,
80% des espèces de plantes produisent des fruits zoochores qui
font intervenir 72 espèces d’oiseaux sur 575, et 36 espèces de
mammifères (dont 23 chiroptères) sur 157. Pour chaque espèce
végétale, la dissémination dépendra des habitudes alimentaires
des animaux vecteurs, de leurs parcours, des zones de repos, etc.
De nombreuses plantes à grosses graines sont tributaires d’animaux
de grande taille comme les singes, et les gros oiseaux (toucans,
agamis) pour leur dissémination. La disparition de ces animaux,
souvent chassés, peut donc avoir pour conséquence une réduction
de la diversité végétale.

5.3 Rôle des espèces dans le fonctionnement des écosystèmes 117
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5.2.3 Groupes fonctionnels: complémentarité
et redondance
Il n’est pas toujours possible de déterminer précisément la contribution
relative de chacune des espèces aux processus écologiques. On appelle
«groupes fonctionnels» des ensembles d’espèces exerçant une action
comparable sur un processus déterminé ou répondant de manière simi-
laire à des changements des contraintes externes. C’est par exemple
l’ensemble des espèces qui exploitent la même catégorie de ressources
alimentaires, ou l’ensemble des espèces intervenant sur certains
grands cycles biogéochimiques (azote, carbone, etc.).
Une fonction peut être assurée par une seule espèce ou un nombre
limité d’espèces dans un écosystème. Elle l’est parfois par un grand
nombre d’espèces dans un autre écosystème. On parle de redondance
fonctionnelle, lorsque plusieurs espèces occupent la même niche spatiale
où elles assurent des fonctions similaires, même si leur importance
relative peut varier.
5.2.4 Le cas des espèces rares
Il existe dans tout écosystème des espèces rares que l’on observe occa-
sionnellement. Certaines sont des espèces de grande taille qui ont
besoin d’un espace vital plus grand. D’autres sont des espèces dont les
populations sont en voie d’extinction dans le biotope échantillonné,
ou qui n’y trouvent plus les conditions écologiques favorables à leur
pérennisation. D’autres encore, dans des milieux qui présentent une
grande variabilité interannuelle, peuvent être considérées comme des
espèces «en réserve», qui se mettront à proliférer dans certaines
conditions écologiques. Ainsi, les peuplements de poissons des fleuves
sahéliens contiennent des espèces qui se développement habituellement
dans les eaux courantes lorsque la pluviométrie est favorable, et d’autres
qui se mettent à proliférer dans les conditions palustres que l’on observe
lors des périodes de sécheresse.
5.3 HYPOTHÈSES CONCERNANT LE RÔLE
DES ESPÈCES DANS LE FONCTIONNEMENT
DES ÉCOSYSTÈMES
Quelle est la contribution des différentes espèces aux flux de matière et
d’énergie au sein des écosystèmes, ainsi qu’aux mécanismes de maintien

et de régénération de ces écosystèmes? Plusieurs études ont montré
que des écosystèmes ayant des communautés biologiques différentes
présentaient néanmoins des similarités importantes sur le plan du fonc-
tionnement écologique. Cela signifie à la fois que les espèces peuvent
jouer un rôle spécifique, mais que différentes espèces peuvent remplir
cette même fonction.
Diverses hypothèses ont été proposées pour expliquer les relations
entre la Nature et la richesse des espèces présentes dans un écosystème,
et leur participation au fonctionnement de cet écosystème (figure 5.2):
1. Selon l’hypothèse diversité-stabilité la productivité des systèmes
écologiques, ainsi que leur aptitude à réagir à des perturbations, s’accroît
régulièrement lorsque le nombre d’espèces dans le système augmente.
Autrement dit le flux d’énergie dans des réseaux trophiques se main-
tiendra d’autant mieux qu’il y aura un grand nombre de liaisons inter-
spécifiques. Si certaines liaisons sont rompues suite à la disparition
d’une ou plusieurs espèces, d’autres liaisons pourront s’établir et se
substituer à celles qui ont disparu. Le corollaire est que les fonctions
écologiques des différentes espèces se chevauchent de telle sorte que si
une espèce disparaît, la fonction qu’elle assumait peut-être compensée
par d’autres.
2. L’hypothèse des «rivets» procède par analogie. Sur une aile
d’avion il y a plus de rivets que nécessaire pour assurer l’intégrité de
l’aile. La suppression progressive de rivets peut entraîner, au-delà d’un
certain seuil, un effondrement brutal de l’aile. De même, la capacité
d’un écosystème à absorber des modifications de la richesse spécifique
décroît au fur et à mesure que certaines espèces disparaissent, même si
les performances de l’écosystème demeurent en apparence inchangées.
Selon cette hypothèse chaque espèce joue un rôle dans l’écosystème,
et chaque disparition affaiblit progressivement l’intégrité du système.
À partir d’un certain seuil, il y a altération significative du fonctionnement
de l’écosystème.
Cette hypothèse, comme la précédente, privilégie la redondance
fonctionnelle mais reconnaît l’existence de fonctions spécialisées. En
pratique, une fonction écologique ne disparaît pas avant que toutes les
espèces qui y contribuent n’aient été éliminées de l’écosystème.
3. L’hypothèse «conducteurs et passagers» est une alternative à la
précédente qui part du principe que toutes les espèces ne jouent pas un
rôle équivalent. De nombreuses espèces sont superflues (les passagers)
alors que quelques-unes seulement (les conducteurs) jouent un rôle
essentiel pour maintenir l’intégrité de l’écosystème. Ces espèces qui

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ont une fonction écologique plus importante que d’autres sont par
exemple des ingénieurs écologiques ou des espèces clés. C’est leur
présence ou leur absence qui détermine la stabilité d’une fonction
écologique.
4. Une dernière hypothèse (dite d’idiosyncrasie) considère la possibi-
lité d’absence de relation entre la composition spécifique et les fonctions
de l’écosystème. Ces dernières changent quand la diversité biologique
change, mais l’importance et la direction de ces changements ne sont
pas prévisibles, car le rôle de chacune des espèces ne l’est pas et peut
varier d’un milieu à l’autre.
5.4 LES RELATIONS DE VOISINAGE
ENTRE ESPÈCES
Outre les relations de mangeurs à mangés, il existe toute une gamme
de relations de coopération entre espèces, qui vont de la compétition
au mutualisme et au parasitisme.
Figure 5.2 Exemples de quelques hypothèses concernant les relations
entre diversité biologique et fonction des écosystèmes.
Hypothèse diversité/stabilité Hypothèse conducteurs/passagers
fonctionnement
de
l’ecosystème
Hypothèse des rivets Hypothèse d’idiosyncrasie
richesse spécifique

5.4.1 La compétition
Il s’agit de la lutte de deux ou plusieurs espèces pour l’utilisation d’une
même ressource qui peut être de l’espace ou de la nourriture. Une
population d’une espèce qui possède un avantage compétitif dans l’appro-
priation d’une ressource, s’assure du contrôle de cette ressource et
élimine les populations d’autres espèces appartenant au même peuple-
ment. C’est le principe de l’exclusion compétitive. Il peut y avoir par
exemple compétition entre les plantes pour la lumière: dans une forêt,
les espèces vont croître en hauteur le plus rapidement possible pour
capter plus de lumière.
5.4.2 Les relations de coopération:
commensalisme et symbiose
Si les écologistes ont beaucoup mis l’accent sur la compétition entre
espèces, ils s’intéressent aussi aux relations de coopération. En effet,
les Procaryotes fonctionnent rarement de manière individuelle dans
l’environnement et entretiennent souvent des relations de nature mutua-
liste ou symbiotique avec des organismes Eucaryotes. Selon le degré
de dépendance, on distingue:
• Le commensalisme qui est une relation dans laquelle une espèce
tire profit de l’association alors que l’autre n’y trouve ni avantage ni
inconvénient. C’est le cas par exemple pour les plantes épiphytes
comme les orchidées, ou les animaux qui se fixent sur les coquilles
des mollusques, ou encore les insectes qui vivent dans les terriers
des rongeurs ou les nids d’oiseaux.
• Le mutualisme qui est une association à bénéfices réciproques entre
deux espèces qui peuvent néanmoins mener une vie indépendante.
L’un des partenaires joue un rôle qui peut être assimilé à un service
pour son associé et reçoit en retour une «récompense» et trouve un
intérêt à cette association.
On parle le plus souvent de symbiose lorsqu’il s’agit d’une association
apparemment obligatoire et indissoluble entre deux espèces. Actuel-
lement, chacun des grands types d’écosystèmes possède son cortège
d’associations symbiotiques, ce qui apparaît comme l’expression de
solutions adaptatives à des milieux divers. On en trouve des exemples
aussi bien dans les bactéries du tube digestif des vertébrés que dans les
récifs coralliens où les madrépores renferment dans leurs tissus des
algues unicellulaires, les zooxanthelles, qui vivent en symbiose avec
les polypes, leur fournissant diverses substances organiques qu’elles
produisent par photosynthèse.

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Les lichens sont un bon exemple d’association symbiotique. Le
partenaire photosynthétique est une cyanobactérie ou une algue verte
(85% des cas). L’autre partenaire est le plus souvent un champignon
ascomycète (famille dont font aussi partie la truffe et la morille). Alors
que l’algue assure la synthèse des composés carbonés, les champignons
offrent un substrat protecteur à l’algue et facilitent probablement son
alimentation en eau et en sels minéraux. Les lichens ont colonisé presque
tous les habitats terrestres, y compris les plus hostiles, que ce soit les
côtes rocheuses ou les sommets des montagnes, en passant par les déserts
arides. Ils constituent la biomasse terrestre dominante sur le continent
Antarctique. On a pu les qualifier de «success story» évolutive. La clé
de la survie des lichens dans des environnements climatiques extrêmes
réside dans leurs capacités à survivre, en état de dormance, à un stress
hydrique sévère, et à rétablir rapidement leur activité métabolique lors
de leur réhydratation.
5.4.3 Le parasitisme
Le parasitisme est une forme de relation dans laquelle un organisme
(le parasite) tire profit de l’hôte. Les parasites détournent à leur profit
une partie des ressources normalement destinées à la croissance, la
survie et la reproduction des hôtes. Bien qu’ils soient le plus souvent
invisibles, les parasites n’en sont pas moins omniprésents. Ils sont
extrêmement nombreux, au point que l’on se demande aujourd’hui s’il
n’y a pas davantage d’espèces parasites que d’espèces libres.
La relation hôte/parasite peut se schématiser par un face-à-face qui
met en jeu deux processus: d’une part la probabilité de rencontre et
d’autre part la compatibilité entre les partenaires. L’hôte, comme le
parasite, joue sur les deux tableaux.
Dans le couple hôte/parasite, le parasite essaie en permanence
d’inventer des adaptations qui lui permettent de rencontrer son hôte,
alors que ce dernier s’ingénie à trouver des adaptations pour ne pas
rencontrer le parasite ou pour lui rendre la vie difficile. Ils ont donc un
besoin constant de renouveler leur diversité génétique. Chez les parasites
ce renouvellement se fait par mutation (exemple du virus du sida), par
transfert de gènes (cas du virus de la grippe) et par recombinaison
génétique.
Des recherches récentes ont montré que les gènes du parasite peuvent
s’exprimer dans le phénotype de l’hôte et par conséquent, modifier
certains caractères de ce dernier. Cette «manipulation» permet au
parasite, soit de modifier le comportement de l’hôte en vue d’assurer

sa transmission, soit de déprimer le système immunitaire de l’hôte en
vue d’augmenter sa probabilité de survie.
Un exemple de manipulation est celui des gammares qui sont de petits
crustacés aquatiques transmettant de nombreux parasites aux oiseaux
lorsque ces derniers les ingèrent. Ces gammares ont un comportement
différent selon qu’ils sont ou non parasités. Les gammares sains se
réfugient au fond des mares à l’approche des oiseaux prédateurs, alors
que les gammares parasités s’agitent de façon désordonnée à la surface
où ils sont consommés. On pense que ce comportement serait la consé-
quence d’un neuromédiateur libéré par le parasite au voisinage des centres
nerveux du gammare.
Quand l’hôte est parasité, le système immunitaire entre en jeu,
cherchant à éliminer le parasite. L’hôte devient alors un tueur potentiel et
le parasite pour survivre va devoir à son tour développer des stratégies
alternatives: échapper à la surveillance immunitaire ou se développer
plus vite qu’elle ne tue. Ainsi s’engagent à travers de nombreuses
générations, de véritables «courses aux armements». Il y a coévolution,
c’est-à-dire qu’à chaque invention de l’un répond une invention de
l’autre.
Les parasites peuvent également être la cause d’une sélection des traits
de vie de l’hôte: maturité sexuelle plus précoce permettant à l’hôte de se
reproduire avant que le parasite n’exerce son effet pathogène; importance
de la descendance, fréquence et durée des périodes de reproduction, etc.
Les organismes parasites, ou pathogènes, jouent souvent un rôle
équivalent à celui des prédateurs en ce qui concerne le contrôle des
populations, et la structure des communautés. Ils peuvent avoir des
De nombreuses espèces d’hyménoptères ont également mis au point
des stratégies parasitaires élaborées vis-à-vis d’autres insectes.
Elles déposent leurs œufs à l’intérieur du corps d’une chenille. Les
larves éclosent et se développent aux dépens de l’hôte ainsi para-
sité, qui est comparable à un garde-manger qu’il faut maintenir en
état de conservation jusqu’à la fin du développement des larves.
Pour contourner les défenses immunitaires des individus parasités,
certains hyménoptères manipulent la physiologie de l’hôte. Une
stratégie originale consiste par exemple à introduire des particules
virales dans le corps de l’hôte chez lequel elles provoquent des
modifications de la croissance et du développement et détournent
le pouvoir immunitaire.

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effets directs ou indirects sur l’état physiologique ou la viabilité des hôtes.
Ainsi, on observe souvent une baisse significative de la fécondité des
animaux parasités. Dans le cas du lagopède d’Écosse, un nématode
parasite de l’appareil digestif serait responsable de l’effondrement
périodique des populations comme l’ont montré des observations à long
terme. Il réduit la fécondité des femelles et les rend plus vulnérables
aux prédateurs.
Le parasitisme intervient également pour limiter la présence de certaines
espèces dans un écosystème donné. Ainsi, aux États-Unis, le cerf de
Virginie est parasité par un petit nématode, Elasphostrongylus tenuis, qui
ne lui cause pas de dommages majeurs. Par contre ce même parasite
est fortement pathogène pour d’autres espèces d’ongulés telles que
l’élan ou le caribou. Ces derniers sont sujets à de fortes mortalités
lorsqu’ils cherchent à envahir le territoire du cerf deVirginie qui est ainsi
protégé de la compétition avec des espèces proches. Il est possible que
de telles situations soient plus fréquentes qu’on ne le pense.
5.5 CHAÎNES ET RÉSEAUX TROPHIQUES
La nature des relations trophiques qui s’établissent entre les espèces
vivant dans un écosystème et leur intensité, jouent un rôle central dans
la circulation de la matière et de l’énergie. Leur compréhension est au
centre des théories écologiques.
En schématisant, les liens de dépendance d’organismes, qui mangent
les uns avant d’être mangés par les autres, constituent une chaîne
alimentaire ou chaîne trophique qui décrit de manière très simplifiée la
Interactions durables
L’écologie des interactions durables, c’est-à-dire l’étude des inter-
actions parasite-hôte-environnement, a émergé au début des années
1980, à partir du constat que les parasites jouaient un rôle majeur
dans le fonctionnement et l’évolution de la biosphère. Dans les
systèmes hôtes-parasites, deux organismes aux informations géné-
tiques différentes vivent ensemble, souvent l’un dans l’autre. Les
informations génétiques de chacun des partenaires s’expriment
ainsi côte à côte et durablement. D’où le concept d’interaction
durable, opposé à celui d’interaction instantanée telle qu’elle
s’exprime dans les relations proies-prédateurs.

circulation de la matière ou de l’énergie entre différents niveaux,
depuis les producteurs autotrophes jusqu’aux consommateurs terminaux.
La réalité est bien entendu plus complexe. Les réseaux trophiques
décrivent les multiples interactions entre les espèces, soit dans un
rapport de mangeur à mangé, soit dans un rapport de compétition pour
utiliser les mêmes ressources.
5.5.1 Producteurs-consommateurs-décomposeurs:
flux de matière et d’énergie
Dans un écosystème les organismes autotrophes synthétisent leur propre
substance organique grâce à l’énergie chimique ou l’énergie lumineuse,
Figure 5.3 Représentation simplifiée des chaînes et réseaux trophiques
du lac Tchad aboutissant aux communautés ichtyologiques.
CHAÎNE DÉTRITIVORE CHAÎNE VÉGÉTALE
détritus organiques phytoplancton
zooplancton
zoobenthos
Labeo senegalensis
Labeo coubie
Distichodus rostratus
Citharinus citharus
Citharinus distichodoides
Brachysynodontis batensoda
Hemisynodontis membranaceus
Alestes baremoze
Synodontis clarias
Synodontis schall
Hyperopisus bebe
Lates niloticus
Schilbe niloticus
insectes
terrestres
Hydrocynus brevis
Hydrocynus forskalii
Micralestes
Pollymirus
Bagrus bajad
Schilbe uranoscopus

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en utilisant des substances minérales qu’ils puisent dans le milieu. Ces
«producteurs primaires» sont de manière générale tous les végétaux
ainsi que des bactéries et des protistes. Ils servent de nourriture à des
«herbivores» eux-mêmes consommés par des «carnivores». Tous les
animaux ainsi que des champignons et des bactéries qui se nourrissent
de matière organique vivante ou détritique sont des organismes hétéro-
trophes. Après la mort des organismes la matière organique est recyclée
par des décomposeurs qui la transforment en éléments minéraux simples,
de nouveau assimilables par les végétaux.
Les éléments minéraux nécessaires à la production de matière vivante
sont virtuellement indestructibles. En théorie, ils sont recyclés en perma-
nence dans l’écosystème. Par contre, l’énergie biochimique accumulée
dans la matière vivante des autotrophes se dissipe progressivement
pour entretenir le métabolisme et assurer la reproduction des orga-
nismes hétérotrophes. C’est la raison pour laquelle on parle de manière
schématique de cycle pour la matière, et de flux pour l’énergie (voir
figure 5.4).
La matière (les sels minéraux) et l’énergie biochimique circulent
ainsi en permanence des producteurs primaires vers les herbivores et
les carnivores, ainsi que vers les décomposeurs. Pour comprendre le
fonctionnement d’un écosystème il faut connaître les processus
d’échange, de transformation, et d’accumulation à travers les formes
vivantes.
La diversité métabolique est plus grande chez les Procaryotes que
chez les Eucaryotes. Il existe des espèces phototrophes qui utili-
sent la lumière solaire comme source d’énergie, comme les
cyanobactéries ainsi que des espèces chimiotrophes qui puisent
leur énergie dans les substances chimiques de leur milieu. La
découverte des bactéries dans les sources hydrothermales des
profondeurs de l’océan a mis en évidence que dans ces écosystèmes
totalement originaux, les bactéries assument le rôle de producteurs
primaires de matière organique en tirant leur énergie de l’oxydation
de composés soufrés (bactéries sulfo-oxydantes) et du méthane.
Diverses études ont confirmé depuis l’importance de la chimio-
synthèse comme générateur de vie dans l’océan.

5.5.2 Les théories «top-down» et «bottom-up»
De manière conventionnelle, les réseaux trophiques ont longtemps
été considérés comme des chaînes linéaires dans lesquelles les flux
d’éléments nutritifs vont des producteurs primaires vers les niveaux
trophiques supérieurs. Dans ce contexte, il est logique de penser que la
compétition entre producteurs primaires pour l’utilisation des éléments
nutritifs joue un rôle majeur dans la régulation des populations. C’est
la théorie du contrôle des communautés par les ressources (contrôle
«bottom-up»).
Mais de nombreux écologistes ont apporté la démonstration qu’il y a
également un effet inverse et que le fonctionnement d’un écosystème
est fortement contraint par la prédation exercée par les niveaux supé-
rieurs sur les niveaux trophiques inférieurs (contrôle «top-down»). En
milieu aquatique par exemple, la prédation des poissons sur les inver-
tébrés a un impact considérable sur la structure en taille et sur la compo-
sition spécifique du zooplancton et du zoobenthos. Ainsi, lorsque les
poissons zooplanctivores sont abondants, il y a disparition des espèces
zooplanctoniques de grande taille au profit d’espèces de taille plus petite.
Figure 5.4 Schéma simplifié des flux de matière et d’énergie
dans les chaînes alimentaires.
Autotrophes
Herbivores
Carnivores
Décomposeurs
Respiration
Perte de chaleur
ÉNERGIE
MATIÈRE
Soleil
D
P
C1
C2

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En réalité, les contrôles bottom-up et top-down coexistent au sein
des écosystèmes où leur importance relative dépend des conditions de
l’environnement. Le contrôle bottom-up concerne plutôt le niveau de
la production biologique, alors que le contrôle top-down porte plus
particulièrement sur la structure des communautés.
5.5.3 Théorie des cascades trophiques
Le concept de cascade trophique en milieu aquatique part du principe
que l’augmentation de la prédation par les piscivores entraîne une
diminution de la biomasse des poissons zooplanctophages. La pression
de prédation sur le zooplancton se relâchant, il en résulte une augmen-
tation de la biomasse du zooplancton, et par voie de conséquence une
diminution de la biomasse de phytoplancton qui est soumis à une
prédation plus forte.
En théorie, si l’on peut contrôler la biomasse des prédateurs, on
maîtrise la cascade d’interactions trophiques qui régule la dynamique
algale. La biomanipulation des milieux aquatiques consiste ainsi à
modifier la dynamique algale en ajoutant ou en retirant des prédateurs.
La biomanipulation
Le terme biomanipulation désigne une intervention délibérée sur
un écosystème afin de restructurer la communauté biologique et
d’obtenir une situation qui soit a priori meilleure ou plus favorable
pour les hommes.
La biomanipulation des systèmes aquatiques a été pratiquée sous
différentes formes depuis des siècles. Récemment les scientifiques
se sont emparés de la question afin de modifier la composition
spécifique (structure de l’écosystème) ou la productivité (processus
fonctionnel) pour répondre à des objectifs spécifiques comme par
exemple réduire l’eutrophisation ou la prolifération des macrophytes,
augmenter la transparence des eaux, favoriser l’apparition d’une
communauté biologique plus diversifiée, etc.
Le terme recouvre un ensemble de techniques, mais il est surtout
réservé à une manipulation top-down des communautés de poissons
pour le contrôle des biomasses algales à travers les chaînes trophi-
ques, par exemple l’accroissement des espèces carnivores et la
réduction des espèces planctophages ou benthophages.

5.6 DIVERSITÉ DES ESPÈCES
ET PRODUCTION BIOLOGIQUE
L’idée selon laquelle il y aurait une relation entre la diversité des espèces
et la productivité des écosystèmes est ancienne. Elle est largement
colportée dans certains écrits issus d’ONG de conservation de la Nature,
ainsi que dans certains écrits scientifiques. Pourtant elle est loin d’être
démontrée. Des milieux pauvres en espèces comme les déserts et les
toundras, sont également des systèmes faiblement productifs par compa-
raison aux forêts tropicales humides riches en espèces. Mais inversement,
les zones humides ou les systèmes agricoles, montrent de fortes produc-
tivités biologiques avec un nombre réduit d’espèces. Une analyse de
dizaines de séries de données recueillies en milieu aquatique montre
que l’on peut trouver tous les cas de figures dans la Nature et qu’il n’y
a pas de relation démontrée entre diversité biologique et productivité
des écosystèmes. Une forte productivité n’est donc pas nécessairement
associée à une grande diversité biologique. De fait, un certain nombre
d’observations semblent montrer que les flux d’énergie dans les
écosystèmes sont peu sensibles au nombre d’espèces présentes.
Afin d’essayer de comprendre le rôle de la diversité biologique dans
le fonctionnement des écosystèmes, et compte tenu de la difficulté
d’aborder cette question en milieu naturel, les écologistes ont réalisé
de nombreuses expériences en milieu contrôlé. Les microcosmes et
mésocosmes sont des écosystèmes artificiels qui simulent le fonction-
nement d’écosystèmes naturels. Ces structures expérimentales permettent
de tester les théories écologiques et de mieux comprendre les processus
naturels en les étudiant dans des conditions simplifiées et contrôlées.
Ainsi, l’Ecotron (au Royaume-Uni) est composé de 16 enceintes dans
lesquelles on simule des environnements naturels, en contrôlant les
facteurs tels que la luminosité, la pluie, l’humidité, la température, etc.
Ces écosystèmes miniatures peuvent comporter jusqu’à 30 espèces de
plantes et de métazoaires, constituant 4 niveaux trophiques (plantes,
herbivores, parasitoïdes, et détritivores) en interaction pendant plusieurs
générations. Il est possible d’effectuer des réplicas, et donc de tirer des
conclusions de nature statistique.
Des expériences sont également réalisées sur des parcelles en milieu
naturel.Ainsi, le projet européen BIODEPTH (BIODiversity and Ecologi-
cal Processes in Terrestrial Herbaceous Ecosystems) s’est fixé comme
objectif de confirmer ou non l’existence d’une relation entre la richesse
en espèces et la productivité d’un écosystème végétal tel que la prairie,
sur 8 sites, répartis de la Suède, au nord, à la Grèce, au sud. Les

5.6 Diversité des espèces et production biologique 129
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premiers résultats apportent la démonstration d’un effet général de la
diversité végétale sur la production de biomasse, quels que soient le
type de prairie et sa position géographique.
Trois conclusions générales se dessinent à la suite des différentes
recherches expérimentales menées en vue de comprendre la relation
entre la richesse en espèces et la productivité des écosystèmes:
• Une plus grande richesse en espèces constitue une forme d’assurance
quant au fonctionnement à long terme des écosystèmes. En particulier,
les écosystèmes dans lesquels plusieurs espèces remplissent les mêmes
fonctions (espèces redondantes) semblent plus aptes à répondre aux
perturbations que ceux dans lesquels chaque espèce remplit une seule
et unique fonction. En d’autres termes, si plusieurs espèces exploitent
les mêmes ressources, comme c’est le cas pour les herbivores géné-
ralistes, le gain ou la perte d’une espèce a des effets sur la composition
des communautés, mais peu d’effets sur les processus écosystémiques
dans la mesure où il y a une réaction compensatoire des autres espèces.
De telles communautés ont un comportement qui est relativement
prévisible (voir hypothèse des rivets par exemple).
• Toutefois, l’idée que la diversité biologique engendre un meilleur
fonctionnement de l’écosystème n’est pas partagée par tous les éco-
logistes. Selon certains travaux la réponse du système dépend de la
composition spécifique du peuplement et de leurs caractéristiques
biologiques ou morphologiques. L’existence ou non d’espèces ayant
de meilleures capacités que d’autres à utiliser les ressources (les
espèces dites dominantes) est par exemple un facteur explicatif impor-
tant dans les expériences en situation contrôlée. En réalité, ce n’est
pas tant la richesse en espèces qui est importante que la diversité
des types fonctionnels représentés et des traits biologiques des espèces.
Ces caractéristiques sont beaucoup plus difficiles à quantifier que la
richesse spécifique. Dans ce contexte, le comportement du système
n’est pas facilement prévisible en cas de gain ou de pertes d’espèces
(voir hypothèse conducteurs et passagers).
• Les interactions entre espèces peuvent générer des effets rétroactifs
positifs ou négatifs au niveau de l’écosystème, effets qui se combinent
aux précédents. Ils sont le plus souvent difficiles à mettre en évidence
compte tenu de la complexité et de la variabilité des interactions,
mais l’importance de ces processus ne peut être ignorée. En particu-
lier, dans les chaînes alimentaires, des changements dans un groupe
fonctionnel peuvent avoir des conséquences marquées sur la dyna-
mique et la production des autres groupes fonctionnels (voir la théorie
des cascades trophiques par exemple).

Toutes ces expériences incitent à conclure qu’il est difficile de géné-
raliser et qu’il existe une grande diversité de situations. On manque en
réalité d’observations et d’expériences en «vraie grandeur» sur le
terrain.
5.7 DIVERSITÉ BIOLOGIQUE
ET «STABILITÉ» DES ÉCOSYSTÈMES
Le terme «stabilité» est souvent contesté, mais repose sur l’idée qu’un
écosystème possède une structure et un fonctionnement qui se perpé-
tuent dans le temps, au moins à l’échelle des hommes. On utilise
parfois les termes persistance ou permanence pour qualifier les systèmes
écologiques qui se maintiennent ainsi sans modifications notables. Le
terme résilience (ou homéostasie) quant à lui traduit la capacité d’un
écosystème à retrouver plus ou moins sa structure primitive après avoir
Le débat sur la représentativité des mésocosmes
Les expériences écologiques réalisées à petite échelle posent, de
manière chronique, la question de leur représentativité par rapport
aux milieux naturels bien plus complexes. L’utilisation des micro-
cosmes a suscité de nombreux débats car certains écologistes sont
pour le moins sceptiques quant à la généralisation aux écosystèmes
naturels, des résultats obtenus en milieu artificiel. Les microcosmes,
compte tenu de leur simplicité, n’auraient que de lointaines analo-
gies avec les systèmes naturels complexes. Par exemple, ils ne
rassemblent qu’un nombre limité d’espèces, sans possibilité
d’échanges avec d’autres milieux. Certains processus agissent à
des échelles spatiales ou temporelles plus grandes, ou certains
organismes sont trop grands par rapport aux mésocosmes. Il est
vrai que les expériences dans des systèmes contrôlés du type
Ecotron ne remplaceront jamais les observations en milieu naturel.
En particulier, elles ne sont pas très pertinentes pour étudier les
processus à grande échelle. Quoi qu’il en soit, elles sont un moyen
d’aborder des questions qui ne peuvent être traitées en milieu
naturel. Il est évident que nous avons besoin d’une grande variété
d’approches pour comprendre le fonctionnement de la Nature, la
question fondamentale étant de conserver un esprit critique quant
aux résultats que l’on obtient.

5.7 Diversité biologique et «stabilité» des écosystèmes 131
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subi une perturbation. Ces concepts mériteraient néanmoins d’être
révisés dans le cadre des changements globaux, et de la dynamique de
la biodiversité. En effet, si l’on admet que la biodiversité est le fruit du
changement, il est difficile de se référer à des concepts qui sont issus
des principes d’équilibre de la Nature…
On comprend ainsi pourquoi la question de la relation diversité
biologique et résilience ou stabilité des écosystèmes a suscité de
nombreux débats. Un postulat plus ou moins intuitif est que les
écosystèmes sont d’autant plus «stables» qu’ils sont diversifiés. Le
présupposé de cette hypothèse qui est basée sur l’existence d’espèces
redondantes, est simple: si le nombre de liaisons augmente dans un
écosystème, la suppression d’une liaison sera rapidement compensée
par la mise en place d’une autre. Certains résultats sont venus étayer
cette hypothèse. Des expériences en laboratoire et sur le terrain ont en
effet montré qu’une plus grande richesse spécifique pouvait avoir pour
conséquence une augmentation de la rétention des nutriments dans
l’écosystème. En outre, les modélisateurs ont pu montrer également
que la complexité tend à stabiliser les écosystèmes en amortissant les
fluctuations temporelles des populations. C’est une forme d’effet
tampon.
À long terme, on observe qu’une certaine permanence des écosystèmes
conduit à une diversification biologique. Un bon exemple est celui des
grands lacs d’Afrique de l’Est (lacs Malawi, Tanganyika et Victoria)
où des communautés de poissons et d’invertébrés très spécialisés sur le
plan écologique ont pu se mettre en place au cours des quelques
millions d’années d’existence de ces lacs qui renferment une grande
diversité d’espèces endémiques. Inversement, dans les milieux lacustres
d’origine récente comme ceux d’Europe du Nord ou d’Amérique du
Nord qui sont apparus seulement après le retrait des calottes glaciaires
il y a environ 15 000 ans, les communautés sont peu diversifiées et
constituées pour l’essentiel d’espèces à vaste répartition géographique.
Pourtant, cette grande diversité observée dans les lacs d’Afrique de
l’Est cache également une grande fragilité. Toujours est-il que sous
l’effet combiné d’un processus d’eutrophisation et de l’introduction
d’un poisson prédateur, le fonctionnement écologique du lac Victoria a
été profondément modifié, et que de nombreuses espèces de poissons
endémiques du lac semblent avoir disparu. Dans ce cas, la grande
richesse en espèce n’a pas tamponné les facteurs de changement. On
pourrait avancer que la grande spécialisation trophique et écologique
des espèces les rend d’autant plus vulnérables aux changements.

5.8 RÔLE DE LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE
DANS LES CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES
La productivité des écosystèmes dépend étroitement de la disponibilité
en éléments nutritifs qui contrôlent la production primaire à la base des
chaînes trophiques. Or la circulation des éléments nutritifs est sous le
double contrôle de processus de nature chimique et des composantes
biologiques de l’écosystème. Il est maintenant évident que les organismes
vivants jouent un rôle important dans la dynamique des nutriments. Ce
rôle qui avait été ignoré pendant longtemps par les géochimistes est
apparemment complexe, et nous sommes encore loin d’en connaître
toutes les implications. De nombreuses fonctions comme la nitrification
et la dénitrification, la fixation d’azote, la méthanogenèse, la dépollution,
en dépendent.
5.8.1 La fixation biologique de l’azote
L’azote est l’élément constitutif des plantes le plus important après le
carbone. Pourtant, la concentration des formes azotées assimilables
par les végétaux dans le sol ou dans les eaux (ammonium, nitrates,
composés organiques simples) est souvent insuffisante pour assurer la
croissance des végétaux. Le complément d’azote vient de la fixation
biologique de l’azote moléculaire ou diazote (N2), constituant majeur
de l’atmosphère. Ce dernier est un gaz chimiquement inerte qui ne
peut être utilisé que par certains micro-organismes Procaryotes appelés
fixateurs d’azote. La fixation biologique d’azote est ainsi le mécanisme
principal permettant d’introduire l’azote dans la biosphère: environ
175 millions de tonnes d’azote atmosphérique sont fixés annuellement
par les micro-organismes, alors que la quantité d’engrais azotés utilisée
en agriculture est de l’ordre de 40 millions de tonnes par an.
En milieu marin, seules les Cyanobactéries ont la capacité d’utiliser le
diazote pour satisfaire leurs besoins métaboliques. En milieu terrestre il
existe deux groupes principaux de bactéries fixatrices d’azote associées
aux plantes supérieures:
• le vaste groupe des Rhizobium, associés à des légumineuses (familles
des Papilionacées, Mimosacées, Césalpiniacées);
• les Frankia, bactéries filamenteuses sporulantes (actinomycètes) asso-
ciées à des arbres et des arbustes des genres Alnus, Casuarina, etc.
La bactérie Nitrobacter assurerait à elle seule la fonction de nitrification
dans les sols.

5.8 Rôle de la diversité biologique dans les cycles biogéochimiques 133
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5.8.2 Minéralisation de la matière organique
Si l’énergie solaire est dispensée sans interruption à la surface de la Terre,
il n’en est pas de même pour les éléments minéraux. Le maintien de la
vie dépend donc du recyclage des éléments chimiques contenus dans
les organismes vivants après leur mort. Les Procaryotes jouent un rôle
fondamental dans les cycles biogéochimiques en décomposant la
matière organique détritique pour libérer les éléments inorganiques
qui serviront à synthétiser de nouvelles molécules organiques. Si de tels
décomposeurs n’existaient pas, le carbone, l’azote et d’autres éléments
essentiels à la vie resteraient prisonniers du matériel détritique.
Dans le cas du cycle de l’azote, la nitrification correspond à la phase
de décomposition de la matière organique en milieu oxygéné aboutissant
à la production de nitrates qui est la forme d’azote assimilable par les
plantes. À la mort des organismes, la matière organique est décomposée
par les bactéries pour donner de l’ammoniac (NH4
+). Dans les sols bien
aérés les bactéries nitrifiantes peuvent oxyder l’ammoniac qui est trans-
formé en ion nitrite (NO2
–) par des bactéries du genre Nitrosomonas
(nitrosation) puis en ion nitrate (NO3
–) par des bactéries du genre Nitro-
bacter (nitratation). Ce processus de nitrification fournit une part impor-
tante de l’azote assimilé par les plantes. Dans les milieux anaérobies, les
nitrates sont transformés en nitrites, oxyde d’azote et azote libre par
l’intermédiaire d’autres espèces de bactéries (voir figure 5.5). C’est le
Figure 5.5 Représentation simplifiée de la transformation
de la matière organique et de la minéralisation de l’azote sous le contrôle
des bactéries dans des conditions de milieu aérobie et anaérobie.
matière
organique
bactéries ammonifiantes
ammonification
assimilation
par les
végétaux
NH4 NH4
nitrosation
Nitrosomonas sp
NITRITES
nitratation
Nitrobacter sp
processus
de nitrification
en milieu oxygéné
processus
de dénitrification
en milieu anoxique
N2
N2O
NO
Nitrococcus sp
Thiobacillus sp
NITRATES NITRATES
Pseudomonas sp

processus de dénitrification. La reminéralisation de l’azote est donc sous
le contrôle étroit de quelques espèces de bactéries.
5.8.3 Stockage à long terme des éléments minéraux
Les cycles biogéochimiques faisant intervenir les organismes vivants
conduisent également à l’accumulation de formations sédimentaires
importantes dont une conséquence est le stockage à long terme de
certains éléments minéraux qui échappent pour un temps souvent fort
long aux cycles biogéochimiques.
5.8.4 Recyclage et transport des éléments nutritifs
par les consommateurs
Dans les systèmes aquatiques, comme en milieu terrestre, de nombreux
exemples montrent que les acteurs des niveaux trophiques supérieurs
agissent sur l’abondance et la dynamique des producteurs primaires.
Ils peuvent ainsi modifier la composition spécifique des peuplements
et donc le fonctionnement global du système. Les écologistes ont
constaté ainsi que les prédateurs pouvaient agir sur la dynamique des
proies, en modifiant par exemple la qualité et la quantité des apports en
Une réserve importante en carbone est enterrée dans la croûte
terrestre sous forme de combustibles fossiles (lignite, houille,
pétrole, etc.) provenant pour l’essentiel de la transformation de
végétaux et de bactéries qui n’ont pas subi les processus de reminé-
ralisation. Ainsi, avec la conquête des continents par les végétaux
au Carbonifère, de grandes quantités de carbone organique se sont
accumulées sans être minéralisées. Simultanément des organismes
vivants ont acquis la possibilité de minéraliser le calcaire (mollus-
ques, organismes planctoniques tels que les coccolithophoridés)
et la production de carbonates par biominéralisation a également
contribué activement au contrôle de la quantité de carbone présente
dans l’atmosphère, alors qu’un stock important de calcaire était
par ailleurs immobilisé dans les roches. Le réservoir constitué par
les sédiments carbonés et les combustibles fossiles est soustrait
presque définitivement à l’atmosphère et ne participerait que faible-
ment aux flux actuels si l’homme ne s’était avisé de les utiliser
comme source d’énergie.

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éléments nutritifs aux producteurs primaires: le recyclage des éléments
nutritifs par l’excrétion du zooplancton herbivore et des poissons
zooplanctivores est une source importante d’éléments nutritifs pour le
phytoplancton des eaux marines et continentales.
En raison de leurs capacités de déplacement, les consommateurs
peuvent également transporter les éléments nutritifs en divers endroits
du système considéré. On cite souvent l’exemple des saumons du Paci-
fique (Oncorhynchus kisutch) qui reviennent pondre et mourir dans les
hauts cours des rivières après avoir grossi en mer. La migration massive
de saumons dans les rivières peu productives de la côte ouest de
l’Amérique du Nord, constitue un apport capital en nourriture et en
éléments nutritifs. Ils servent en effet de nourriture à différentes espèces
de vertébrés terrestres tels que les ours bruns, les aigles, les loutres, etc.
Les carcasses de saumons morts sont envahies rapidement par des
invertébrés nécrophages et de très nombreuses larves d’insectes qui
servent de nourriture aux jeunes saumons. Des analyses des isotopes
de l’azote ont montré également que ces carcasses sont une source
d’éléments nutritifs pour la végétation riveraine et celle des zones
inondées.
Les recherches récentes ont donc modifié considérablement nos
vues sur le rôle de la diversité biologique dans le cycle des nutriments.
Nous commençons seulement à appréhender ce rôle apparemment
complexe dans quelques situations bien précises.
5.9 RÔLE DES COMMUNAUTÉS BIOLOGIQUES
Si certaines espèces jouent un rôle déterminant dans le fonctionnement
des écosystèmes, les communautés dans leur ensemble constituent un
autre niveau d’intégration de la hiérarchie du monde vivant et remplissent
également certaines fonctions.
5.9.1 Importance des micro-organismes dans la structure
et le fonctionnement des réseaux trophiques
pélagiques en milieu aquatique
Malgré les progrès méthodologiques importants réalisés au cours de la
dernière décennie, plus de 90% des micro-organismes présents dans
l’environnement n’ont pas été décrits. Pourtant, alors que le rôle des
bactéries et des protozoaires était considéré comme négligeable dans

la conception traditionnelle de la chaîne trophique, nous savons
maintenant que ces micro-organismes peuvent contrôler de manière
significative les principaux flux d’énergie et de nutriments.
Dans les systèmes pélagiques aquatiques par exemple, les schémas
un peu simplistes des réseaux trophiques établis dans les années 1950
ont été remis en cause avec la découverte de la «boucle microbienne»
au début des années 1980 (figure 5.6). Parallèlement au schéma classique
de prédation du phytoplancton par les herbivores, il existe un réseau
trophique microbien qui est basé sur l’utilisation du carbone provenant
de l’excrétion des organismes vivants et/ou des produits de dégradation
de la matière organique détritique par les bactéries. Ces dernières peuvent
être consommées par le zooplancton, mais leurs principaux prédateurs
sont des protistes hétérotrophes (Ciliés, Flagellés, Amibes) eux-mêmes
consommés par le zooplancton.
Une part importante de la production primaire (parfois plus de 50%)
est ainsi détournée vers la boucle microbienne grâce à laquelle les
nutriments sont rapidement reminéralisés et réintégrés dans le stock de
substances inorganiques dissoutes. Par ce processus de recyclage rapide
et de reminéralisation, la boucle microbienne assure le renouvellement
en permanence des éléments nutritifs nécessaires à la croissance du
phytoplancton.
Figure 5.6 La boucle microbienne en milieu lacustre.
Producteurs primaires
Micro et
picophytoplancton matière organique
allochtone
Matière organique
dissoute
Zooplancton
Crustacés
Rotifères
Prédateurs
boucle microbienne
bactéries hétérotrophes + picoalgues
+ picocyanobactéries
amibes
nues
protistes
ciliés
protistes
flagellés

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Plus récemment, on a mis en évidence l’importance du rôle du viro-
plancton dans la structure et le fonctionnement des réseaux trophiques
aquatiques. En ce qui concerne la diversité spécifique et génétique des
virus, nos connaissances sont encore sommaires et de nombreux progrès
restent à faire, mais leur densité est relativement élevée dans les systèmes
aquatiques (entre 104 et 108 ml–1). Sur le plan fonctionnel, les virus
joueraient trois rôles principaux:
• Agents de mortalité microbienne car ils provoquent la lyse des cellules.
On estime actuellement que les virus sont la cause d’au moins 30%
de la mortalité du bactérioplancton marin.
• Agents régulateurs de la diversité microbienne en milieu aquatique.
L’impact fonctionnel des virus serait particulièrement significatif dans
des processus difficilement quantifiables tels que l’augmentation des
échanges génétiques ou le maintien de la diversité spécifique au sein
des communautés microbiennes. Certains travaux semblent montrer
également que les virus ont un impact plus élevé sur la structure
génétique et la composition spécifique des communautés d’algues
pélagiques, que sur leur abondance.
• Agents de recyclage de la matière organique en milieu pélagique. La
lyse des cellules par les virus s’accompagne d’un enrichissement du
milieu en matières organiques dissoutes qui augmente fortement
l’activité métabolique des bactéries planctoniques non infestées. Il
existe en réalité une boucle fonctionnelle liée à la lyse bactérienne
par les virus (bactéries Æ bactériophages Æ matière organique
dissoute Æ bactéries) qui contribue au recyclage des nutriments dans
les réseaux trophiques microbiens, tout en réduisant la contribution
de la production bactérienne aux flux de matière et d’énergie vers les
niveaux trophiques supérieurs.
5.9.2 Les ripisylves et le fonctionnement des cours d’eau
Les cours d’eau sont des systèmes dynamiques en forte interaction avec
le milieu terrestre environnant. Ils érodent leurs berges et inondent
périodiquement leur lit majeur, ce qui modifie leur physionomie en
créant et en détruisant sur le long terme des bras morts, des bras secon-
daires et des zones humides. Cette dynamique spatiale et temporelle
est à l’origine de la grande diversité des formations végétales et des
communautés animales de ces zones de contact. La richesse spécifique de
la végétation riveraine autochtone en Europe est comparable à certaines
forêts tropicales humides. Ainsi, on a dénombré 1400 espèces végétales
sur l’Adour, avec une moyenne de 314 espèces pour 500 m de cours

d’eau. Ces formations végétales arborées riveraines (ou ripisylves) jouent
plusieurs rôles en matière de fonctionnement écologique:
• Stabilisation des berges: les racines de nombreuses espèces arborées
(saules, aulnes, etc.) ou arbustives créent un maillage biologique qui
retient les sédiments et retarde l’érosion des berges;
• Prévention des inondations: la végétation influe sur les écoulements.
Les parties aériennes des herbes, arbustes, buissons, réduisent la vitesse
du courant et freinent la propagation des crues.
• Création et diversification d’habitats: les troncs et les bois morts issus
de la ripisylve ont longtemps été considérés comme une entrave à
l’écoulement des eaux et un risque potentiel pour les activités rive-
raines et les ouvrages d’art. On s’est aperçu cependant que les débris
ligneux grossiers (embâcles) jouaient un rôle dans l’équilibre écolo-
gique des cours d’eau, en favorisant la création et la diversification
des habitats. La succession de chutes et de zones plus calmes (mouilles)
due aux embâcles crée des micro-environnements qui sont favorables
à l’installation de nombreuses espèces, ainsi qu’une hétérogénéité
qui permet leur cohabitation. En outre la végétation riveraine sert
d’habitat temporaire pour la reproduction, l’alimentation ou le refuge
de nombreux animaux terrestres (amphibiens, oiseaux, mammifères).
Le corridor naturel de la vallée de l’Ain compte 180 espèces d’oiseaux
(sarcelle, aigrette, héron, hirondelle de rivages, etc.) dont 100 espèces
nicheuses. En général, la grande diversité observée dans les systèmes
peu dégradés contraste avec la pauvreté des systèmes fortement
artificialisés comme les plantations de peupliers ou de résineux.
• Source de matière organique: les ripisylves sont une source de matière
organique allochtone (feuilles, tiges, animaux) pour le cours d’eau.
Ces apports seront dégradés par les micro-organismes présents dans
l’eau (champignons, bactéries, etc.). La qualité des apports varie avec
la Nature des espèces constitutives de la végétation: les aiguilles de
résineux sont beaucoup moins dégradables que des feuilles plus
tendres d’aulnes ou de saules.
• Dénitrification et dépollution: par leur système racinaire, les forma-
tions végétales arborées riveraines agissent également sur le cycle des
nutriments et participent à l’élimination des pollutions diffuses d’ori-
gine agricole. Ainsi la végétation absorbe les nitrates et les stocke
provisoirement. En outre, les milieux humides et boisés offrent des
conditions favorables à la dénitrification par les micro-organismes,
libérant de l’azote gazeux. En passant sous les ripisylves, les eaux
des nappes sont ainsi naturellement épurées des apports en nitrates
provenant des zones agricoles adjacentes.

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5.9.3 Rôle des communautés des sols
Les principales interactions entre les racines des plantes, les animaux et
les microbes qui ont lieu sous la surface du sol contrôlent étroitement
ce qui pousse, à quel endroit, et comment.
L’une des fonctions essentielles des organismes des sols est de parti-
ciper au recyclage des éléments nutritifs contenus dans la matière
organique. La décomposition est un processus qui implique des petits
invertébrés qui fragmentent la matière organique, ainsi que des microbes
(bactéries, protozoaires, champignons) dont les enzymes achèvent la
dégradation chimique pour produire des formes inorganiques réassimi-
lables par les végétaux. La température et l’humidité des sols influent
sur les taux de décomposition par leur effet sur les organismes des sols.
D’une certaine manière, les communautés d’organismes décomposeurs
des sols sont comparables à la boucle microbienne des habitats aquatiques.
Une caractéristique des organismes du sol, par rapport aux commu-
nautés de surface, est l’importance des relations mutualistes entre
espèces. La plupart des espèces de plantes dominantes dans les éco-
systèmes ont développé des symbioses avec les microbes vivant dans les
sols. Les champignons mycorhiziens aident les végétaux à rechercher
certains nutriments tels que le phosphore. En retour ils reçoivent du
carbone de leurs hôtes. En d’autres termes, les espèces végétales que
Les mycorhizes
Les mycorhizes sont des associations symbiotiques entre les racines
des végétaux et certains champignons du sol. Dans les forêts
tempérées par exemple de nombreux arbres se sont associés à des
champignons supérieurs (cèpes, chanterelles, etc.) pour constituer
des ectomycorhizes. Le mycélium colonise l’extérieur de la racine
mais sans pénétrer dans les cellules. Les mycorhizes favorisent
l’absorption des éléments minéraux par les racines et améliorent
ainsi la nutrition de la plupart des espèces végétales. Elles peuvent
exploiter des ressources auxquelles les plantes isolées n’ont pas
accès (débris végétaux et matière organique, minéraux insolubles)
permettant ainsi aux arbres de se nourrir. Elles contribuent également
à la protection sanitaire des racines. Si l’on supprime expérimenta-
lement ces champignons, les plantes souffrent de carences nutritives
et dépérissent. Inversement, la plante hôte fournit des composés
carbonés au champignon associé.

l’on observe en surface sont en réalité dépendantes sur le plan fonctionnel
d’espèces qui vivent dans les sols. La spécificité des interactions
mutualistes semble indiquer que les espèces ne sont pas interchangeables,
y compris au sein d’un même groupe fonctionnel.
5.10 DIVERSITÉ BIOLOGIQUE
ET DYNAMIQUE DE LA BIOSPHÈRE
Pour le monde scientifique qui est cloisonné dans ses disciplines acadé-
miques, le climat fut longtemps le domaine réservé des physiciens et
des chimistes. Mais au cours de ces dernières années force a été de
reconnaître qu’il y a une interaction forte entre le climat et la vie:
le climat influence la vie sur la Terre et la vie, en retour, influence le
climat et de manière plus générale l’environnement global.
5.10.1 Composition de l’atmosphère
La connaissance des interactions entre la biosphère et l’atmosphère est
un élément clé de la compréhension de la dynamique du climat. C’est
également un domaine où l’on a mis en évidence que les activités
humaines sont susceptibles de modifier la composition et la structure de
l’atmosphère, avec des conséquences sur l’évolution du climat à moyen
terme.
La comparaison de l’atmosphère terrestre avec celle de Mars et de
Vénus confirme que la vie a joué un rôle décisif en ce qui concerne la
composition en gaz de l’atmosphère terrestre: la haute teneur en oxygène
et la faible teneur en CO2 reflètent l’activité photosynthétique des
bactéries, des algues et des plantes depuis des centaines de millions
d’années.
L’atmosphère primitive il y a 4 milliards d’années ne contenait pas
d’oxygène libre et les principaux gaz constitutifs étaient, d’après nos
connaissances actuelles, le dioxyde de carbone (CO2), le monoxyde de
carbone (CO), l’azote (N2), la vapeur d’eau, et sans doute l’hydrogène
sulfuré (H2S). Cette atmosphère constituait un environnement réducteur
et les premiers organismes vivants (bactéries Procaryotes) étaient donc
anaérobies. L’évolution ultérieure de l’atmosphère se caractérise par
un enrichissement en oxygène. La photosynthèse serait apparue il y a
plus de 3 milliards d’années, probablement chez des cyanobactéries avec
des formes phototrophes capables de fixer à la fois le CO2 et l’azote
atmosphérique pour synthétiser leurs propres substances. La transition

5.10 Diversité biologique et dynamique de la biosphère 141
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d’une atmosphère sans oxygène à une atmosphère riche en oxygène se
situerait aux environs de 2,4 milliards d’années, mais l’accumulation
de l’oxygène dans l’atmosphère est lente. La concentration d’oxygène
a atteint sa valeur actuelle il y a 700 millions d’années. D’une part
cet oxygène est à l’origine de la formation de la couche d’ozone qui
protège la vie des rayonnements solaires ultraviolets. D’autre part il
permet l’apparition de nouveaux types de métabolismes. Les Eucaryotes
tirent partie de cet oxygène-poison en mettant au point un métabolisme
énergétique oxydatif, source considérable d’énergie chimique.
Ces théories donnent une importance considérable au monde vivant:
l’abondance de l’oxygène et la faible teneur en dioxyde de carbone
dans l’atmosphère actuelle sont les résultats de la photosynthèse.
5.10.2 Contrôle de l’évapotranspiration
dans le système sol-plante-atmosphère
Si la répartition des précipitations, des températures et de l’ensoleil-
lement, détermine en grande partie la productivité biologique et la
composition de la biomasse végétale, la couverture végétale intervient
en retour dans le cycle hydrologique.
Là où la végétation est abondante, une grande partie de l’énergie
solaire sert à évaporer l’eau contenue dans les plantes. La transpiration
foliaire des plantes est un mécanisme lié à la photosynthèse. Il se crée
un appel d’eau qui est retransmis le long de la tige et entraîne la succion
et l’absorption de l’eau et des sels minéraux du sol par les racines. L’eau
poursuit son trajet le long de la tige ou du tronc jusqu’aux stomates des
feuilles. L’ouverture des stomates permet à la vapeur d’eau de s’échapper
vers l’atmosphère tout en autorisant la pénétration du CO2 atmosphérique.
Cette évaporation de l’eau sert à abaisser la température des plantes.
La transpiration végétale est ainsi un processus de circulation de l’eau
à travers le continuum sol-plante-atmosphère et constitue un élément
clé des bilans hydriques. La végétation arborée permet ainsi à l’atmo-
sphère de communiquer avec les réserves d’eau du sol profond.
L’atmosphère au-dessus d’un couvert végétal sera donc plus humide,
favorisant l’effet de serre nocturne et par voie de conséquence les
précipitations. Tout cela contribue d’ailleurs par rétroaction, à entretenir
des conditions favorables au développement des plantes. Environ la
moitié des précipitations sur les écosystèmes terrestres provient du
recyclage de l’eau par évapotranspiration, c’est-à-dire la combinaison
de l’évaporation physique et de la transpiration biologique.

5.11 COHÉSION CYBERNÉTIQUE
DES ÉCOSYSTÈMES: LE RÔLE
DES RÉSEAUX DE COMMUNICATION
Messages de reconnaissance entre individus d’une même espèce ou
d’espèces différentes, messages d’agression ou de coopération, de soumis-
sion, de peur ou de colère, ou messages contribuant à l’organisation de
la vie sociale, le monde vivant, on le sait maintenant, est fortement
structuré par un système de communications que l’on a pendant long-
temps ignoré. Si de nombreuses découvertes restent encore à faire, les
résultats obtenus jusqu’ici semblent apporter la preuve que les peuple-
ments ne sont pas seulement des collections aléatoires d’espèces juxta-
posées. Les interactions entre les espèces, qu’elles appartiennent à des
mêmes groupes taxinomiques ou à des groupes différents, se manifestent
sous forme d’une large gamme de signaux qui permettent de maintenir
la cohésion des populations ou des communautés, et/ou de moduler le
comportement et la biologie des espèces.
À la lumière des connaissances nouvelles, l’idée selon laquelle il
existerait un réseau de communications surimposé au réseau de flux de
matière et d’énergie paraît de plus en plus vraisemblable. On peut
parler à ce propos d’une cohésion cybernétique qui tire son origine
du réseau de communication reliant les composantes biotiques d’un
écosystème.
Dans les systèmes aquatiques il existe une grande variété de signaux
de communication intra et interspécifiques:
• Les signaux visuels et lumineux sont utilisés dans les eaux suffisamment
claires pour qu’ils soient perçus. Chez de nombreuses espèces de
poissons les parades nuptiales allient le mouvement, la couleur, la
position des partenaires.
• Les signaux chimiques utilisent une grande variété de substances mais
sont relativement lents et non directionnels. On pense néanmoins que
la communication utilisant des médiateurs chimiques fut le premier
moyen d’échanges entre espèces et individu.
• Les signaux électriques: certaines espèces de poissons appartenant
notamment à la famille des Mormyridae emploient un riche répertoire
de signaux électriques. Ils permettent à ces espèces vivant dans des
eaux en général turbides de maintenir des relations sociales élaborées.
• Des signaux sonores et des vibrations sont utilisés par des vertébrés
(poissons mais aussi mammifères aquatiques tels que les baleines) et
les invertébrés. Les sons se propagent plus rapidement dans l’eau

5.11 Cohésion cybernétique des écosystèmes 143
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(1 500 m/s) que dans l’air ce qui constitue un bon moyen de commu-
nication à distance lorsque la vision n’est pas possible. En réalité il
semble que les systèmes aquatiques soient bien plus bruyants qu’on
ne le pensait jusqu’à une époque récente.
Chez les végétaux terrestres, comme chez les animaux, les individus
peuvent communiquer entre eux de diverses manières:
• Par l’intermédiaire d’organismes médiateurs tels que les champignons
mycorhiziens qui peuvent établir des liaisons entre les systèmes
racinaires des plantes, les mettant ainsi en communication les unes
avec les autres. Des individus de la même espèce ou de différentes
espèces peuvent être interconnectés. Dans les deux cas des transports
de substances (nutriments minéraux, hydrates de carbone) ont été
mis en évidence.
La communication par substances chimiques
dans les systèmes aquatiques
Au cours de ces dernières années on a beaucoup progressé dans
la connaissance des modes de communication entre organismes
aquatiques à partir de substances chimiques.Au moins quatre grands
types de signaux sont utilisés:
• Des substances d’alarme produites par les tissus des poissons
blessés alertent les congénères et provoquent des réactions de
peur. Des phénomènes similaires ont également été mis en
évidence chez les invertébrés.
• Des répulsifs permettent aux proies de repousser les prédateurs.
De nombreuses algues sont toxiques pour le zooplancton mais
ce dernier peut apparemment reconnaître les algues toxiques et
éviter de les ingérer.
• Des kairomones produites par les prédateurs provoquent en réac-
tion des modifications du comportement, de la morphologie et des
caractéristiques biologiques des espèces proies. De nombreux
travaux ont mis en évidence une influence des substances émises
par les prédateurs (poissons, larves de Chaoborus) sur la morpho-
logie ainsi que sur la taille à maturité et la fécondité des crustacés
planctoniques du genre Daphnia.
• Il existe une grande variété de phéromones pour la reconnais-
sance des partenaires sexuels tant pour les vertébrés que pour
les invertébrés.

• L’air ou l’eau peuvent également assurer le transfert des éléments
chimiques d’une plante à l’autre. Les végétaux ne peuvent pas fuir
pour échapper aux agresseurs, ce qui ne signifie pas pour autant qu’ils
restent inactifs. Selon des travaux récents, des substances volatiles
d’origine végétale peuvent amener des plantes non infestées à
déclencher des mécanismes de défense quand elles sont à proximité
de plantes infestées. On a montré également que l’attaque par des
herbivores accroît l’émission de composés organiques volatiles qui
attirent les prédateurs vers les plantes infestées, aussi bien en labora-
toire que dans des systèmes agricoles. Autrement dit, ils mobilisent
des «gardes du corps» pour se protéger des prédateurs. De cette
manière un tabac sauvage (Nicotia attenuata) est capable de réduire
de 90% le nombre de prédateurs herbivores. Il reste à comprendre
dans le détail pourquoi et comment des substances volatiles peuvent
être émises par des plantes stressées et comment les plantes saines
utilisent ces informations, mais le phénomène paraît bien établi. Dans
ces conditions, on peut penser que les plantes seraient susceptibles
d’anticiper certains risques grâce à des signaux qui informent le
receveur d’une menace proche.
Les scientifiques s’interrogent déjà sur le rôle que sont susceptibles
de jouer des substances chimiques fabriquées par l’homme ou
leurs produits de dégradation, sur la cohérence cybernétique des
écosystèmes. Peut-il y avoir des composés artificiels qui miment
des substances naturelles ou qui sont susceptibles d’agir sur le
comportement des espèces?

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Chapitre 6
Dynamique
de la diversité biologique
et conséquences
en matière de santé
La diversité biologique n’a pas que des effets bénéfiques pour la société.
On oublie trop souvent que l’homme, au cours de son existence, a eu à
lutter contre une partie de la diversité biologique. Contrôle ou éradication
des espèces prédatrices, des nuisances, des espèces pathogènes pour
lui ou ses animaux domestiques, etc., demeurent une préoccupation
permanente. La lutte contre les pathogènes humains, ou ceux des
animaux domestiques et des espèces végétales cultivées, ainsi que le
contrôle de leurs vecteurs, mobilise actuellement des moyens considé-
rables. L’industrie pharmaceutique a largement investi ce domaine,
ainsi que l’industrie chimique, via la production de pesticides. Il en
résulte des effets collatéraux inévitables sur la diversité biologique.
Simultanément, les moyens de lutte contre les pathogènes et leurs
vecteurs se heurtent aux capacités d’adaptation de ces derniers. La
problématique centrale des programmes de lutte contre les maladies
parasitaires est ainsi de rechercher la meilleure adéquation possible
entre le contrôle d’une espèce cible (parasite ou vecteur) qui se défend

146 6 • Dynamique de la diversité biologique et conséquences (santé)
le plus souvent par l’apparition d’une résistance aux produits chimiques,
et un impact le plus limité possible sur l’environnement.
6.1 LA COMPLEXITÉ DES RELATIONS
HÔTES-PARASITES
Toutes les espèces vivantes hébergent de nombreux parasites. L’homme,
produit de l’évolution comme les autres espèces vivantes, n’échappe
pas à cette règle. Il partage d’ailleurs certains pathogènes avec des
espèces domestiques ou sauvages. Ainsi, un peu plus de la moitié des
1 400 agents pathogènes humains sont d’origine animale.
Les mécanismes de transmission des maladies vectorielles constituent
de beaux exemples de biodiversité fonctionnelle, car ils mettent en jeu
trois types d’acteurs: un vecteur, un agent pathogène et un hôte. Dans
ce ménage à trois, chacun des acteurs réagit en permanence aux modi-
fications de son environnement, de manière à être le plus compétitif
possible. Question de survie! C’est ce que Claude Combe a appelé la
«course aux armements». Ce système biologique fait intervenir de
nombreux paramètres:
• la répartition, l’abondance, la dynamique, la structure génétique des
populations d’organismes vecteurs;
• la répartition, l’abondance, la dynamique des populations d’animaux
servant de réservoirs, qu’il s’agisse d’animaux sauvages ou domesti-
ques, ou de l’homme;
• l’agent infectieux lui-même, par la sélection génétique des populations
qui pourront s’avérer plus ou moins virulentes (par exemple le virus
de la grippe).
6.1.1 Le cas de l’Onchocercose humaine
Les recherches menées enAfrique de l’ouest sur l’onchocercose humaine
ont mis en évidence la nécessité d’une détermination précise des vecteurs
Un parasite ou un pathogène est un organisme qui vit sur, ou
dans un autre organisme, dont il tire une partie ou la totalité de ses
ressources, tout en lui causant différents degrés de dommage. Il vit
ainsi aux dépens de son hôte avec de graves conséquences sur la
biologie, l’écologie, ou la physiologie de cet hôte. C’est ce qu’on
appelle les maladies parasitaires ou infectieuses qui affectent tous
les organismes vivants.

6.1 La complexité des relations hôtes-parasites 147
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et des souches infestantes du parasite (Onchocerca volvulus) pour
comprendre la dynamique de la transmission dans des zones très variées
sur le plan climatique et phytogéographique.
Le vecteur est une simulie (Diptère) identifiée à l’origine comme
une seule espèce: Simulium damnosum. On s’est aperçu depuis qu’il
s’agissait en réalité d’un complexe d’espèces jumelles, très proches
morphologiquement (et donc difficiles à distinguer), mais différentes
par la structure des chromosomes. Pour l’Afrique de l’ouest il existe
trois sous-ensembles (S. damnosum, S. sanctipauli et S. squamosum)
dont chacun renferme plusieurs «espèces». Sur le plan épidémiologique
ces différentes espèces (neuf au total) n’occupent pas les mêmes zones
phytogéographiques. Certaines sont typiques des zones de savanes,
alors que d’autres se rencontrent surtout en zone forestière. En outre,
ces différentes espèces n’ont pas les mêmes capacités de transmission
de l’onchocercose: les formes de forêt sont des vecteurs plus actifs du
parasite que celles de savane.
Plusieurs espèces de parasites existent également, et les simulies
peuvent être porteuses de microfilaires infectant des animaux, morpho-
logiquement proches du parasite humain (Onchocerca volvulus). À des
fins opérationnelles, afin de ne pas confondre microfilaires humaines
et microfilaires animales difficiles à identifier sur des bases morpholo-
giques, des sondesADN ont été mises au point, permettant de différencier
O. volvulus des autres espèces. Enfin, pour la filaire O. volvulus elle-
même, on a mis en évidence des différences de pathogénicité entre les
souches de forêt et les souches de savanes.
6.1.2 Le cas du paludisme
Le paludisme est l’une des maladies les plus meurtrières de la planète:
chaque année il affecte des centaines de millions d’êtres humains et
fait plus de 2 millions de morts. L’agent pathogène est un protozoaire
du genre Plasmodium transmis par des moustiques du genre Anopheles,
et dont plusieurs espèces sont pathogènes pour l’homme. Dans les
années 1940, des insecticides (DDT) et des médicaments antipaludéens
(nivaquine), efficaces et bon marché, ont été mis au point. On pensait
alors juguler rapidement cette endémie. Il n’en est rien.
Une difficulté majeure dans la lutte contre le paludisme réside dans
la variété et la complexité du système de transmission de la maladie.
En Afrique, cinq espèces d’anophèles sont des vecteurs efficaces:
A. gambiae, A. arabiensis, A. funestus, A. nili et A. moucheti. Mais il
existe également 8 ou 9 autres espèces vectrices d’importance locale

ou secondaire. Il en résulte que plusieurs agents sont susceptibles de
transmettre le paludisme au même endroit, parfois simultanément, parfois
à des saisons différentes.
En outre, il existe une grande variabilité intraspécifique pour chacune
des espèces. Ainsi, chez A. funestus, certaines populations sont essentiel-
lement anthropophiles, alors que d’autres sont en partie zoophiles, et
leurs potentiels de transmission du Plasmodium sont également diffé-
rents. En ce qui concerne A. gambiae qui est le vecteur principal du
paludisme, on sait maintenant qu’il s’agit d’un complexe de 6 espèces
jumelles. En outre il existe des espèces cryptiques et des «formes
cytologiques» dont la fréquence relative varie en fonction des condi-
tions écologiques et des saisons. La complexité des systèmes génétiques
d’A. gambiae est donc extraordinaire. Elle résulte probablement de la
capacité de cette espèce à s’adapter rapidement à des environnements
qui évoluent, ainsi qu’aux nouveaux habitats créés par l’homme. On
comprend ainsi les difficultés rencontrées pour contrôler le paludisme
car toutes les espèces ou «formes» n’ont pas toutes les mêmes carac-
téristiques biologiques et écologiques de telle sorte que les méthodes
de lutte doivent être diversifiées.
La complexité réside également dans la variabilité génétique du
parasite, Plasmodium falciparum, qui est capable de développer d’impor-
tantes variations antigéniques pour échapper à la réponse immunitaire
de l’hôte. L’homme se défend en effet en développant une immunité
partielle qui se renforce au cours de la vie à mesure que les contaminations
s’accumulent. Sans compter que les parasites deviennent actuellement
résistants aux produits antipaludéens. La résistance à la nivaquine a été
détectée dans les années 1950 et s’est répandue à travers le monde,
augmentant ainsi la morbidité due au paludisme. Depuis, des résistances
à d’autres antipaludéens sont apparues, obligeant à une recherche
permanente de nouveaux produits.
6.2 LES PATHOLOGIES ÉMERGENTES
Les infections virales et bactériennes ont longtemps constitué la prin-
cipale cause de mortalité humaine. La pandémie de grippe qui a sévi
entre 1918 et 1919 (la grippe espagnole) a tué entre 20 et 40 millions de
personnes, plus que la Première Guerre mondiale. Ce fut probablement
l’une des plus grandes catastrophes naturelles ayant frappé l’humanité.
Elle a été précédée depuis le début de l’ère chrétienne par de grandes

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épidémies de peste, maladie animale transmise à l’homme par des
piqûres de puces de rongeurs infectés.
Avec les progrès de l’hygiène et les vaccinations, ce type de mortalité
a régressé de manière considérable. On espérait même que la question
des maladies infectieuses était résolue. Pourtant, les maladies anciennes
réapparaissent et gagnent de nouvelles zones, souvent en raison de
l’apparition d’une résistance du pathogène aux traitements thérapeutiques.
Ainsi, l’apparition de formes résistantes et la progression de l’urbani-
sation ont favorisé le retour de la tuberculose qui a tué 1,7 million de
personnes en 2004. C’est le cas également pour le paludisme, la fièvre
jaune ou le choléra.
En plus des maladies infectieuses anciennes, qui restent une cause de
mortalité non négligeable, des affections nouvelles, jamais décrites aupa-
ravant, apparaissent partout dans le monde et font de très nombreuses
victimes. Ces maladies nouvelles sont appelées maladies émergentes.
Une trentaine d’entre elles ont été identifiées depuis le début des
années 1970.
Les animaux jouent un rôle majeur dans l’origine, ou comme vecteur
ou réservoir, dans une majorité des maladies virales émergentes. Depuis
quelques dizaines d’années, les responsables de la santé ont été confrontés
à l’apparition de fièvres virales hémorragiques (fièvre d’Argentine,
fièvre du Vénézuéla en Amérique du Sud, fièvre de Lassa en Afrique),
à l’identification de pathologies associées à des germes jamais décrits
(polyarthrite de la maladie de Lyme, fièvre hémorragique de Malburg).
Un exemple de maladie émergente récente est le syndrome respiratoire
aigu sévère (SRAS) dont l’agent infectieux est un virus de la famille
des Cornavirus, connu pour ses mutations fréquentes, qui a été trans-
mis à l’homme par des civettes. L’épidémie apparue au cours de l’hiver
2002-2003 en Asie a provoqué des centaines de décès. Son expansion
a été maîtrisée en raison d’une mobilisation sans précédent de tous les
systèmes sanitaires de la planète.
Une maladie émergente est une maladie dont l’incidence réelle
augmente de manière significative, dans une population donnée,
d’une région donnée, par rapport à la situation habituelle de cette
maladie. Le concept s’applique à une grande variété de maladies
infectieuses, associées ou non à des germes nouveaux. Elles peuvent
être d’origine virale, bactérienne ou parasitaire.

La plupart des maladies émergentes humaines proviennent de zoonoses,
c’est-à-dire du passage naturel de pathogènes de l’animal à l’homme.
Il faut pour cela qu’ils franchissent deux étapes.
• L’introduction du pathogène dans un hôte nouveau, l’homme en
l’occurrence. Cette phase implique l’existence d’un réservoir chez au
moins un animal sauvage et met en jeu des mécanismes de transmis-
sion entre l’animal et l’homme, généralement par le biais de vecteurs
animaux. Les réservoirs animaux les plus importants sont les rongeurs,
ainsi que les arthropodes (insectes, tiques, etc.). On a identifié des
centaines de virus chez les arthropodes (arbovirus) dont au moins une
centaine peut provoquer des maladies chez l’homme.
L’accroissement de la population mondiale et l’occupation de nouveaux
territoires augmentent les probabilités de contact entre l’homme et des
espèces vectrices d’organismes pathogènes. De fait, de nombreuses
maladies émergentes sont dues à des pathogènes présents de longue
date dans l’environnement, au sein de certaines espèces animales, et
qui apparaissent soudainement à la faveur d’une transformation de
l’environnement. Ainsi, la déforestation en vue de créer des zones de
cultures, facilite la multiplication des rongeurs qui servent souvent
de réservoirs animaux aux virus. La création de barrages favorise quant
à elle la pullulation des moustiques qui sont des vecteurs de nom-
breux pathogènes. Autant de facteurs qui accroissent les possibilités
Chikungunya
Le Chikungunya est une arbovirose transmise par des moustiques
du genre Aedes dont les réservoirs de virus sont des primates. Le
virus a été isolé pour la première fois en Tanzanie en 1952. Il est
responsable d’épidémies observées enAfrique et enAsie. La maladie
a récemment fait son apparition en Europe, touchant environ
200 personnes en Italie en septembre 2007. L’épidémie spectacu-
laire de chikungunya observée en 2005-2006 à la Réunion et à
Mayotte, pourrait être due à des souches africaines qui se seraient
adaptées à l’homme et au moustique Aedes albopictatus qui n’était
pas identifié jusque-là comme vecteur de la maladie. Cependant,
on a mis en évidence l’émergence d’un génotype plus virulent en
2005, ce qui expliquerait les nouveaux symptômes graves observés
dans les îles de l’océan Indien, alors que la maladie était considérée
comme bénigne auparavant.

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de contact entre un pathogène et un nouvel hôte tel que l’homme. Il
faut y ajouter un phénomène particulièrement important qui est que le
transfert accru de ces maladies et de leurs vecteurs à travers le monde.
Certaines maladies émergentes résultent aussi de changements dans
nos comportements. C’est le cas de la maladie de Lyme (du nom de
la ville de Lyme aux États-Unis). Le pathogène en cause est une
bactérie nommée Borrelia burgdorferi. La progression de cette
affection est liée à la prolifération des daims dans le nord-est des
États-Unis où ils ne sont plus chassés. Ils viennent brouter dans les
jardins des maisons situés à proximité des forêts et dépourvus de
barrière, Ils amènent avec eux les tiques, porteuses du spirochète,
qui piquent l’homme. Il en résulte une augmentation spectaculaire
de cette maladie infectieuse dans les régions exposées.
• La dissémination du micro-organisme parmi les populations du nouvel
hôte, ce qui implique la mise en jeu de mécanismes adéquats, d’autre
part. Les déplacements de population lors de conflits, l’urbanisation,
les voyages (des hommes et des vecteurs) sont des facteurs favorables
à la dissémination des virus. Le virus du SIDA (ou VIH) a diffusé
depuis sa découverte en 1981, de l’Afrique au continent américain
puis à l’Europe et à l’Asie. Mais on sait que le virus était présent dès
1970 et s’était déjà répandu en Afrique entre 1970 et 1980. Et l’iden-
tification de virus apparentés au virus du SIDA chez des animaux
aussi variés que le mouton, le chat, le cheval ou la chèvre indique
que la famille VIH est ancienne. Divers singes africains sont naturel-
lement infestés par des rétrovirus proches du VIH mais qui ne provo-
quent pas de SIDA chez ces animaux. Un des virus humains, le VIH2
est très proche de celui du singe mangabey qui vit en Afrique de
l’ouest. Des contaminations à l’homme à partir de morsures ont pu se
produire. Quant au VIH1, il aurait pu être transmis par des chimpanzés
dont certains sont porteurs d’un virus très proche. Mais on ne sait
pas estimer avec précision à quel moment ces virus ont pu franchir
la barrière d’espèce. Selon d’autres hypothèses, les hommes sont
contaminés depuis longtemps, mais le virus était peu répandu ou
peu virulent. L’épidémie actuelle pourrait résulter à la fois d’une
évolution de la pathénogénécité du VIH humain et de modifications
dans les comportements sociaux qui ont favorisé la diffusion.
Une étude portant sur 335 maladies émergentes entre 1940 à 2004 on
a montré que 60% des maladies émergentes proviennent de maladies
animales transmissibles à l’homme (zoonoses) et la majorité d’entre
elles, d’animaux sauvages. Quelque 20% des maladies émergentes
auraient pour origine des résistances aux traitements. Plus de la moitié

des pathogènes sont des bactéries ou des rickettsies (des parasites
présents chez les arthropodes). Les virus ou prions ne sont à l’origine que
d’un quart des maladies, le reste étant constitué par des protozoaires,
des vers et des champignons. Les maladies émergentes ont quasiment
quadruplé durant ces cinquante dernières années, même si la courbe
cesse de grimper aujourd’hui. Elles ont connu un pic au cours des
années 1980.
Les recherches ont également permis de distinguer deux grandes zones
favorables à l’émergence de nouveaux pathogènes pour l’homme.
D’une part, les pays tropicaux en développement où une forte pression
démographique amène les hommes à côtoyer une faune sauvage très
riche et diversifiée. Les zones à risque sont l’Asie du Sud-Est, le sous-
continent indien, le delta du Niger et la région des Grands Lacs en
Afrique. L’autre grand foyer est constitué par les pays riches où l’utili-
sation massive des antibiotiques a favorisé l’apparition de souches
bactériennes résistantes, le plus connu étant le staphylocoque doré.
Il existe également d’autres causes qui sont liées aux caractéristiques
biologiques des pathogènes. C’est ainsi que les virus, compte tenu de
leur cycle de vie très court, ont la capacité de s’adapter rapidement aux
changements de l’environnement par rapport aux hommes et autres
animaux à durée de vie plus longue. L’émergence d’un virus peut ainsi
résulter de l’évolution de novo d’un nouveau variant viral, à la suite de
mutations ou de recombinaisons entre des virus existants qui peuvent
engendrer des souches plus virulentes. Le virus A de la grippe par
exemple évolue sans cesse et de nouvelles souches du virus se propa-
gent dans les populations humaines. Les vaccins protègent seulement
contre les souches connues et personne ou presque n’est immunisé
contre les souches nouvelles. Ne rencontrant aucune résistance, ces
dernières se répandent rapidement dans le monde entier et peuvent
provoquer de nombreux morts.
On a signalé de nombreux cas de maladies émergentes chez les
animaux sauvages. Les causes en sont diverses:
• Le passage de pathogènes d’animaux domestiques à des espèces
sauvages vivant à proximité. On peut citer parmi d’autres le passage
du Morbillivirus canin (maladie de Carré) au lion qui a provoqué de
très fortes mortalités en 1991 dans le parc du Sérenguéti en Afrique.
Un autre Morbillivirus a été identifié chez des phoques du lac Baïkal,
morts eux aussi en grand nombre. Il est proche également de celui
de la maladie de Carré et l’on pense qu’il a été transmis aux phoques
par les chiens vivant sur le rivage du lac.

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• Le passage de plus en plus fréquemment observé de pathogènes d’une
espèce sauvage à une autre. Des mortalités massives ont ainsi été
constatées récemment chez des animaux marins tels que les mammi-
fères et les coraux, en raison d’une augmentation de la fréquence des
épidémies, et de l’apparition de nouvelles maladies. L’origine de
nombre de ces nouvelles maladies s’explique par le passage d’un
pathogène à un nouvel hôte et non pas par l’apparition de nouveaux
pathogènes. Il est probable que les changements climatiques et les
activités humaines qui ont accéléré le transport d’espèces dans le
monde ont mis en contact des hôtes avec des pathogènes auxquels
ils n’avaient pas été exposés jusque-là, ce qui expliquerait cette
explosion de nouvelles maladies chez différentes espèces.
La grippe aviaire
Les «grippes» sont des zoonoses qui affectent de nombreuses
espèces animales. La vaste famille des Influenzavirus comprend
des virus responsables de la grippe humaine «classique», et
différentes souches adaptées chacune à l’infection d’une espèce
animale: chevaux, volailles, porc, mammifères marins, etc. Les
virus de la grippe évoluent continuellement par mutation. Certains
variants sont particulièrement virulents pour l’homme. La pandémie
de grippe qui a sévi entre 1918 et 1919 (la grippe dite «espagnole»)
a tué entre 20 et 40 millions de personnes, plus que la Première
Guerre mondiale. Ce fut probablement l’une des plus grandes
catastrophes naturelles ayant frappé l’humanité. Depuis on a connu
la grippe asiatique en 1957, et la grippe de Hong Kong en 1968.
Le virus de la grippe aviaire H5N1 appartient à la catégorie des
virus hautement pathogènes. Il a été repéré pour la première fois
chez l’homme en 1997, lors d’une épidémie à Hongkong. Il est
réapparu fin 2003, provoquant d’abord des épizooties chez les
volailles dans plusieurs pays d’Asie, suivies des premiers cas
humains. Dans l’état actuel, le virus ne semble pas capable de se
transmettre efficacement d’homme à homme. Mais on peut craindre
que le virus de la grippe aviaire et le virus de la grippe humaine
infestent simultanément un même hôte, comme le porc par exemple.
Auquel cas, des échanges de gènes seraient possibles conduisant à
l’apparition de nouveaux agents pathogènes pour l’homme.

6.3 ACTIVITÉS HUMAINES, DIVERSITÉ
BIOLOGIQUE, ET SANTÉ HUMAINE
L’homme agit sur son environnement: il modifie les caractéristiques
physiques et biologiques des écosystèmes. Le commerce international
et les nombreux échanges intercontinentaux entraînent notamment la
dissémination des pathogènes et de leurs vecteurs. L’extension des
Maladies virales émergentes et rongeurs
Les occasions d’interactions entre les humains et les populations
de rongeurs sont nombreuses et constantes, tant en milieu urbain,
qu’en milieu agricole ou forestier. Or les rongeurs partagent avec
l’homme un grand nombre de vecteurs de maladies et de parasites.
Ce sont notamment des «réservoirs naturels» de virus transmissi-
bles à l’homme. Ainsi, les mulots et les campagnols sont les hôtes
habituels des Hantavirus. En Amérique du Nord les souches Sin
Nombre sont véhiculées par la souris à patte blanche. EnAmérique
du Sud, plusieurs espèces de rongeurs servent d’hôtes à des virus de
la famille des Arénavirus. En Afrique de l’Ouest, plusieurs espèces
de rats (Mastomys sp.) seraient également impliquées dans la
transmission du virus de la fièvre de Lassa.
Les risques inhérents aux interactions hommes/rongeurs, augmentent
parallèlement à la densité des rongeurs, à la diversité en espèces et
avec la proximité des humains. La création d’habitats nouveaux
par l’homme peut favoriser la pullulation de certaines espèces de
rongeurs, augmentant les risques de contact. De même, l’homme
par son comportement peut développer des activités (déboisement
par exemple) qui le rapprochent de certaines espèces de rongeurs
avec lesquelles il avait jusque-là peu de contacts.
Avec les bateaux, les Européens ont également introduits le rat,
Rattus norvegicus, dans de nombreuses régions du monde. Cette
espèce transmet le bacille de la peste,Yersinia pestis. En Amérique
du Nord, il y a eu passage progressif du virus de la peste à des
rongeurs autochtones, de telle sorte que le réservoir est maintenant
permanent et rural. Si la peste est actuellement contenue dans la
plupart des régions du monde, elle est susceptible néanmoins de
réapparaître à tous moments. Au Pérou par exemple, elle a fait
plusieurs dizaines de morts au début des années 1990.

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périmètres irrigués, la mise en eau de barrages, favorisent la pullulation
de vecteurs tels que les moustiques. Il faut aussi prendre en compte les
modifications des modes de vie, et la concentration humaine dans les
villes qui favorisent la transmission d’homme à homme. Sans vouloir
dresser la liste exhaustive des conséquences des changements de
l’environnement sur la santé, les quelques exemples ci-dessous illustrent
la diversité et l’ampleur de ces phénomènes.
6.3.1 Les échanges intercontinentaux
L’un des risques majeurs du commerce international est d’introduire dans
un milieu récepteur des virus, des bactéries, des champignons, des
protozoaires, et des parasites, ainsi que leurs vecteurs ou leurs réservoirs
potentiels. Il y a de nombreux exemples de mortalités massives de
populations humaines ou d’espèces sauvages à la suite de l’introduction
de nouveaux agents pathogènes.
Le vecteur de l’agent infectieux peut être l’homme lui-même. Ainsi,
plusieurs millions d’hommes sont morts dans le Nouveau Monde, une
fois mis en contact avec les maladies infectieuses amenées par les
conquistadors. La variole introduite par l’armée espagnole en 1520 au
Mexique a tué 3,5 millions de personnes, soit la moitié de la population
autochtone, en seulement deux ans. Encore de nos jours, des tribus
amazoniennes peuvent être décimées par le contact avec de nouveaux
agents infectieux comme la rougeole.
La situation est plus complexe lorsque le cycle de l’agent infectieux
comporte un hôte intermédiaire et/ou un vecteur. Au XVIIe siècle, les
bateaux transportant des esclaves de l’Afrique vers les Caraïbes ont
amené avec leurs réserves d’eau douce le moustique Aedes aegypti
vecteur de la fièvre jaune et de la dengue hémorragique. Les esclaves
constituaient le réservoir de virus. Tout était donc en place pour que ces
maladies s’installent enAmérique du Sud. A. aegypti a résisté jusqu’ici à
de nombreuses campagnes d’éradication et constitue toujours le principal
vecteur de la fièvre jaune urbaine.
Le moustique Aedes albopictus quant à lui, a été introduit aux États-
Unis en 1985 en provenance du Japon, à l’occasion de l’importation de
pneus usés destinés à des usines de retraitement de caoutchouc. La
larve a pu survivre dans la gaine interne du pneu où subsistait un peu
d’eau de pluie. Le moustique qui s’est ensuite disséminé rapidement peut
transmettre la dengue, ainsi que des arbovirus responsables d’encépha-
lites. Cette espèce en expansion continue à coloniser de nouveaux
territoires. A. albopictus est arrivé également au Brésil, au Nigeria, en

Italie et en Nouvelle-Zélande. En Europe, il a été signalé en Italie dans
les années 1990, et il s’est établi durablement dans les Alpes-Maritimes
en 2004.
Chez les animaux domestiques, on a également de nombreux exemples
de transferts de parasites d’un continent à un autre. À la fin du siècle
dernier les écrevisses européennes ont été en grande partie décimées
par une épidémie inconnue jusque-là, la «peste de l’écrevisse». Cette
épizootie à propagation rapide, dont on a appris par la suite qu’elle
était due à un champignon, a probablement été transportée du Mississipi
en Italie dans le ballast d’eau douce de navires marchands. Cette maladie
sévit encore de manière sporadique en Europe.Au cours des années 1970,
l’huître plate Ostrea edulis qui constituait l’essentiel de la production
conchylicole française, a été décimée par un parasite, Bonamia
ostreae, probablement introduit de la côte ouest des États-Unis avec du
naissain.
6.3.2 Les nouvelles technologies liées au mode de vie
L’introduction de nouvelles technologies est également responsable de
la mise en relation de l’homme avec des micro-organismes qui ne nous
concernaient pas jusqu’ici. Un cas célèbre est celui des légionelloses.
À la suite d’une réunion des membres de l’American Legion en 1976,
de nombreux anciens combattants succombent à une pneumonie
accompagnée de fortes fièvres. On isole la responsable: une bactérie
en forme de bâtonnet qui recevra le nom de Legionella pneumophila.
Depuis, de nombreux cas ont été signalés un peu partout dans le
monde. Mais le diagnostic de la maladie du légionnaire est difficile car
le genre Legionella comprend plusieurs dizaines d’espèces et, à ce
jour, quinze groupes sérologiques ont été identifiés. Dans 85% des
infections humaines, il s’agit de L. pneumophila du sérogroupe 1, mais
dans 5% des cas il s’agit d’un des quatorze autres sérogroupes. Quant
aux autres 10%, les infections sont dues à d’autres espèces que
L. pneumophila. Les sources de contamination les plus fréquentes sont
les réseaux d’eau chaude (douches, jacuzzi, jets d’eau décoratifs), et
les tours de refroidissement, lorsqu’on inhale les bactéries contenues
dans le nuage de vapeur d’eau émis par ces installations. Le nombre de
cas déclaré en France et dans le monde est en nette augmentation
(1443 cas en 2006 en France, contre 80 en 1996).
Dans le domaine alimentaire, des changements de comportement ont
également suscité l’apparition de nouvelles pathologies ou, du moins, le
retour de maladies rares connues depuis longtemps. Ainsi l’incidence

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des épidémies de salmonelloses (gastroentérite aiguë) s’est accrue depuis
20 ans en Europe et en Amérique du Nord où le sérotype enteritidis de
Salmonella est devenu la souche prédominante. Cette infection est liée
en grande partie à la consommation d’œufs contaminés ou d’aliments crus
ou peu cuits. Les infections par la bactérie Campylobacter constituent
une autre cause importante d’hospitalisation. Elles sont consécutives à
l’ingestion de viande de volaille ou de porc.
À partir d’un clone unique découvert en 1982, la «bactérie des
hamburgers», Escherichia coli O157 a atteint un développement specta-
culaire, causant des centaines de milliers d’infections à travers le monde.
Les listérioses quant à elles découlent le plus souvent de la consommation
de fromages ou de viandes transformées (langue et rillettes de porc par
exemple) ayant subi une conservation prolongée en chambre froide.
L’agent pathogène, Listeria monocytogenes, peut en effet se multiplier
à basse température. Ces deux exemples illustrent les conséquences
de modifications du mode de vie: restauration de type industriel et
restauration rapide.
6.3.3 L’eutrophisation des eaux
et la prolifération d’algues toxiques
Sur toutes les côtes d’Europe, ainsi qu’en d’autres endroits de la Planète,
on observe périodiquement des proliférations d’algues microscopiques.
Les organismes responsables sont le plus souvent des Dinoflagellés
dont une quarantaine d’espèces toxiques ont été identifiées dans le
monde. Elles produisent des toxines qui peuvent causer des mortalités
dans la faune marine et des intoxications parfois fatales chez l’homme.
Le plus souvent, la contamination est due à la consommation des
coquillages ayant eux-mêmes ingéré les algues toxiques. Les symptômes
sont des douleurs abdominales, des diarrhées et des vomissements. Les
substances toxiques, dont certaines sont parmi les plus puissantes connues,
peuvent entraîner une paralysie des centres nerveux et secondairement
la mort par asphyxie.
Si l’existence de ces algues est connue depuis longtemps, la
fréquence et l’ampleur de leur apparition ont considérablement augmenté
au cours des dernières années. On compte chaque année plusieurs
milliers d’intoxications en France. L’une des explications avancées est
l’eutrophisation des eaux provoquée par les activités humaines. En
effet, l’utilisation d’engrais qui sont lessivés par les pluies et entraînés
vers le milieu côtier par les rivières, ainsi que les effluents domestiques

ou d’élevage, sont à l’origine d’un enrichissement de l’eau de mer en
éléments nutritifs qui favorise ces proliférations algales. En milieu d’eau
douce, ce sont les Cyanobactéries qui se développent dans les milieux
eutrophisés et émettent également des toxines dangereuses pour
l’homme…
La ciguatera ou «gratte» est provoquée par des neurotoxines marines
dans plusieurs zones du Pacifique et de l’océan Indien. On a longtemps
pensé que ces toxines étaient produites par plusieurs variétés de poissons
marins, alors que le responsable est le dinoflagellé Gambierdiscus toxicus,
vivant en épiphyte des grandes algues ou des coraux, et consommé par
les poissons.
6.3.4 Les allergies
L’allergie, qui est souvent une expression pathologique de l’anaphylaxie,
apparaît comme une hypersensibilité immédiate: la réaction se mani-
feste dans les minutes qui suivent la stimulation. Elle a comme support
immunologique l’induction par un antigène (ou allergène), et la synthèse
d’une classe particulière d’anticorps, les immunoglobulines E ou IgE.
Les facteurs extrinsèques responsables de la production d’IgE chez
l’homme se trouvent le plus souvent dans l’environnement. Sans danger
pour la plupart des individus, ils se comportent comme des antigènes
banals chez les sujets sains et comme des allergènes chez les patients
allergiques.
Les pneumallergènes, responsables des sensibilisations respiratoires,
ont diverses origines:
a) les pollens qui sont responsables de 50% des cas d’allergie dans
notre pays, soit près de 4% de la population. Les principales sources
sont les pollens de graminées et d’arbres. L’introduction de plantes
originaires d’autres continents peut augmenter les risques de réactions
allergiques;
b) les acariens du genre Dermatophagoïdes constituent la principale
source d’allergies dans les poussières des maisons et sont responsables
de la majorité des asthmes à composante allergénique. Le matelas est
leur véritable niche écologique, mais on en trouve également dans les
tapis et moquettes, ainsi que dans des aliments entreposés. Les modes de
vie modernes ont ainsi profité dans une certaine mesure aux acariens.

6.4 Adaptation des agents pathogènes aux moyens de lutte 159
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6.4 PHÉNOMÈNES D’ADAPTATION DES AGENTS
PATHOGÈNES ET DE LEURS VECTEURS
AUX MOYENS DE LUTTE
Les hommes ont développé des moyens de lutte contre les pathogènes.
Ils ont espéré, à certains moments, pouvoir juguler définitivement
certaines endémies grâce au progrès technique. Cet espoir a été de courte
durée en général car les pathogènes et leurs vecteurs ont déployé tout un
ensemble de stratégies qui leur ont permis de survivre face aux moyens
de lutte.
6.4.1 Résistance aux antibiotiques
Les antibiotiques sont des substances chimiques naturelles produites
par certains micro-organismes (champignons, bactéries du sol) qui ont
la propriété, à faible concentration, de détruire ou d’inhiber la crois-
sance d’autres micro-organismes. Le premier antibiotique (la célèbre
pénicilline) a été découvert en 1928 par Alexander Fleming, et introduit
Originaire d’Amérique, l’ambroisie (Ambrosia artemisiifolia) qui
appartient à la famille du tournesol est apparue en Europe à la fin
du XIXe siècle, introduite avec le trèfle rouge d’Argentine et les
plants de pomme de terre. Cette plante pionnière, opportuniste,
affectionne les terres dénudées telles que les friches et bords de
route, mais également les terres cultivées et les sols faiblement
plantés. Son pollen très fin et particulièrement abondant est un
allergisant redoutable. Un seul pied peut émettre 2,5 milliards de
grains de pollen qui peuvent être transportés par le vent jusqu’à
100 km de leur point d’origine. Des troubles interviennent chez
les personnes sensibles à partir d’un à trois grains de pollen par
mètre cube d’air. Or dans la région Rhône-Alpes on observe jusqu’à
100 grains par mètre cube au moment du pic de pollinisation (d’août
à octobre), et près de 10% de la population y est allergique, ce qui
crée un problème sérieux de santé publique. Il semble que la
prolifération récente de l’ambroisie dans cette région française
soit le résultat du gel de terres agricoles imposé par la Commission
de Bruxelles au début des années 1990. Des campagnes d’éradication
ont été entreprises, avec une efficacité toute relative cependant.

en thérapeutique en 1941. Les antibiotiques ont permis de contrôler
pendant plusieurs dizaines d’années les bactéries pathogènes respon-
sables des grandes épidémies. Mais l’utilisation des antibiotiques a
comme corollaire quasiment inéluctable l’apparition des résistances
bactériennes, car la plasticité de leur génome permet aux bactéries de
s’adapter et de survivre. Dans certains cas, une mutation intervient sur
le chromosome bactérien. Dans d’autres cas la bactérie acquiert une
information génétique provenant d’une autre bactérie déjà résistante
(plasmide). La dissémination de résistances liée à la circulation des gènes
entre bactéries est importante et explique la rapidité avec laquelle le
phénomène de résistance évolue au sein du monde bactérien.
L’émergence de bactéries résistantes aux antibiotiques est un phéno-
mène inquiétant sur le plan de la santé publique.Alors qu’en 1941 moins
de 1% des souches de Staphyloccocus aureus étaient résistantes à la
pénicilline, en 1994, 90% des souches y étaient devenues résistantes.
Les processus en cause sont des mutations, ou encore l’acquisition auprès
d’une autre bactérie de l’information génétique permettant de détruire ou
de neutraliser l’antibiotique. Depuis quelques années, plusieurs espèces
bactériennes sont devenues résistantes aux quelque 200 antibiotiques
mis au point depuis 60 ans. Et le problème va en s’amplifiant.
6.4.2 Résistance aux pesticides
La résistance aux insecticides est l’expression de la capacité des orga-
nismes à s’adapter à de nouvelles conditions environnementales.
L’évolution de cette résistance dépend de plusieurs facteurs:
• les mutations qui sont à l’origine de nouveaux variants ou allèles des
gènes existants, dont des allèles responsables de la résistance;
Les infections acquises à l’hôpital (dites infections nosocomiales)
constituent un problème de santé publique préoccupant. L’hôpital
offre des conditions propices au développement de la résistance
aux antibiotiques: prescription élevée d’antibiotiques qui favorise
l’émergence de bactéries résistantes; concentration de population
qui favorise la dissémination rapide des souches résistantes. Plus
la résistance est élevée et plus on prescrit d’antibiotiques, une
spirale infernale… Cette situation oblige à poursuivre la recherche
de nouveaux antibiotiques afin d’éviter de se trouver démunis
devant une infection grave.

6.4 Adaptation des agents pathogènes aux moyens de lutte 161
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• la sélection qui trie les gènes les mieux adaptés à l’environnement.
En présence d’insecticides, les gènes de résistance sont sélectionnés
et, peu à peu, augmentent en fréquence;
• la migration qui permet à ces nouveaux gènes de se disperser hors
de leur zone géographique d’origine.
L’apparition de résistances à des produits chimiques utilisés dans
la lutte contre les organismes indésirables (pathogènes, vecteurs de
maladies, ravageurs de cultures) est un phénomène de plus en plus
courant qui touche tous les embranchements des êtres vivants, des
bactéries aux eucaryotes les plus évolués. Ainsi, la résistance des
insectes diminue l’efficacité des insecticides avec des répercussions en
médecine vétérinaire (traitement antiparasitaire du bétail), en agriculture
(protection des végétaux) et en santé humaine (traitement contre les
vecteurs de maladies et contre les «nuisances»).
L’action toxique des insecticides est due à leur fixation sur des récep-
teurs biologiques – la plupart du temps des protéines du système
nerveux – dont le fonctionnement est alors perturbé. Ces molécules,
cibles des insecticides, peuvent subir des mutations ponctuelles qui
donnent aux organismes concernés la possibilité de survivre à des doses
de substances toxiques qui sont normalement mortelles.
Mais la perte de toxicité peut également résulter d’une modification
de l’activité des enzymes de détoxication, essentiellement des estérases.
Il y a chez les individus résistants une surproduction de ces protéines
qui piègent pratiquement toute molécule de pesticide qui pénètre à
l’intérieur de l’organisme. Parmi les mécanismes biochimiques et géné-
tiques impliqués, un des mieux connus est l’amplification des gènes qui
codent pour ces protéines à activité estérasique. Dans le cas du moustique
Les moustiques font de la résistance
La lutte contre les moustiques en Afrique de l’ouest se fait par la
pulvérisation d’insecticides et l’utilisation de moustiquaires impré-
gnées de pyréthrinoïdes. Ces méthodes sont mises partiellement
en échec par le gène KDR (knock down resistance) qui résulte
d’une mutation empêchant l’insecticide de se fixer dans l’organisme
du moustique. La résistance apparue suite au traitement massif de
champs de coton en Côte d’Ivoire s’est étendue à de nombreuses
régions d’Afrique de l’Ouest, avec une prévalence parfois supé-
rieure à 90%. La diffusion de cette résistance varie néanmoins
selon les régions et selon les espèces d’anophèles.

Culex pipiens, qui vit dans le sud de la France, deux mécanismes
principaux sont à l’origine des résistances aux organophosphorés qui
sont les insecticides les plus utilisés contre cet insecte. D’abord une
détoxication accrue résultant de la surproduction de deux enzymes, les
estérases A et B. La surproduction de l’estérase B est due à l’amplifica-
tion, dans le génome, du gène codant cette enzyme. Ensuite l’apparition
d’acétylcholinestérases résistantes, des protéines intervenant dans le
fonctionnement du système nerveux central et qui sont habituellement
inhibées par les organophosphorés.
6.5 SUBSTANCES D’INTÉRÊT MÉDICAL
ET DIVERSITÉ BIOLOGIQUE
La diversité biologique est une source importante de substances natu-
relles dont les principes actifs intéressent l’industrie pharmaceutique.
6.5.1 Les pharmacopées traditionnelles
Pour des raisons économiques, environ 80% des êtres humaines n’ont
toujours pas accès à la médecine moderne et se soignent à partir de
médecines traditionnelles qui font souvent appel aux plantes médicinales.
Les plantes constituent depuis longtemps une source importante de
médicaments. L’opium extrait du pavot somnifère, et ses constituants
(morphine et dérivés), sont les médicaments anciens les plus connus
car ils permettent de lutter contre la douleur. Puis vinrent les alcaloïdes
et les principes actifs isolés des plantes telles que la ciguë, le quinquina
(qui a donné la quinine et ses dérivés), la digitaline (extrait de la digitale)
qui permet de traiter certaines déficiences cardiaques.
Divers produits animaux sont également utilisés en médecine tradition-
nelle sans que les principes actifs soient réellement explicités. La
corne de rhinocéros ou les os de tigres, dont l’efficacité reste à prouver,
ont été à l’origine de commerces particulièrement lucratifs et très
préjudiciables pour les espèces concernées.
6.5.2 Diversité biologique et industrie pharmaceutique
Depuis 150 ans, les plantes médicinales ont fourni des médicaments très
efficaces. Ils ont été mis au point en recherchant les principes actifs de
plantes médicinales qui, pour la plupart, étaient des plantes toxiques.
C’est le cas de la digitale qui a fourni des cardiotoniques, ou du pavot
qui a donné la morphine. L’aspirine, produit pharmaceutique universel,

6.5 Substances d’intérêt médical et diversité biologique 163
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provient de l’acide salicylique qui a été découvert dans la filipendule; la
pénicilline est issue de bactéries du genre Penicillium. Encore récemment,
de grands médicaments ont été isolés de produits naturels: des agents
anti-tumoraux sont isolés de la pervenche de Madagascar (alcaloïdes),
et de l’écorce de l’if américain (taxol).
Alors qu’environ 20 000 plantes sont utilisées dans le monde par les
médecines traditionnelles, seulement 5 000 ont été étudiées comme
sources potentielles de substances à usage pharmaceutique. C’est pour-
quoi certains défenseurs de la diversité biologique estiment qu’elle
représente un réservoir stratégique pour l’industrie pharmaceutique,
réservoir qu’il est indispensable de préserver dans la mesure où il est
encore imparfaitement exploité.
La recherche de nouvelles molécules se heurte néanmoins à quelques
difficultés. Une fois identifiées, il n’est pas toujours possible de se
procurer suffisamment de matériel vivant pour assurer l’exploitation
de la découverte. Ainsi, la fabrication du taxol a nécessité en 1987 de
l’ordre de 30 tonnes d’écorce de l’if américain, un arbre à croissance
lente qui pourrait être en danger de disparition. On a donc cherché à
synthétiser les composés actifs. On y est parvenu dans le cas du taxol,
mais rien ne permet d’assurer a priori que ce soit possible dans tous
les cas.
Les animaux sont également à l’origine de substances pharmaco-
logiques. Le foie des requins contient des substances augmentant la
résistance de l’organisme humain aux affections cancéreuses. Le venin
des abeilles est utilisé dans le traitement des arthrites, et celui de
nombreux serpents est utilisé en pharmacologie.
L’industrie pharmaceutique mondiale a compris l’intérêt de la diver-
sité biologique car elle tire une partie non négligeable de son chiffre
d’affaires de médicaments élaborés à partir de principes biologiquement
actifs extraits de plantes, ou identifiés dans les plantes avant d’être
reproduits synthétiquement. Plus de la moitié des médicaments utilisés
actuellement possèdent comme matière active une substance naturelle
provenant de plantes ou d’animaux.
On espère tirer profit de la vaste connaissance des plantes accumulée
par les guérisseurs pour la recherche pharmaceutique. L’ethnopharmaco-
logie cherche ainsi à mettre en relation les savoirs ancestraux des
médecines traditionnelles et les savoirs scientifiques actuels. Par ailleurs,
des vastes programmes de recherche systématique de nouvelles substan-
ces ont été mis en place par l’industrie pharmaceutique. Il s’agit en
l’occurrence de tester le maximum d’espèces à l’aide de techniques de
criblage. C’est ainsi que la ciclosporine, qui a permis des progrès décisifs

dans la transplantation d’organes en supprimant les barrières immuni-
taires, a été découverte dans des champignons.
Depuis quelques décennies, l’extraordinaire diversité de la faune et
de la flore marines a incité les scientifiques à y rechercher de nouvelles
molécules aux propriétés chimiques inédites, dans un environnement
encore peu exploité. Plusieurs milliers de substances sont aujourd’hui
répertoriées, dont certaines appartiennent à de nouvelles classes de
molécules sans analogues terrestres. Près de la moitié des molécules
marines brevetées dans le monde depuis 1969 ont des propriétés anti-
tumorales: la cytarabine (un antileucémique commercialisé sous le
nom de Aracytine) provient d’une éponge de la mer des Caraïbes, la
bryostatine dérivée d’un bryozoaire du golfe de Californie, est particu-
lièrement prometteuse car elle inhibe le développement des tumeurs
solides et des mélanomes. Les grands groupes pharmaceutiques s’intéres-
sent également aux neurotoxines (par exemple le venin des gastéropodes),
pour fabriquer des antalgiques.
Parmi les milliers de molécules d’origine marine identifiées jusqu’à
présent, quelques dizaines seulement ont des perspectives de commer-
cialisation. En effet, de nombreuses substances ont été isolées chez des
espèces rares qui ne peuvent être récoltées en grande quantité, et dont
l’élevage est impossible. Quant à la synthèse chimique elle est souvent
difficile compte tenu de la structure chimique extrêmement complexe
des nouvelles molécules.
Depuis le début du XXe siècle, l’exploration du monde microbiologique
a aussi fourni sa part de principes actifs qui se sont ajoutés à l’arsenal
thérapeutique issu du monde végétal. C’est l’ère moderne des antibio-
tiques: pénicilline, tétracyclines, streptomycines, etc. De fait, il existe
dans la Nature une extraordinaire diversité de structures moléculaires.
Ces substances naturelles sont devenues l’objet d’un grand marchandage
international. De manière schématique, les pays en développement
possèdent une grande diversité biologique qui constitue potentiellement
un gisement de molécules encore inexploité, convoité par les grandes
entreprises pharmaceutiques ou les fabricants de cosmétiques.
6.5.3 Biotechnologies
Des OGM sont utilisés à grande échelle depuis la fin des années 1970
pour produire des médicaments. L’insuline provient essentiellement de
bactéries OGM et non plus du pancréas de porc. Il en est de même pour
l’hormone de croissance depuis 1986. Le vaccin contre l’hépatite B est

6.6 Maladies et changements climatiques 165
également un vaccin produit par des levures ou par des cellules généti-
quement modifiées mises en culture. Dans le domaine végétal, le tabac
peut être génétiquement modifié pour produire de l’hémoglobine.
On envisage actuellement l’utilisation de virus bactériophages pour
lutter contre les bactéries qui deviennent résistantes aux antibiotiques,
ou de virus tueurs pour lutter contre les tumeurs cancéreuses.
6.6 MALADIES ET CHANGEMENTS CLIMATIQUES
Le réchauffement climatique va-t-il favoriser les maladies à vecteurs?
La question fait débat. Certains pensent effectivement que les nouvelles
conditions climatiques vont permettre à diverses espèces de vecteurs
ou de parasites d’étendre leurs aires de répartition en latitude et en alti-
tude. De fait, le moustique tigre se répand actuellement dans les pays
méditerranéens. Autant de signes qui semblent conforter cette hypo-
thèse. En matière de santé animale, selon les experts, seules quelques
maladies ont des chances importantes de profiter du changement clima-
tique: fièvre catarrhale ovine, fièvre du West Nile, leishmanioses,
leptospiroses. EnAfrique de l’Ouest, on attribue l’expansion de la borré-
liose à tiques (due à des bactéries du genre Borrélia), à la sécheresse
du Sahel qui sévit depuis les années 1970. Cette maladie émergente qui
est responsable de fièvres récurrentes, était rare avant 1980. Elle est main-
tenant, après le paludisme, la cause la plus fréquente des consultations
dans les dispensaires.
D’autres scientifiques mettent néanmoins en avant le fait que l’expan-
sion des maladies dépend également des systèmes de santé dans les
pays concernés. Le paludisme existait en Europe au cours des siècles
précédent et il a été éradiqué par l’action conjuguée de l’assèchement
des marais et de l’utilisation d’antipaludéens. D’autre part, l’expansion
de certaines maladies résulterait en premier lieu de la mondialisation des
échanges qui favorise les transferts de parasites et de leurs vecteurs, et
non pas du climat. Maladies émergentes et invasions biologiques sont
deux phénomènes connectés. C’est le cas des épidémies dues au virus
West Nile par exemple. Il faut donc, dans ce domaine, éviter de généra-
liser et considérer les problèmes au cas par cas.

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Chapitre 7
Les ressources génétiques
et les biotechnologies
Les ressources génétiques sont un élément fondamental de la diversité
biologique. Elles permettent de maintenir ou de créer des systèmes de
production pour les espèces domestiques, et de modeler les espèces
cultivées selon différents besoins agricoles, industriels ou médicaux.
Les ressources génétiques font partie intégrante de l’arsenal techno-
logique et culturel des hommes. Comme la diversité biologique, elles
ont été partiellement érodées au cours des dernières décennies. En
effet, la Révolution verte des années 1960-1970 a favorisé des variétés
végétales à haut rendement, et a conduit à l’abandon de certaines
variétés locales.
Ressources génétiques, ressources biologiques
La Convention sur la diversité biologique définit les ressources
génétiques comme le matériel génétique d’origine végétale, animale
ou microbienne, contenant des unités fonctionnelles de l’hérédité
et ayant une valeur effective ou potentielle. Pour les animaux il
s’agit des populations sauvages, des races standardisées, des lignées
ou souches sélectionnées. Pour les végétaux, ce sont les variétés
cultivées anciennes ou modernes, les cultivars locaux, les formes
sauvages ou apparentées. Pour les microbes: les souches, les isolats,
les populations et les communautés microbiennes.

168 7 • Les ressources génétiques et les biotechnologies
7.1 LA DOMESTICATION DE LA NATURE:
UNE LONGUE HISTOIRE
Depuis l’émergence de l’espèce Homo sapiens, l’utilisation des ressour-
ces végétales et animales s’est faite au jour le jour et en accommodant
les aléas épidémiques ou climatiques. La maîtrise des outils et du feu a
augmenté l’efficacité de la cueillette, de la chasse et de la culture, et
favorisé les efforts de domestication. L’agriculture et les défrichements
ont été les grandes inventions des peuples néolithiques. De cette
époque datent l’élevage des bovins, des caprins, des ovins, des chiens
comme le choix raisonné des arbres à entretenir et des plantes à cultiver
et à améliorer.
En Europe de l’Ouest, l’Antiquité est une période où les conquêtes
romaines et l’expansion de la religion chrétienne amènent en pays
océanique des plantes et des techniques qui n’y existaient pas: travail
Le concept de ressources biologiques a été promu en 1998 par
l’OCDE. Ce sont les collections d’organismes cultivables (cellules
végétales, microbiennes ou animales), les éléments réplicables de
ces organismes (acides nucléiques, fragments de tissus), les orga-
nismes et tissus non encore réplicables, ainsi que les bases de
données concernant les informations moléculaires, physiologiques
et structurales relatives à ces collections. La bio-informatique
assure le stockage et la valorisation des informations utiles aux
biologistes.
À la fin du XVIe siècle Olivier de Serres, dans son traité d’agri-
culture, prônait pour la France des pratiques de bon père de famille.
Il se souciait d’équilibrer les prélèvements et les exportations. Les
profits tirés de la culture devraient être partagés entre gains immé-
diats et investissements destinés à maintenir le potentiel de
production, la fertilité des sols et la diversité des ressources. L’auteur
mettait en garde contre une exploitation qui extrait du vivant un
profit comme le sel d’une mine et ne se préoccupe pas de fournir
à l’agrosystème les moyens et le temps de se reconstituer. Là,
réside en effet la spécificité remarquable de la vie qui est capable
de se reproduire et de tolérer des prélèvements à condition que
ceux-ci ne mettent pas en péril sa capacité de reconstruction.

7.2 Créer et sélectionner des espèces «utiles» 169
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du sol et contrôle de l’eau, cultures de céréales et de la vigne, élevage
des porcs, parcs pour le petit gibier (lapins), etc. Au Moyen Âge, pour
lutter contre les famines populaires, les moines poussent au défrichement
de la forêt, et les Croisés rapportent d’Orient de nombreuses plantes
inconnues (légumes et arbres fruitiers) et des animaux (les chats) que
nous considérons aujourd’hui comme autochtones. Le milieu naturel
change, les relations entre les hommes et le vivant sont plus complexes,
mais la croissance démographique et économique se poursuit.
Les grands voyages transocéaniques, les grandes explorations et la
colonisation, du XVIe au XIXe siècle, mettent l’Europe occidentale au
centre d’un système de mondialisation. De nouvelles espèces sont
introduites, dont certaines nous sont maintenant familières (maïs, pomme
de terre, tabac, tomate, etc.). Les transferts se font aussi vers les autres
continents. Le cheval revient en Amérique, accompagné par les moutons,
les bœufs, les moineaux, et un cortège de plantes, mais aussi par la variole
et la syphilis. La diversité biologique des grandes plaines américaines
en est bouleversée.
Les deux derniers siècles sont marqués par une emprise grandissante
des hommes sur la diversité biologique. Dans toutes les régions du
globe, les conquêtes coloniales, les cultures de rente et le commerce
international ont transformé la diversité biologique. Des crises écolo-
giques localisées sont apparues: déforestations, cultures industrielles,
introductions d’espèces invasives, etc. Cette évolution rapide a les carac-
téristiques d’une course au trésor, impatiente de profits immédiats et
peu soucieuse du lendemain. Les succès sont accompagnés d’échecs
dont les conséquences peuvent se manifester sur le long terme. Les
extinctions d’espèces, les disparitions d’écosystèmes et de structures
sociales originales en sont les manifestations visibles et prévisibles.
Après avoir fait le tour de la planète les sociétés modernes constatent
maintenant que la diversité biologique n’est pas inépuisable.
7.2 CRÉER ET SÉLECTIONNER
DES ESPÈCES «UTILES»
L’acclimatation, la culture, l’entretien et l’élevage sont possibles grâce
à l’aptitude à la reproduction copie conforme des cellules vivantes, Les
techniques de clonage, micropropagation, bouturage, greffage, etc.,
exploitent ces propriétés et permettent la multiplication en principe
indéfinie (en tout cas suffisamment pour les besoins de l’agriculture et

de l’industrie) de génotypes particulièrement bien choisis par et pour les
utilisateurs.
Ensuite l’amélioration génétique des plantes, des animaux et des
micro-organismes s’appuie sur les processus de mutation pour enrichir
la panoplie des génotypes disponibles. Elle exploite, à l’occasion de
prospections, le stock des mutations apparues spontanément dans
l’espèce et ses proches parents sauvages; elle a parfois recours également
à la mutagenèse expérimentale. Les développements de la génétique
depuis plus de cent ans ont rationalisé les pratiques empiriques des
anciens obtenteurs et hybrideurs en pratiquant des croisements entre
individus aux génotypes bien caractérisés et en analysant les descen-
dances. Il est aussi possible de composer des génotypes recombinés
qui présentent des assortiments inédits de gènes plus intéressants que
leurs parents, et de les multiplier pour le bénéfice de la collectivité.
L’améliorateur utilise les mécanismes biologiques naturels de la repro-
duction sexuée (animaux, champignons, plantes) et des échanges géné-
tiques (bactéries) qui brassent et recombinent les molécules d’ADN;
d’ailleurs génétique mendélienne et génétique quantitative sont établies
sur ces processus. Ce faisant, soit dans les champs, soit dans les labo-
ratoires, des collections de génotypes (donc d’individus) très variés ont été
constituées; elles représentent un enrichissement de la diversité biolo-
gique créé par les hommes. Bien entendu ces spécimens vivent et se
multiplient sous la responsabilité des hommes qui assurent leur entretien
et leur pérennité. Sans l’intervention de l’homme et sans conservation
contrôlée, ces plantes évolueraient en entretenant des échanges avec
les autres variétés et leurs cousins sauvages. Pour éviter les dérives et les
mutations spontanées qui se produiraient à l’occasion de la multiplication
et de l’entretien d’effectifs élevés, les collections de ces spécimens sont
conservées dans un état dormant: graines sèches, pollens et spores
lyophilisés, cryoconservation de sperme, de cellules somatiques et
mycéliums. Le gestionnaire peut en extraire quelques aliquots pour s’assu-
rer de la conformité, aux types catalogués, de génotypes, de souches, de
races locales, de cultivars ou d’écotypes qu’il a créés par expérimentation
génétique et sélection, ou rassemblés à l’occasion de prospections.
7.3 GESTION ET DIVERSITÉ
DES RESSOURCES GÉNÉTIQUES
Le but général de la gestion des ressources génétiques est d’assurer la
conservation, la disponibilité et, si possible, la diversification du matériel

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biologique dans lequel les utilisateurs seront susceptibles de trouver de
nouvelles combinaisons génétiques pour répondre aux nécessités de la
production et aux attentes de la société. Deux modes de gestion coexis-
tent: la gestion ex situ et la gestion in situ.
La gestion ex situ tire parti de l’existence des collections de référence
et des infrastructures de recherche, d’évaluation et d’exploitations
existantes. Les spécimens ramenés des prospections ou issus des labo-
ratoires d’amélioration y sont rassemblés et maintenus en conditions de
conservation, à l’abri de pressions de sélection aléatoires. Le processus
d’enrichissement génétique est entièrement contrôlé par les hommes et
met en œuvre diverses techniques:
• Les cultures de tissus in vitro: la méthode consiste à conserver des
parties minuscules de plantes dans des éprouvettes et à faire pousser
de petits plants dans des tubes contenant un milieu nutritif. Elle
convient au clonage intensif d’une espèce et à son stockage dans des
conditions de croissance ralentie. Malgré ses limites c’est la seule
méthode possible de conservation ex situ pour les plantes qui ne
forment pas de graines ou qui se propagent par rhizome ou bulbe.
Elle est associée parfois à la cryoconservation qui consiste à maintenir
des cultures de tissus à très faible température, par exemple dans l’azote
liquide (– 196°C).
• Les banques de graines, de pollens, de spores. La plupart des espèces
végétales donnent des graines qui sont la partie de la plante la plus
facile à conserver. Pour certaines espèces, dont la majorité des céréales,
les graines peuvent être séchées et maintenues à faible température
(environ – 20°C) sans perdre leur viabilité. Certaines graines peuvent
ainsi survivre pendant une centaine d’années.
La gestion in situ, s’efforce quant à elle de maintenir la diversité
génétique dans des sites où elle a été trouvée lors de prospections, ou
introduite à partir de laboratoires. Elle y subit les contraintes complexes
de l’environnement naturel (écosystèmes, agrosystèmes) et continue à
évoluer. Plusieurs techniques sont utilisées:
• Les banques de gènes au champ: les espèces végétales qui ne donnent
pas facilement de graines, ou dont les graines ne supportent pas la
congélation, sont habituellement conservées sous forme de plantes
sur pied. De nombreuses espèces cultivées qui sont importantes pour
les pays tropicaux se reproduisent par voie végétative (patate douce,
manioc, igname) et sont aussi conservées dans des jardins botaniques,
des arboretums, ou des stations de recherche. C’est également sous
cette forme que l’on conserve le matériel génétique de diverses espèces
telles l’hévéa, le cocotier, le manioc, ainsi que le bananier et le caféier.

• La conservation «à la ferme»: l’objectif est de préserver les nom-
breuses variétés locales de plantes cultivées ou d’animaux domestiques
qui ont été patiemment sélectionnées par les agriculteurs sur des
critères d’adaptation aux conditions locales ou d’usages spécifiques.
Dans de nombreux pays les agriculteurs pratiquent à la ferme la
conservation de la diversité génétique en entretenant des races tradi-
tionnelles.
• La conservation in situ des ressources génétiques des plantes sauvages
apparentées aux plantes cultivées. Elle nécessite une approche spéci-
fique car la plupart des aires protégées ont été établies pour entretenir
un paysage renommé, ou pour sauver un mammifère ou un oiseau rare,
mais rarement pour conserver une plante sauvage. En outre, beau-
coup de ces variétés sauvages ne sont présentes que dans des zones
assez limitées. Il en résulte que les zones naturelles protégées déjà
existantes ne sont pas toutes aptes à la constitution de réserves géné-
tiques de plantes sauvages apparentées et que des réserves spécialisées
sont souvent nécessaires. Il semble logique d’accorder la priorité
aux espèces qui ne peuvent être conservées facilement ex situ telles
l’hévéa en Amazonie, le cacao et l’arachide en Amérique latine, le
caféier en Afrique, les agrumes en Asie, etc.
Les deux modes de gestion sont clairement complémentaires pour
optimiser l’enrichissement des ressources concernées. Les collections
ainsi rassemblées ne présentent pas un échantillonnage équilibré de la
diversité génétique végétale globale, puisque 60% des accessions
proviennent de moins de 1% des espèces vivantes. De plus l’exploration
des réserves potentielles est loin d’être assurée: les botanistes estiment
que nous ne consommons que 3 000 espèces alors que 20 000 seraient
comestibles!
La gestion des ressources génétiques animales se présente différem-
ment. Seule une quarantaine d’espèces est concernée et beaucoup ne
font pas l’objet de collections formellement organisées. Collections,
banques de sperme et élevages contrôlés sont cependant indispensables
pour entretenir la diversité des races domestiques. Les saumons ou les
abeilles sont traités selon les mêmes démarches que les plantes. Un
immense effort de cryoconservation est réalisé par les banques de
sperme dans le cadre de programmes d’inséminations artificielles. Le
maintien des races locales à faible effectif demande pour les ovins, les
caprins, les volailles, etc., des plans d’élevage adaptés et des troupeaux
spécialisés. La charge financière en est partagée entre les institutions
publiques, les associations de professionnels et de nombreux amateurs.

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Figure
7.1
Aires
d’origine
des
principales
plantes
cultivées.
Ce
sont
des
centres
de
diversité
génétique
car
elles
recèlent
encore
de
nombreuses
espèces
sauvages,
cousines
des
espèces
cultivées.
Équateur
cacao
caoutchouc
coton,
pomme
de
terre
arachide
tabac
coton
maïs
haricot
tomate
tournesol
asperge
avoine
blé
choux
olives
café
orge
sorgho
raisin
blé
orge
avoine
seigle
betterave
lentilles
pommes
pois
chiches
pêche
soja
riz
thé
banane
canne
à
sucre
noix
de
coco
igname
aubergine
citron
riz
patate
douce

Les collections de champignons et de micro-organismes ont un double
rôle: servir à la fois de référence en systématique et de source de
matériel pour les utilisateurs. La Fédération mondiale des collections
de cultures a recensé quelque 800 000 souches entretenues par près de
500 collections. Celles-ci font autorité en matière de nomenclature.
Champignons et levures représentent 44%, les bactéries 43%, les virus
2%, les 11% restants comportent des algues, des protozoaires, des
protistes, des plasmides. Comme les autres collections, elles ne présentent
qu’une image biaisée de la diversité biologique parce que probablement
plus des deux tiers des micro-organismes que les microbiologistes
savent observer ne sont pas cultivables en conditions artificielles de
laboratoire. Par conséquent ils n’entrent pas dans les collections vivantes
(on les trouve cependant dans les banques d’ADN et de séquences).
Les bactéries représentent un gisement très important de ressources
génétiques, encore peu exploré. Leur nombre a été estimé dans la bio-
sphère entre 4 et 6 ¥ 1030, soit une biomasse équivalente à celle des
végétaux. L’utilisation des ressources génétiques microbiennes présente
une importance réelle ou potentielle dans des domaines aussi variés que
l’industrie pharmaceutique et la santé humaine ou animale, la qualité
Les animaux domestiques
Actuellement, la planète compte 2,3 milliards de bœufs et de cochons
d’élevage, et 17 milliards de poulets. La sélection naturelle et par
l’homme a donné des milliers de races génétiquement différentes
d’animaux d’élevage, adaptées à une grande variété de milieux
naturels. Comme pour l’agriculture, l’intensification de l’élevage
a entraîné au cours des dernières décennies une homogénéisation
des productions et une diminution du nombre de races animales
exploitées.
D’après la FAO, environ 20% des races animales sont menacées
d’extinction, et une race disparaît chaque mois. Sur plus de
7 600 races d’animaux d’élevage figurant dans la base mondiale
de données de la FAO, 190 ont disparu au cours des 15 dernières
années et 1500 autres sont en péril. Or, le maintien de cette diver-
sité permettrait peut-être de sélectionner, selon les circonstances,
des animaux capables de résister à diverses maladies, de s’adapter
aux changements climatiques ou de répondre aux demandes des
consommateurs.

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de l’environnement, l’agroalimentaire, les biotechnologies (épuration,
biodégradation, etc.).
On sait que dans le monde bactérien, les transferts de matériel géné-
tique entre individus sont fréquents. Les ressources génétiques micro-
biennes (les unités fonctionnelles de l’hérédité) sont donc de plus en
plus considérées comme des ressources déconnectées des organismes
dans lesquelles elles s’expriment. Ainsi, le matériel génétique est le
plus souvent conservé hors de l’organisme porteur, dans des banques
de plasmides, ou de souches transformées, (E. coli le plus souvent).
En conclusion, les collections de ressources génétiques sont peut-être
loin de leurs objectifs théoriques. Elles sont coûteuses et difficiles à
entretenir. Leur simple maintien est menacé en cas de crise économique.
En dépit de tous ces défauts, elles ont apporté la preuve de leur intérêt
scientifique économique et social. Une véritable lutte est engagée entre
les États, les communautés, les entreprises (nationales et multinationales)
et les individus pour s’assurer la propriété de ces ressources génétiques
actuelles et futures. Les enjeux ont dépassé le niveau de la biologie. Ils
sont si forts que la mise en œuvre de la Convention sur la diversité
biologique passe surtout par des négociations sur les statuts, les droits
Les centres de ressources biologiques (CRB)
Les centres de ressources biologiques (CRB) sont un élément essen-
tiel sur lequel s’appuient les biotechnologies. Ils sont composés
de prestataires de services et de centres de conservation de cellules
vivantes, de génomes de divers organismes et d’informations sur
l’hérédité et les fonctions des systèmes biologiques. Les CRB détien-
nent des collections d’organismes cultivables (micro-organismes,
cellules végétales, animales et humaines par exemple), des parties
réplicables de ces organismes (par exemple, génomes, plasmides,
virus, ADNc), des organismes viables mais pas encore cultivables,
des cellules et des tissus ainsi que des bases de données contenant
des informations moléculaires, physiologiques et structurelles sur
ces collections, et la bio-informatique qui leur est associée.
Les CRB ont pour fonctions la conservation et la fourniture de
ressources biologiques pour la recherche et le développement scien-
tifique, la conservation pour la protection de la biodiversité, la
conservation de ressources biologiques à des fins de protection de la
propriété intellectuelle et industrielle, l’information du public, etc.

et les redevances. Les régulations mondiales futures du commerce et de
la propriété intellectuelle porteront sans aucun doute sur les ressources
génétiques.
7.4 LA RÉVOLUTION BIOTECHNOLOGIQUE
ET LES OGM
On désigne sous le terme biotechnologie, toute application technologique
qui utilise des systèmes biologiques, des organismes vivants, ou des
dérivés de ceux-ci, pour réaliser ou modifier des produits ou des procédés
à usage spécifique.
La biotechnologie, comme procédé de modification du vivant, est
une technique ancienne. L’homme a créé des races d’animaux et des
variétés de plantes en recourant à des méthodes de croisement, d’hybri-
dation et de sélection. Les biotechnologies sont également utilisées
depuis longtemps dans les fermentations et l’industrie alimentaire, qu’il
s’agisse des arômes, des colorants ou des additifs. Mais avec le dévelop-
pement des connaissances en biologie moléculaire, on dispose de
nouveaux outils susceptibles d’être utilisés pour modifier le monde
vivant.
7.4.1 La transgénèse
La transgénèse consiste à faire exprimer une partie du patrimoine
génétique d’un organisme (qualifié d’organisme donneur) par un orga-
nisme d’une espèce différente (organisme hôte). Ces nombreuses appli-
cations potentielles de ce genre de technique sont liées par exemple à
Au même titre que le génie civil se rapporte aux techniques mises
en œuvre par les ingénieurs pour construire des routes et des ponts,
le génie génétique regroupe l’ensemble des outils et méthodes
employés pour conférer de nouvelles propriétés aux cellules vivantes
en modifiant leur matériel génétique. Ces modifications s’effectuent
par des combinaisons entre différentes molécules d’ADN, ce qui a
valu au génie génétique l’appellation de «technologies de l’ADN
recombinant». Le génie génétique tire profit des avancées techno-
logiques dans de nombreux domaines scientifiques, de la biologie
cellulaire, de la biochimie, de la génétique, etc. Il constitue un
élément à part entière du secteur des biotechnologies.

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l’introduction de caractères nouveaux dans un organisme qui n’aurait
pu les acquérir autrement. Ainsi, en principe une plante peut intégrer
un gène de poisson, de bactérie ou d’être humain. Mais la transgénèse
ne génère pas d’hybrides contre nature qui ne seraient pas viables. Les
échanges sont limités à quelques éléments génétiques qui vont entraîner
des modifications de quelques propriétés particulières de l’hôte. L’opéra-
tion en soi n’a rien de très original dans la mesure où la Nature y
procède elle-même par des échanges et des associations génétiques
spontanés: ainsi se sont constitués après hybridation des polyploïdes
végétaux naturels, ainsi se transmettent des caractères de virulence
entre espèces bactériennes, ainsi des virus passent d’un animal à un
autre ou à l’homme.
La notion fondamentale qui sous-tend le développement des travaux
du génie génétique est bien l’unité du vivant. C’est l’universalité du
support de l’information génétique, de l’organisation linéaire du génome
La génomique et la biologie intégrative
L’objet de l’analyse des génomes ou «génomique» est de dresser
l’inventaire des gènes d’un organisme pour étudier leur fonction.
Cette discipline est née à la fin des années 1980. La génomique
structurale décrit l’organisation du génome, réalise son séquen-
çage et dresse l’inventaire des gènes. L’analyse des génomes de
deux organismes végétaux modèles, le riz (50000 gènes) et l’arabette
des dames (Arabidopsis, environ 25 000 gènes) est achevée. Le
décryptage de l’information génétique humaine vient d’être réalisé
(environ 25 000 gènes), après celui de la levure de boulangerie
(Saccharomyces cerevisiae, 5800 gènes) en 1996, d’un ver nématode
(Caenorhabditis elegans, 19 000 gènes) en 1998 et de la mouche
du vinaigre (Drosophila melanogaste, 13 600 gènes) en 2000. La
génomique fonctionnelle étudie les fonctions des gènes, leurs
modes de régulations, leurs interactions. La génomique embrasse
ainsi l’ensemble du génome, la globalité du système biologique.
Dans son sillage se profile une nouvelle période où l’étude globale
du génome devient partie intégrante de la biologie: c’est l’émer-
gence de la biologie intégrative, capable d’appréhender les phéno-
mènes biologiques depuis la molécule jusqu’à l’organisme en
situation réelle dans son environnement.

et du code génétique qui a permis la transgénèse. Certains gènes,
certaines séquences d’ADN, sont pratiquement identiques pour les
bactéries, les plantes et les animaux, y compris l’homme. D’autres sont
propres à certains taxa, voire à d’autres espèces.
Une fois intégrés dans le génome de l’organisme, les transgènes sont
transmis à la descendance au même titre que tous les autres gènes.
Pour les espèces d’intérêt commercial, telles que les espèces de grande
culture, on peut ainsi introduire des gènes qui autorisent la résistance
aux maladies, aux ravageurs, aux herbicides, ou qui favorisent la produc-
tion de nouvelles protéines. Ce sont ces nouveaux caractères qui déter-
minent l’avantage agronomique ou industriel, ainsi que le risque
éventuel pour la diversité biologique naturelle.
7.4.2 Les applications dans le domaine agricole
En agriculture, la forme de manipulation génétique traditionnelle était la
sélection. Elle a permis de créer de nombreuses races et variétés, ainsi
La bio-informatique
L’ADN est décrit par les lettres A, C, T et G qui représentent les
bases des nucléotides constituant le code génétique. Les informa-
tions génétiques concernant les organismes vivants sont stockées
dans de gigantesques bases de données dont le volume croît de
manière exponentielle avec l’accumulation d’informations prove-
nant du séquençage des génomes. Que faire de cette énorme
masse de données? L’intérêt de la génomique réside en effet dans
l’utilisation qui pourra en être faite. La bio-informatique est une
nouvelle discipline issue de la biologie et de l’informatique qui a
pour objectif de rechercher dans l’accumulation de données brutes
les informations utiles aux biologistes pour comparer, par exemple,
les similitudes et homologies entre séquences d’ADN provenant
d’organismes variés. Une application réside dans la recherche de
principes actifs pouvant entrer dans la constitution de nouveaux
médicaments. Une autre est d’envisager la mise au point de modèles
qui vont permettre de prédire les fonctions des protéines associées
aux gènes. De manière prospective, les spécialistes imaginent la
modélisation bio-informatique de toutes les réactions biochimiques
qui s’enchaînent jusqu’à l’apparition de la vie. Mais nous en sommes
encore à la phase exploratoire…

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que des hybrides entre différentes espèces. De nos jours, ces méthodes
simples mais qui demandent du temps, sont supplantées par les moyens
issus de la biologie moléculaire. On peut extraire un seul gène d’une
cellule animale ou végétale et l’introduire dans un individu de même
espèce ou d’espèce différente pour que celui-ci acquière l’information
souhaitée. Ces produits vivants de la biotechnologie moderne sont
qualifiés d’OGM (organismes génétiquement modifiés) ou d’OVM
(organismes vivants modifiés).
Les transferts de gènes sont réalisables en particulier pour les plantes
cultivées majeures. Il vise à conférer, à certaines variétés, des propriétés
particulièrement intéressantes: résistance à des herbicides ou des
parasites, production de molécules utiles (vitamines, protéines), maturité
contrôlable, etc. En Amérique du Nord et du Sud, en Chine, cela
concerne des productions de masse comme le maïs, le soja, le colza ou
le coton.
Depuis 1983, date de la production du premier tabac résistant à un
antibiotique, le nombre des espèces qui ont fait l’objet d’un transfert
de gènes a fortement augmenté. En Europe, les premiers essais trans-
géniques datent de 1987. C’est en 1994 que le premier fruit génétique-
ment modifié, une tomate à maturation retardée, a été commercialisé
aux États-Unis suivi par des courgettes et des melons rendus résistants
à des virus. Des recherches sont également en cours pour améliorer la
résistance des plantes à la sécheresse ou à la salinité des sols. Il est
possible de produire des plantes transgéniques qui sécrètent une
substance toxique contre les insectes ravageurs, ce qui introduit une
protection permanente et évite l’utilisation d’insecticides. Mais il existe
un risque que ces propriétés se transmettent aux espèces apparentées et
la biotechnologie pose des problèmes à la société.
En Europe, le nombre d’OGM autorisés est très réduit. En France ne
sont autorisés à la culture que du tabac et du maïs tolérants à un herbi-
cide ainsi que des variétés de maïs producteurs d’une protéine insecticide
issue du Bacillus thuringiensis qui les rend résistant à la pyrale. Ces
autorisations sont assorties de mesures de suivi (biovigilance, voir
encadré) de l’utilisation des semences.
7.4.3 Comment prévenir les risques liés aux OGM?
La mise sur le marché des organismes génétiquement modifiés (OGM)
fait l’objet d’âpres débats entre les industriels des biotechnologies
encouragés par les bénéfices potentiels de leurs innovations génétiques,
les agriculteurs dont l’avenir est en jeu, et l’opinion publique qui a été

échaudée par les atteintes récentes à la sécurité alimentaire. Or, la
régulation des risques potentiels posés par les OGM s’inscrit dans un
contexte d’incertitude. Personne ne sait a priori si ces OGM auront un
impact sur la santé humaine ou sur les espèces sauvages, et les scienti-
fiques sont partagés sur les conséquences prévisibles. En fait, la dispa-
rition, la persistance ou la multiplication des OGM sont réglées comme
celles de tous les autres êtres vivants par les trois processus de mutation,
sélection et dérive génétique. Et c’est cela qui pose problème: potentiel-
lement, certains de ces organismes sont susceptibles de prendre une
place dans la biosphère qui n’est pas nécessairement celle que les
hommes leur réservent dans leurs prévisions. L’avenir instruira à cette
occasion les chercheurs sur les processus fondamentaux de l’évolution
de la biodiversité. Mais en l’absence de certitudes scientifiques quant
aux futurs possibles, la société poussée par les nécessités économiques
qu’elle se donne, devra traiter la relation entre les organismes généti-
quement modifiés et la biodiversité en termes de risques et de précaution.
L’innocuité des OGM reste à prouver et des avis contradictoires
s’expriment. Les interrogations des citoyens sur les risques potentiels
des OGM ne trouvent pas vraiment de réponse dans le cadre institu-
tionnel: pour refuser une innovation technologique, il faut prouver qu’elle
est dangereuse; encore faut-il que les recherches soient suffisantes.
Actuellement la régulation des risques potentiels posés par les OGM
s’est engagée dans deux directions: la politique de l’étiquetage et le
protocole de biosécurité. L’objectif central du protocole biosécurité
adopté en janvier 2000 à Montréal est de protéger la diversité biolo-
gique des risques potentiels posés par les organismes vivants modifiés
(OVM). Il définit les conditions d’échanges transfrontaliers des entités
Chez les plantes à fleurs, la dissémination du transgène à une autre
espèce pourrait passer par la reproduction sexuée, c’est-à-dire par
l’hybridation entre la plante cultivée et des espèces sauvages appa-
rentées et adventices. Si ces dernières devaient acquérir la résis-
tance à un herbicide, il n’y aurait aucun intérêt à produire des
espèces génétiquement modifiées résistantes aux herbicides. Cette
hypothèse est prise au sérieux dans le cas du colza qui peut
s’hybrider avec des espèces sauvages proches (navette, ravenelle),
ainsi que pour la betterave. Par contre le risque paraît nul pour le
maïs ou le soja qui, en Europe occidentale, ne peuvent s’hybrider
avec aucune autre espèce.

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biologiques capables de transférer ou de répliquer du matériel génétique
tels que les semences, les plantes et les animaux transgéniques qui
possèdent une combinaison génétique inédite obtenue par recours à la
biotechnologie.
Le protocole fait également la distinction entre les OVM destinés à
être introduits dans l’environnement, et les OVM destinés à l’alimentation
ou à être transformés en produits alimentaires. Pour les premiers, le
protocole établit une procédure d’accord préalable pour chaque impor-
tation d’OGM, ce qui suppose que les pays disposent de l’information
La biovigilance
La dissémination d’OGM dans l’environnement peut perturber
l’équilibre écologique. La nature et l’importance des risques
dépendent des caractéristiques biologiques des OGM et de leurs
environnements. Ils doivent être examinés au cas par cas. Le prin-
cipe de biovigilance a été rendu obligatoire par la loi d’orientation
agricole adoptée en 1999. Le champ d’application inclut les végé-
taux, les semences, les insecticides, les matières fertilisantes et les
supports de cultures composés en tout ou partie d’OGM disséminés
dans l’environnement ou mis sur le marché.
La biovigilance consiste à rechercher et à suivre l’apparition
éventuelle d’effets non intentionnels des nouvelles variétés d’OGM
sur les écosystèmes par la mise en place d’une surveillance à grande
échelle de l’impact des OGM sur l’environnement. Il s’agit en
particulier d’observer les effets sur les populations de ravageurs,
sur la flore et la faune sauvage, sur les milieux aquatiques ainsi
que sur les populations microbiennes y compris les virus. Ainsi
des recherches ont pu montrer qu’il n’y avait aucune différence
significative de l’entomofaune (coccinelles, chrysopes, syrphes, etc.)
entre les parcelles non transgéniques et les parcelles transgéniques
de maïs OGM tolérant à la pyrale.
Un comité de biovigilance est chargé de donner un avis sur les
protocoles de suivi de l’apparition éventuelle d’événements indé-
sirables et d’alerter le ministre chargé de l’agriculture et le ministre
chargé de l’environnement lorsque de tels événements sont mis en
évidence. Ce comité est placé sous la présidence conjointe du
ministre chargé de l’agriculture et du ministre chargé de l’environ-
nement. Son utilité et son efficacité restent néanmoins à prouver.

nécessaire pour décider en connaissance de cause, et qu’ils puissent
refuser l’importation du fait de l’incertitude scientifique. Pour les
seconds, tels que les huiles et les produits issus des OVM (sauce tomate,
œufs produits par des poules nourries au maïs transgénique), que le
grand public considère à tort comme des OGM, les règles alimentaires
et sanitaires nationales et internationales (Codex alimentarius) s’appli-
quent. La mise sur le marché doit faire l’objet d’une notification auprès
du centre d’échange pour la prévention des risques biotechnologiques.
Ainsi les produits mis sur le marché dans l’Union européenne et conte-
nant plus de 1% d’OGM doivent faire l’objet d’un étiquetage indiquant
leur composition. Les risques liés à l’ingestion d’OGM ou de produits
dérivés d’OGM sont la présence d’une substance indésirable dans
l’aliment (toxique ou allergène) et/ou au transfert éventuel du transgène
à la microflore du tube digestif.
7.5 DROITS DE PROPRIÉTÉ
SUR LES RESSOURCES GÉNÉTIQUES
Les années 1980 ont été marquées par le développement des biotechno-
logies, et celui des droits de propriété intellectuelle sur le vivant. Les
gènes deviennent l’objet de convoitise dans la mesure où le recours
aux brevets, pour protéger les connaissances sur le vivant, laisse entre-
voir une source potentielle (et importante) de profits. La biodiversité
est alors perçue comme un gisement de molécules pour les biotechno-
logies. En l’espace de 50 ans, la matière vivante est passée d’un statut
d’objet naturel dont on pouvait découvrir les composantes mais non se
les approprier, à celui d’une invention issue de l’activité humaine
pouvant être protégée comme toute autre création humaine originale.
Grâce au génie génétique, les gènes sont devenus matières premières
pour l’industrie et objets de spéculations. La question de l’appropriation
des ressources biologiques se pose et deux positions s’affrontent: l’accès
libre aux ressources pour le bénéfice de tous (c’est la notion révisée de
patrimoine commun de l’humanité) et le système de brevet, issu du
monde industriel, et destiné à protéger les produits du génie génétique.
Dans la mesure où une grande partie de la biodiversité réside dans les
régions tropicales, les pays du Sud ont exigé de profiter des retombées
économiques de leurs ressources génétiques, utilisées comme matière
première par les industries biotechnologiques des pays du Nord. La
biodiversité apparaît alors comme l’«or vert» qui va permettre tout
à la fois de financer le développement économique, et les plans de

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conservation de la biodiversité. L’article 1 de la Convention sur la
diversité biologique mentionne d’ailleurs explicitement «le partage juste
et équitable des avantages découlant de l’exploitation des ressources
génétiques, notamment grâce à un accès satisfaisant aux ressources
génétiques et à un transfert approprié des techniques pertinentes compte
tenu de tous les droits sur ces ressources et aux techniques, et grâce à
un financement adéquat». La convention sur la diversité biologique peut
alors se lire comme un cadre juridique fixant les modalités d’exploita-
tion des ressources biologiques. De fait, en ratifiant la Convention, les
États étaient beaucoup plus préoccupés du partage des redevances issues
de l’exploitation des ressources génétiques que de la conservation des
espèces et des écosystèmes. Nous sommes loin de la notion de patrimoine
commun de l’humanité…
Actuellement, la question des droits de propriété intellectuelle sur le
vivant est devenue le point central des négociations dans le domaine de
l’agroalimentaire où la question a été soulevée depuis longtemps. Deux
positions s’affrontent: l’accès libre aux ressources pour le bénéfice de
tous (c’est la notion révisée de patrimoine commun de l’humanité) ou
l’accès rémunéré à ces ressources. En effet, dans tous les domaines de
la création humaine, le principe de la protection de la création intellec-
tuelle est indissociable de la création elle-même. C’est à la fois la
reconnaissance de l’apport du créateur et le moyen, pour lui, de pour-
suivre son activité, notamment par le financement de ses recherches. Ce
même principe s’applique dans le domaine des semences où les variétés
végétales sont protégées. Au niveau mondial, il existe deux grands
dispositifs en matière de propriété intellectuelle sur la création végétale:
• Le Certificat d’obtention végétale (COV), système spécifique aux
variétés végétales, a été créé en 1961 lors de la signature de la Conven-
tion de L’Union pour la protection des obtentions végétales (UPOV)
à l’initiative notamment des principaux pays européens et a été modifié
pour la dernière fois en 1991.
• Le Brevet, directement issu de la logique industrielle. Il est applicable
aux variétés végétales, principalement aux États-Unis. À l’achat des
semences, l’agriculteur signe un contrat avec l’obtenteur qui lui inter-
dit de les réutiliser l’année suivante. Pour utiliser une variété à des fins
de recherche, il faut aussi l’autorisation de l’obtenteur et le paiement
d’une licence.
7.5.1 L’engagement international de la FAO
L’engagement international sur les ressources phytogénétiques de la FAO
(1983), tient pour acquis que les ressources génétiques sont un patrimoine

commun de l’humanité et qu’elles devraient en conséquence être acces-
sibles à tous sans aucune restriction. La notion de patrimoine commun
s’oppose ici aussi à celle de propriété privée et aux revendications de
souveraineté nationale telles qu’elles apparaissent dans la Convention.
Le traité international sur les ressources génétiques de la FAO, adopté
en 2001 et entré en application en 2004, est le premier accord multilatéral
qui propose une solution à la délicate question de la gestion des échanges
de ressources génétiques et des avantages qui résultent de leur utilisation.
Dans le cadre de ce traité, les pays conviennent d’établir un système
multilatéral pour favoriser l’accès aux ressources phytogénétiques et
partager les avantages de façon juste et équitable. Le système multi-
latéral s’applique à plus de 64 espèces cultivées et plantes fourragères
importantes. L’organe directeur du Traité, composé des pays qui ont
ratifié celui-ci, fixe les conditions d’accès et de partage des avantages
dans le cadre d’un «Accord de transfert de matériel».
La FAO défend également le principe des droits des paysans définis
comme une compensation financière et/ou des transferts de technologie
pour leur contribution passée, présente, ou future à la conservation
et à la valorisation des ressources phytogénétiques. Le Traité reconnaît
l’importante contribution des agriculteurs à la conservation et à la mise
en valeur des ressources phytogénétiques. Il incite les gouvernements
à protéger et promouvoir les droits des paysans en leur accordant la
possibilité de participer aux prises de décision nationales et en leur
octroyant une part équitable des avantages dérivant des ressources
génétiques des plantes.
Les centres internationaux de recherche agricole (CIRA) qui repré-
sentent la plus importante banque de gènes pour l’agriculture (600000
échantillons), regroupés au sein du Groupe consultatif pour la recherche
agricole internationale (GCRAI), sont placés sous la juridiction du traité.
7.5.2 La Convention sur la diversité biologique
La Convention consacre le principe de souveraineté des États sur leurs
ressources génétiques. Le concept de patrimoine universel disparaît au
profit de patrimoine national car les États sont libres de donner ou de
vendre leurs ressources génétiques. L’accès à ces ressources nécessite
un accord sur le partage juste et équitable des bénéfices économiques
et du savoir technologique nécessaire à cette exploitation, ce qui suppose
des mécanismes de transfert entre les parties. Un exemple d’application
de ces principes fut l’accord bilatéral passé en 1991 entre le gouverne-
ment du Costa Rica et la société américaine Merck. Pour deux millions

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de dollars, cette dernière a acquis le droit de prospecter pendant deux
ans les ressources naturelles et de collecter les organismes vivants, contre
un accès aux biotechnologies et à leurs bénéfices. À noter que la CDB
n’est pas rétroactive, ce qui pose problème aux Centres de recherches
internationaux gérés par la FAO qui disposent de dizaines de milliers
de variétés améliorées et d’espèces sauvages dont l’accès est encore
libre de droits.
La protection des savoirs traditionnels est spécifiée dans la convention.
Il s’agit de préserver et maintenir «les connaissances, innovations et
pratiques des communautés autochtones et locales». Les notions de
droit sur les ressources traditionnelles et de droits intellectuels commu-
nautaires, constituent les formes juridiques aptes à protéger les ressources
locales de la privatisation industrielle par les biotechnologies.
7.5.3 Les catalogues
Le décret de 1981 stipule que «le ministre de l’Agriculture tient un
catalogue comportant la liste limitative des variétés ou types variétaux
dont les semences et plants peuvent être “mis sur le marché” sur le
territoire national. L’inscription sur le catalogue est subordonnée à la
triple condition que la variété soit distincte, stable et suffisamment
homogène.». Pour être commercialisées, les semences des espèces
agricoles et potagères doivent être inscrites soit au catalogue officiel des
espèces et variétés national, soit au catalogue communautaire (qui est
la somme des catalogues des différents pays de l’Union européenne).
La législation vise à apporter des garanties à l’utilisateur, et à encadrer
la production de semences.
Selon ses détracteurs, la législation existante a entraîné un appauvris-
sement des ressources génétiques en sélectionnant essentiellement des
semences adaptées aux pratiques de l’agriculture industrielle. Sont en
cause les critères retenus d’homogénéité, de stabilité ainsi que les perfor-
mances agronomiques requises pour l’enregistrement des nouvelles varié-
tés. Ces spécifications techniques ne correspondraient pas aux besoins
d’une agriculture moins intensive, telle que l’agriculture biologique.
En 1997, la France a créé un catalogue annexe de «variétés anciennes
pour jardiniers amateurs». Il est réservé aux seules espèces potagères
et permet d’inscrire des variétés avec des critères plus souples. Il a été
créé sous la pression de plusieurs petits semenciers qui commençaient
à alerter l’opinion publique sur le fait qu’il est illégal de commercialiser
les «variétés de nos grands-mères».

On peut cultiver en théorie des variétés non inscrites au catalogue.
Ce qui est interdit c’est le commerce ou l’échange à titre onéreux ou
gratuit de semences issues de variétés non inscrites au catalogue. Si
l’agriculteur produit lui-même toutes ses semences, il a le droit de
cultiver des variétés non inscrites, et de commercialiser les produits qui
en sont issus (légumes, pain, farine).
7.5.4 Le Certificat d’obtention végétale (COV)
À partir des espèces, sauvages ou cultivées, et depuis une centaine
d’années, des opérateurs publics ou privés ont développé par sélection
et croisement des variétés «modernes» dont il est apparu légitime de
protéger la diffusion par un système approprié. En France et dans une
grande partie du monde, les variétés végétales en tant que telles sont
exclues de la brevetabilité et protégées par le régime spécial des obten-
tions végétales (système UPOV, Union pour la protection des obtentions
végétales fondée en 1961). Cette convention définit un droit de propriété
intellectuelle, le Certificat d’obtention végétale (COV), qui assure à
l’inventeur d’une nouvelle variété une juste rémunération de ses efforts
via l’exclusivité de la commercialisation de sa variété pour une période
de 25 pour les céréales à 30 ans pour les espèces pérennes. Cependant
Maintenir la diversité des variétés végétales:
pour qui? pourquoi?
Entre les variétés végétales existant sur les exploitations agricoles,
et celles officiellement répertoriées, il existe un rapport estimé
empiriquement, de 100 à 1. Ce sont pourtant les fruits d’un savoir-
faire qui restent ainsi ignorés des catalogues officiels. Pour les
pommes, par exemple, on estime qu’il existe 5 000 variétés diffé-
rentes sur le territoire français alors que le catalogue national des
arbres fruitiers n’en répertorie que 385! Qui plus est, seule une
dizaine de variétés représente plus de 80% de la production. Les
exigences de la commercialisation ont entraîné le rejet de nombreu-
ses variétés aux profits des plus productives ou des plus faciles à
conserver. Pour conserver ce patrimoine, les banques de gènes ne
suffisent pas. Il faut aussi qu’au niveau des terroirs il soit possible
de valoriser ces variétés sous forme de produits locaux, ainsi que de
maintenir les pratiques et métiers agricoles qui leur correspondent.
Des orientations qui restent encore marginales…

7.6 Brevets sur le vivant: un débat ouvert 187
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le COV n’est pas un brevet, car ce qui est protégé est le fait d’avoir
obtenu une variété inédite qui a de nouveaux caractères par rapport
aux variétés existantes. Ce système de protection intellectuelle permet
d’utiliser librement le produit protégé dans de nouveaux schémas de
sélection. La protection concerne en fait la combinaison spécifique des
gènes constituant la variété, c’est-à-dire le talent et le travail d’assembleur
de gènes du sélectionneur, mais non pas les gènes eux-mêmes.
Le projet de loi sur les COV en discussion au Parlement en 2008 est
une traduction dans le droit français de la convention UPOV signée en
1991. Elle prévoit que tout agriculteur qui conserve une partie de sa
récolte pour la ressemer devra payer une redevance qui ira majoritaire-
ment aux obtenteurs. Elle couvre les variétés essentiellement dérivées:
si une entreprise ajoute un gène, même breveté à une variété sous COV,
la variété appartient toujours au propriétaire du COV initial. Elle
permet l’usage, à des fins de créations nouvelles, de la variabilité géné-
tique représentée par les variétés protégées et légalement accessibles.
Cet «impôt sur les semis» suscite des polémiques car il supprime le
privilège du fermier de pouvoir garder une partie de sa récolte pour la
ressemer. Il lui faudra maintenant payer des royalties. En outre le
système interdit la concurrence des semences de ferme: les variétés
anciennes et traditionnelles ne peuvent pas être inscrites au catalogue,
car elles ne sont ni homogènes ni stables.
7.6 BREVETS SUR LE VIVANT:
UN DÉBAT OUVERT
Les progrès rapides du génie génétique ont encouragé le secteur des
biotechnologies à prendre des brevets sur les organismes vivants,
communément appelés «brevets sur le vivant». La protection par les
brevets est un moyen de protéger et de faire reconnaître comme propriété
intellectuelle du découvreur, des variétés ou des produits mis au point
le plus souvent après d’importants investissements. Le brevet accorde à
l’inventeur le droit exclusif d’exploiter commercialement son invention
durant environ 20 ans. En échange, il accepte de divulguer au public
les détails de son invention, sans crainte de pillage.
Le terme biopiratage est utilisé soit en référence à l’usage non autorisé
du savoir traditionnel ou des ressources biologiques des pays en voie de
développement, soit à la prise de brevet sous de «pseudo-inventions»
dérivées de ce savoir sans aucune compensation.

L’évolution récente du droit des brevets dans les pays développés a
rendu possible de breveter des gènes et des organismes vivants. C’est
une véritable révolution car jusque dans les années 1970, il était admis
que les organismes, assimilés à des produits de la Nature, n’étaient pas
brevetables. Néanmoins, les États-Unis dans le «Plant Patent Act»
avaient été les premiers dès 1930 à protéger par des brevets les plantes
reproduites par voie végétative. En 1980, la Cour suprême des États-Unis
affirme que la distinction entre l’animé et l’inanimé n’est pas opératoire
en droit des brevets, mais que la distinction peut être faite entre les
produits de la Nature et les inventions de l’homme. Elle déclare breve-
table une bactérie transgénique «mangeuse» d’hydrocarbures. Cette
décision est à l’origine de la reconnaissance explicite de la brevetabilité
des organismes vivants. En 1985, les États-Unis acceptent la brevetabilité
d’une variété de maïs, puis d’une huître en 1987, et d’une souris possédant
un gène humain la prédisposant au cancer en 1988. En 1988 également,
l’Office européen des brevets accepte la brevetabilité des végétaux, puis
en 1992, la brevetabilité d’une souris transgénique ayant acquis divers
oncogènes. Après de nombreux débats et le rejet d’un premier projet
de directive en 1995, l’Union européenne a également adopté en 1998
une directive sur la brevetabilité des «inventions biotechnologiques».
On admet ainsi que tout être vivant, à l’exception de l’homme, est
brevetable pour peu qu’il soit le produit d’interventions qui satisfassent
les conditions de brevetabilité: nouveauté, activité inventive, applica-
bilité industrielle.

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Chapitre 8
La Nature « utile » :
valeurs et usages
La diversité biologique joue un rôle important dans notre économie du
fait de ses nombreuses utilisations dans l’agroalimentaire, l’industrie,
la pharmacologie, les loisirs, sans oublier toutes les activités tradition-
nelles de cueillette, de chasse et de pêche. Mais paradoxalement, alors
que la biodiversité constitue une des plus grandes richesses de la planète,
nous revendiquons le plus souvent un accès gratuit aux ressources
biologiques. Or, ce qui n’a pas de prix est sans valeur, selon les écono-
mistes. Certains ont alors suggéré que la protection de la diversité
biologique ne deviendra crédible que lorsqu’il sera possible de démontrer
les avantages économiques des décisions publiques ou privées en matière
de conservation. C’est la raison pour laquelle on a vu se développer
depuis deux décennies une économie de la biodiversité.
On peut également mettre en avant les nombreux services rendus par
les écosystèmes, comme l’a fait le programme international «Évalua-
tion des écosystèmes pour le Millénaire» commandité par les Nations
Unies. Ces services correspondent à un ensemble de fonctions remplies
par les écosystèmes et qui se révèlent utiles aux sociétés ou au bon
fonctionnement de la biosphère.
On est ainsi confronté à deux questions: quelles sont les valeurs
attachées à la biodiversité et quelles sont les méthodologies disponibles
pour les mesurer?

190 8 • La Nature « utile » : valeurs et usages de la diversité biologique
8.1 NOTIONS DE BIENS ET SERVICES
FOURNIS PAR LES ÉCOSYSTÈMES
La Nature a longtemps été perçue comme une source inépuisable de
ressources gratuites, qu’elles soient ou non de nature biologique. Pour
les économistes, les biens sont les produits que nous achetons ou
vendons, et dont la valeur monétaire est fonction d’un marché. Le bois,
les poissons ou les champignons appartiennent à cette catégorie. Mais
la société dépend aussi des services rendus par les écosystèmes
(tableau 8.1), services qui sont plus difficiles à apprécier en termes
monétaires.
TABLEAU 8.1 TYPOLOGIE DES BIENS ET SERVICES AINSI QUE DES FONCTIONS REMPLIES
PAR LES ÉCOSYSTÈMES (D’APRÈS CONSTANZA ET AL., 1997).
Biens et services Fonctions Exemples
Régulation des gaz Régulation de la
composition chimique
de l’atmosphère
Équilibre CO2/O2,
Régulation
du climat
Régulation de la
température globale,
des précipitations
et autres phénomènes
climatiques
Régulation des gaz
à effet de serre
Régulation
des perturbations
Réponses des écosystèmes
aux fluctuations
de l’environnement
Contrôle des inonda-
tions, résistance à la
sécheresse, protection
contre les tempêtes
Régulation
du cycle de l’eau
Régulation des débits Approvisionnement en
eau pour l’agriculture
(irrigation) ou l’industrie
(moulins)
Approvisionnement
en eau
Stockage et rétention
de l’eau
Approvisionnement
en eau par les bassins
versants, les réservoirs,
les aquifères
Contrôle
de l’érosion
Rétention des sols
dans les écosystèmes
Prévention de l’érosion
par le vent, le ruisselle-
ment, etc. Stockage des
sédiments dans les lacs

8.1 Notions de biens et services fournis par les écosystèmes 191
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Biens et services Fonctions Exemples
Formation des sols Processus de formation
des sols
Altération des roches
et accumulation de
matériel organique
Cycle des nutriments Stockage, recyclage,
transformation et acqui-
sition de nutriments
Fixation de l’azote, du
phosphore ou d’autres
éléments nutritifs
Traitement
des déchets
Récupération des nutri-
ments mobiles, dégrada-
tion des composés en
excès
Contrôle des pollutions,
traitement des déchets,
désintoxication
Pollinisation Mouvements
des gamètes floraux
Fourniture de pollinisa-
teurs pour la reproduc-
tion des plantes
Contrôle biologique Régulation des
populations à travers les
chaînes trophiques
Contrôle des proies
par des prédateurs clés,
contrôle des herbivores
par les carnivores
Refuge Habitat pour des
populations résidentes
ou de passage
Nurseries, habitats pour
espèces migratrices, etc.
Production
de nourriture
Proportion de la produc-
tion primaire brute
qui est utilisable
pour la nourriture
Production de poissons,
de gibier, de fruits, de
graines etc.
Matériaux La proportion de la
production utilisable
sous forme de matériaux
Production de bois
de grume, de fuel, de
fourrage
Ressources
génétiques
Source de matériel
biologique et de
substances naturelles
Médecine, gènes de
résistance pour l’agro-
alimentaire, espèces
ornementales, etc.
Loisir Fournir des opportunités
pour des activités
de loisirs
Écotourisme, pêche
sportive, et autres
activités de plein air
Culture Fournir des opportunités
pour des usages non
commerciaux
Valeurs esthétique,
artistique, éducative,
spirituelle ou scientifi-
ques des écosystèmes
TABLEAU 8.1 TYPOLOGIE DES BIENS ET SERVICES AINSI QUE DES FONCTIONS REMPLIES
PAR LES ÉCOSYSTÈMES (D’APRÈS CONSTANZA ET AL., 1997). (SUITE)

L’«Évaluation des écosystèmes pour le Millénaire» a beaucoup
travaillé, dans une démarche fortement anthropocentrée, sur la notion
de services que procurent les écosystèmes vis-à-vis de certains éléments
constitutifs du bien être de l’homme (figure 8.1). Il peut s’agir de
services de prélèvements (essentiellement les biens fournis par les
écosystèmes), de services de régulation (du cycle de l’eau ou du climat
par exemple), et de services culturels qui se réfèrent aux bénéfices
immatériels issus des écosystèmes. Ces services affectent directement
les populations à travers leurs impacts sur les éléments constitutifs du
bien être humain tels que la sécurité, la santé, les relations sociales et
culturelles, etc.
Figure 8.1 Les services fournis par les écosystèmes et leurs liens
avec le bien-être de l’homme.
(D’après Évaluation des Écosystèmes pour le Millénaire.)
LIBERTÉS ET
POSSIBILITÉ
DE CHOISIR
SERVICES
D’AUTO-
ENTRETIEN
Sécurité
• Capacité d’habiter dans un
environnement sain et propre
Services de prélèvement
Services que procurent les écosystèmes Facteurs et éléments constitutifs du bien-être
Produits issus des écosystèmes
• Nourriture
• Eau douce
• Bois de feu
• Fibre
• Produits biochimiques
• Ressources génétiques
Services de régulation
Bénéfices issus de la régulation
des processus des écosystèmes
• Régulation du climat
• Régulation des maladies
• Régulation de l’eau
• Épuration des eaux
Sevices nécessaires
à l’octroi de tous les
autres services fournis
par les écosystèmes
Services culturels
Bénéfices immatériels issus
des écosystèmes
• Spirituels et religieux
• Agrément et écotourisme
• Beauté écologique
• Inspiration
• Éducationnel
• Instinct géographique
• Héritage culturel
Éléments essentiels
pour une vie agréable
• Capacité d’accès aux ressources
procurant des revenus et
conduisant au bien-être
Santé
• Capacité d’accès à
une alimentation adéquate
Bonnes relations sociales
• Opportunité d’extérioriser les
valeurs récréatives et beauté
écologiques liées aux écosystèmes
• Opportunité d’extérioriser
les valeurs culturelles et
spirituelles liées aux écosystèmes
• Opportunité d’observer, d’étudier
et de découvrir les valeurs
cachées des écosystèmes
• Capacité d’échapper
aux maladies évitables
• Capacité d’accès à l’eau potable
• Évolution dans une atmosphère
saine (exempte de pollution)
• Capacité d’accès à une source
d’énergie protégeant de
la chaleur et du froid
• Capacité d’atténuer
la vulnérabilité aux chocs
et stress écologiques
• Constitution des sols
• Développement
du cycle nutritionnel
• Production primaire

8.2 Évaluation économique de la diversité biologique 193
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8.2 BASES THÉORIQUES
DE L’ÉVALUATION ÉCONOMIQUE
Selon l’économie classique, c’est le marché qui fixe les prix, c’est-à-
dire que la valeur d’un produit s’établit dans le cadre des échanges entre
un vendeur et un acheteur. Ce prix reflète à la fois le coût de production
du produit et la préférence affichée par le consommateur lorsqu’il a le
choix entre divers produits. Ainsi la destruction d’une forêt pour le
commerce du bois entre dans le cadre du marché puisque certaines
espèces font l’objet d’une demande forte et sont payées parfois très chers.
Mais en même temps, la destruction de cette forêt prive les hommes
d’autres ressources (fruits, champignons, plantes médicinales, bois de
chauffe, etc.) et des services que la forêt pouvait rendre sur le plan de
la régulation des cycles biogéochimiques (stockage du carbone par
exemple), de la production d’oxygène, de son rôle d’abri et d’habitat
pour d’autres espèces. La perte de tous ces produits ou de ces fonctions,
ainsi que le prix à payer pour replanter les arbres, ne sont pas pris en
compte par les exploitants forestiers. Le marché sous-évalue donc le
prix du bois en ignorant les autres biens et services fournis par la forêt.
Ce biais est évidemment préjudiciable à la conservation de la biodiversité
et plus généralement à une gestion durable des ressources naturelles.
Pour remédier à cette situation, il faut identifier les divers types de
valeurs que peut revêtir la biodiversité et disposer d’instruments qui
permettent de réintroduire la diversité biologique, bien gratuit, dans le
circuit économique. C’est un enjeu majeur actuellement pour l’économie
de l’environnement.
8.2.1 Valeurs d’usage et de non-usage
Une première approche est de considérer que la diversité biologique a
une valeur utilitaire et sert à satisfaire des besoins de la société. Une autre
est de reconnaître que la diversité biologique a une valeur intrinsèque,
en dehors de toute utilité. Il s’agit par exemple de la valeur d’existence
d’un animal, qui peut se traduire par «combien sommes-nous prêts à
payer pour maintenir en vie une espèce menacée?». C’est reconnaître
que la vie a un prix en dehors de toute spéculation financière.
On peut donc distinguer des valeurs d’usage qui sont estimées à
partir de l’utilisation qui est faite de la biodiversité, et des valeurs de
non-usage qui sont estimées sur la base d’autres critères que le marché
ou l’utilité.

Les usages peuvent être directs ou indirects. Les valeurs d’usage
direct correspondent par exemple aux bénéfices tirés de la production
de denrées alimentaires, de la consommation sous forme de chasse, de
cueillette, de pêche, de la fourniture de matière première industrielle et
pharmaceutique, ou encore de l’observation de la flore et de la faune
(tourisme vert). Les valeurs d’usages indirects sont essentiellement
dérivées des fonctions écologiques: par exemple l’épuration des eaux,
la régulation des cycles biogéochimiques, etc.
Les valeurs de non-usage ne sont pas reflétées dans les prix de marché.
Il n’en reste pas moins que beaucoup d’actifs naturels, même s’ils n’ont
pas de prix, sont toutefois crédités de valeur, qu’elle soit religieuse,
philosophique, morale, culturelle, ou même économique. Il existe diffé-
rents concepts de valeurs de non-usage qui mesurent le consentement à
payer d’un agent économique pour la préservation de l’environnement
et des actifs naturels:
• Le prix d’option qui mesure le consentement à payer pour la préser-
vation d’un actif naturel en vue d’un usage futur probable. Le prix
d’option est comparable à une prime d’assurance.
• La valeur de legs qui est le consentement à payer afin de préserver
un actif naturel en vue de son usage par les générations futures.
• La valeur d’existence mesure le consentement à payer sans que l’on
anticipe un usage futur. Par exemple pour la préservation du panda,
sans jamais espérer le voir un jour en liberté. Il s’agit en fait du vérita-
ble concept de non-usage, les précédents reflétant des usages différés
ou probables.
Les méthodes d’évaluation des valeurs de non-usage sont beaucoup
plus difficiles à formaliser que celles correspondant aux valeurs d’usage
reflétées directement, au moins en partie, dans les transactions finan-
cières. L’approche la plus ancienne est celle des coûts de transport et
d’équipement acquittés par les consommateurs pour avoir accès à la
diversité biologique (parcs naturels, chasse, pêche). Une autre approche
consiste à créer un marché fictif par le biais d’enquêtes. Appelée
méthode d’évaluation contingente, elle consiste à demander aux indivi-
dus leur consentement à payer (ce qu’ils seraient prêts à débourser…)
pour conserver un élément de la diversité biologique, que ce soit une
espèce ou un écosystème.
8.2.2 Biens économiques et biens gratuits
Pour procéder à l’évaluation économique de la diversité biologique il
faut rappeler la distinction entre les biens économiques et les biens

8.2 Évaluation économique de la diversité biologique 195
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gratuits. Les premiers sont des biens rares et appropriables qui donnent
lieu à des échanges marchands. Les seconds sont des biens libres et
abondants, disponibles pour tous. Par définition, seuls les biens écono-
miques sont pris en compte par le marché. Pour traiter des biens
gratuits, on fait appel au concept d’externalité selon lequel l’activité
d’un agent économique a des répercussions sur le bien-être d’autres
agents, sans qu’il y ait entre eux un échange marchand ou une contre-
partie monétaire. Ainsi une industrie chimique peut polluer une rivière
et induire une perte de revenu ou de bien-être des utilisateurs situés en
aval, sans que le prix du produit commercialisé par cette industrie ne le
prenne en compte. Autrement dit, certains coûts liés à l’activité d’un
agent échappent à la sanction du marché; ils sont supportés par la
collectivité et non par l’agent qui en est à l’origine. Ces coûts, appelés
effets externes ou externalités, correspondent à la différence entre le
coût social (pour l’ensemble de la collectivité) et le coût privé. On a
proposé des instruments tels que les taxes ou les subventions pour
corriger ces effets hors marché.
8.2.3 Appropriation et/ou libre accès
à la diversité biologique
Dans quelles conditions peut-on envisager une gestion de la diversité
biologique? Pour certains, la diversité biologique non domestiquée est
un bien collectif, qui souffre de ne pas être approprié et géré durablement
dans un souci de rentabilité à long terme. L’absence ou la mauvaise
définition des droits de propriétés serait alors la cause première de
l’érosion constatée de la diversité biologique. En effet, l’accès non
contrôlé aux ressources communes peut être la cause d’une surenchère
entre acteurs cherchant à s’approprier chacun le maximum de bénéfices
dans le minimum de temps, ce qui conduit à une rapide surexploitation.
Le spectre d’une telle situation, connue sous le nom de «tragédie des
communaux», a conduit certains économistes à suggérer de privatiser
la ressource ou d’en faire contrôler l’accès dans un cadre établi par la
puissance publique.
Mais il y a controverse sur la question de savoir si les droits de
propriété doivent être de nature privée ou publique. Dans de nombreuses
sociétés, des règles coutumières et des modes de gestion traditionnels
des ressources et des espaces permettent en réalité de réguler l’accès
aux ressources naturelles là où la propriété commune a survécu. De fait,
la propriété commune ou collective n’est pas obligatoirement synonyme
de libre accès. Pourtant, dans les pays du Sud, les lois foncières et les

modèles de gestion centralisée importés de l’Occident ont souvent été
à l’origine de la disparition des modes traditionnels de gestion de l’accès
aux ressources, sans répondre pour autant aux objectifs affichés de protec-
tion de ces ressources. Par exemple, en Afrique, la gestion étatique
centralisée de la pêche continentale, sur la base de modèles halieutiques
développés dans les pays européens, est bien moins efficace que la
gestion assurée par des communautés locales sur la base de pratiques
traditionnelles. Ce savoir-faire des communautés est considéré par
certains comme un élément essentiel à revaloriser pour la conservation
de la biodiversité dans la perspective d’un développement durable.
8.3 DONNER UN PRIX
À LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE?
Depuis le début des années 1990, les protecteurs de la Nature, pour
mieux se faire entendre des politiques et des gestionnaires, ont largement
participé à la promotion et à l’utilisation d’arguments de nature écono-
mique. La promesse de gains peut-elle rendre raisonnable? Autrement
dit les pays qui ont la perspective de tirer bénéfice de leur diversité
biologique vont-ils faire des efforts afin de la protéger et d’éviter les
gaspillages? C’est un peu le pari de la démarche de nature économique
qui consiste à inciter les acteurs du développement à considérer la
diversité biologique non seulement comme un don de la Nature, mais
comme une ressource valorisable qu’il est donc nécessaire de préserver.
En ce qui concerne les outils économiques, il faut chercher à corriger
les défaillances du marché et à rétablir le «vrai» prix des biens en y
incluant le coût des dommages que leur production ou leur consomma-
tion inflige à l’environnement. Appliqué aux ressources génétiques, ce
Le marché est un outil au service de la société pour atteindre les
objectifs qu’elle s’est donnée. Ce n’est pas lui qui est chargé
d’élaborer des priorités en matière de conservation de la diversité
biologique, mais le pouvoir politique, au travers des choix qu’il
fait en matière de développement. La science économique quant à
elle peut en principe contribuer à déterminer la manière la plus
efficace de respecter les critères de durabilité et à développer des
approches équitables permettant d’atteindre ces objectifs de
conservation dans les sociétés marchandes actuelles.

8.3 Donner un prix à la diversité biologique? 197
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principe mène à la brevetabilité du vivant, à la reconnaissance des
droits de propriété intellectuelle et à l’introduction de redevances (voir
chapitre 7).
Le langage de l’économiste est ainsi devenu un langage de négociation
susceptible d’harmoniser des intérêts divergents et d’orienter les déci-
sions dans les échanges et les conflits. Les économistes deviennent alors,
en théorie tout au moins, des médiateurs entre les scientifiques, les
mouvements de conservation, les décideurs et les opérateurs.
8.3.1 Que vaut l’ensemble des écosystèmes?
Les écosystèmes et leurs composantes sont à la fois un capital naturel
et un générateur de services, sous l’angle des usages que l’on en fait
actuellement ou que l’on pourrait en faire dans le futur. La confrontation
de l’offre et de la demande définit la notion de service, qui peut être
une valeur de loisir (promenade, baignade, pêche, chasse, cueillette), une
valeur écologique, une valeur en tant que facteur de production (énergie,
ressources en eau, ressources biologiques, etc.).
Une équipe d’écologistes, d’économistes et de géographes a tenté
d’évaluer monétairement les services rendus chaque année à l’huma-
nité par l’ensemble des écosystèmes du globe. Ils ont identifié dix-sept
catégories de services rendus par les écosystèmes terrestres et aquati-
ques (tableau 8.2) et se sont appuyés sur une compilation d’études
économiques disponibles en matière d’évaluation de l’environnement
pour parvenir à une fourchette de 16 000 à 54 000 milliards de dollars
par an, ce qui correspond (à titre d’ordre de grandeur) à près de 2 fois
le produit national brut annuel de l’ensemble des pays.
Lorsqu’on compare ces évaluations pour différents types d’écosystè-
mes, les valeurs moyennes en dollars par hectare et par an varient de
577 pour les systèmes marins à 804 pour les systèmes terrestres, 969
pour les forêts, 8500 pour les lacs et rivières, 14 785 pour les zones
humides. En proportion cependant, les océans contribuent pour 63% à
la valeur globale, les zones humides pour 14,5% et les forêts pour 14%.
En matière de biens et services, les cycles de nutriments contribuent
pour plus de 50% au total global. La production de nourriture et
l’approvisionnement en eau ne représentent respectivement que 4 et
5% du total.
Ce travail a suscité de nombreuses réactions mettant en doute la
pertinence des méthodes et des évaluations. Les auteurs reconnaissent
volontiers que les marges d’erreur sont très grandes. En réalité il
s’agissait plutôt de frapper les imaginations par les ordres de grandeurs

qui sont avancés et qui ne peuvent laisser indifférents. On doit souligner
également que ces évaluations constituent une tentative en vue de
démontrer que la conservation des écosystèmes «ordinaires» mérite
autant de considération que celle des zones dites de grande valeur
écologique.
8.3.2 Des «infrastructures naturelles»
L’idée de comparer des systèmes écologiques à des «infrastructures
naturelles» est apparue à propos de l’évaluation des politiques publi-
ques en matière de zones humides. Ce concept part d’une observation
fondamentale: les zones humides remplissent des fonctions comparables
à des équipements construits, telles que certaines stations d’épuration,
ou des barrages mis en place pour écrêter des crues. Cette association
d’idées visait en partie à établir des relations entre deux sphères de
pensée et d’actions qui interviennent de manière indépendante dans la
gestion des zones humides: le monde des gestionnaires de la ressource
physique eau, et le monde des gestionnaires des milieux naturels. La
conclusion est évidente pour les tenants de la protection des zones
humides: celles-ci, du simple fait de leur fonctionnement, fournissent
TABLEAU 8.2 VALEUR GLOBALE MOYENNE DES BIENS ET SERVICES FOURNIS
PAR LES ÉCOSYSTÈMES (D’APRÈS CONSTANZA et al., 1997).
Certains écosystèmes comme les déserts, les toundras, les zones
glaciaires et les zones urbaines ne sont pas pris en compte dans
cette estimation.
Écosystèmes
Superficie
106 ha
Valeur relative
US$ ha–1 an–1
Valeur totale
en 109 $ an–1 %
Océans 33 200 252 8 381 25,2
Milieux côtiers 3 102 4 052 12 568 37,8
Forêts 4 855 969 4 706 14,1
Prairies 3 898 232 906 2,7
Zones humides 330 14 785 4 879 14,7
Lacs et rivières 200 8 498 1 700 5,1
Terres arables 1 400 92 128 0,4
Valeur totale
de la biosphère
33 268 100

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des services et remplissent gratuitement des fonctions alors que les
infrastructures artificielles qui remplissent des fonctions similaires telles
que les stations d’épuration ou les barrages ont un coût pour la société.
Si les services rendus par les systèmes écologiques étaient payés à
hauteur de leur contribution à l’économie globale, il est évident que le
système de prix serait très différent de celui qui existe actuellement.
Mais comment passer à l’aspect opérationnel? La ville de New York a
investi en 1996 1 à 1,5 milliard de dollars en capital naturel en espérant
une économie de 6-8 milliards de dollars en 10 ans. L’eau qui sert à
alimenter la ville vient des Catskill mountains. Pendant longtemps,
l’autoépuration par filtration dans les sols a été suffisante pour répondre
aux standards de qualité de l’EPA (Environmental Protection Agency).
Mais compte tenu de l’abondance des rejets, des engrais et des pesticides,
l’épuration naturelle n’était plus suffisante et la ville s’est trouvée
confrontée à un choix: ou bien construire une station d’épuration de 6 à
8 milliards de dollars auquel il faut ajouter 300 millions d’entretien
annuel, ou bien restaurer l’intégrité des écosystèmes des Catskill
mountains. L’investissement en capital naturel dans ce cas consiste à
acheter les terres autour et dans le bassin-versant pour en limiter l’usage.
8.4 LES USAGES DE LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE
En plus des ressources génétiques dont nous avons parlé dans le chapitre
précédent, les hommes font de nombreux usages de la diversité biolo-
gique dont certains peuvent être évalués sur le plan économique.
8.4.1 Usages alimentaires des ressources vivantes
Les activités de prélèvements dans le milieu naturel (cueillette, pêche,
etc.) qui constituent une pratique très ancienne dans l’histoire de l’huma-
nité, sont toujours importantes, quoique plus diversifiées et de nature
différente selon l’état de développement économique des régions du
monde.
Dans de nombreux pays, les plantes sauvages et semi-sauvages
contribuent à la sécurité alimentaire et à la santé des populations. Il
s’agit aussi bien de feuilles, de racines, de tubercules, de fruits, que de
champignons. Certaines sont considérées comme des aliments recherchés,
ou jouent un rôle indispensable dans le régime des populations rurales
qui vivent de l’agriculture de subsistance, en fournissant vitamines et
minéraux. Diverses observations laissent penser que la part de ces
plantes dans l’alimentation est très importante, mais on ignore souvent

quelle est leur contribution réelle à l’économie locale dans la mesure où
ces biens n’apparaissent pas dans les comptes des ménages. La faune
sauvage contribue également de manière significative à l’alimentation
humaine. De nombreuses sociétés rurales, notamment en milieu tropical,
consomment diverses espèces d’invertébrés: insectes (termites, saute-
relles, etc.), chenilles, mollusques. Des produits comme le miel sont
également très recherchés. Plusieurs espèces de vertébrés (mammifères,
oiseaux, reptiles) sont chassées pour leur viande et la pêche en mer ou en
eaux continentales est la principale source de protéines dans le monde.
Les prélèvements annuels en milieu aquatique sont estimés à près de
100 millions de tonnes, soit une valeur estimée de l’ordre de 100 milliards
d’euros. Ces prélèvements sont proches des limites acceptables pour
que le renouvellement des ressources ne soit pas compromis. En réalité
plusieurs stocks sont surexploités.
8.4.2 Les produits de l’extractivisme
Le terme extractivisme désigne l’exploitation commerciale des produits
forestiers non ligneux, tels que les fruits, les gommes et résines, les
huiles, les fibres, etc. En Amazonie, on a estimé que la valeur commer-
ciale de 12 produits forestiers divers (fruits, caoutchouc, etc.) était de
420 dollars américains ha–1 an–1. Mais ces évaluations sont très dépen-
dantes de la proximité des marchés et des voies de communication,
ainsi que des débouchés possibles auprès des consommateurs des pays
industrialisés.
On connaît l’histoire du caoutchouc et la compétition économique à
laquelle a donné lieu ce produit essentiel de l’industrie occidentale.
Même si l’on produit actuellement du caoutchouc synthétique, le latex
issu de l’hévéa continue à être recherché pour certaines de ses propriétés
qui ne se retrouvent pas dans le produit industriel. À l’heure actuelle,
environ 5 millions de tonnes de caoutchouc naturel sont produites,
essentiellement par les pays asiatiques, contre 10 millions de tonnes de
synthétique.
Dans l’industrie textile, le coton a également une histoire ancienne et
complexe. Domestiqué il y a environ 5 000 ans, à la fois en Perse (d’où
il a gagné l’Inde), au Pérou et au Mexique, il fut d’abord un produit de
luxe, avant que le coton américain, bon marché, ne devienne populaire
en Europe au XVIIIe siècle. D’autres produits textiles tels que le chanvre,
le lin, la laine, la soie, voire le cuir, sont, eux aussi, issus de végétaux et
d’animaux. Tous ces produits qui ont joué un rôle important dans l’écono-
mie mondiale, sont encore largement utilisés malgré la concurrence des
produits synthétiques.

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La vannerie, les textiles, la corderie, utilisent également une large
gamme de produits naturels. Environ 600 espèces de rotins d’Asie sont
à l’origine d’industries importantes en Chine, en Inde, en Indonésie, en
Thaïlande et aux Philippines. Le rotin est, après le bois, le second
produit forestier faisant l’objet d’un commerce international important.
On ne peut ignorer l’industrie du cuir et des peaux, qui artisanalement ou
de manière industrielle, tire également profit de la diversité des espèces.
8.4.3 Le bois
Le commerce du bois est une activité économique importante au
niveau international. Les forêts représentent un peu plus de 3 400 106 ha,
L’épopée du caoutchouc
L’un des végétaux sud-américains qui joua un rôle important dans
le développement industriel de ce siècle est le caoutchouc, encore
nommé le «bois qui pleure». Découvert par les premiers conquis-
tadores, il servait aux Aztèques à fabriquer des balles dont les
qualités élastiques permettaient de pratiquer un jeu très populaire,
le «tlachli», fortement imprégné de croyances religieuses et qui
se terminait généralement par des sacrifices humains.
Les Espagnols apprirent à imperméabiliser des bottes et des tissus
en les graissant avec du latex, mais son utilisation en Europe restait
limitée car il perdait ses qualités au froid. La vulcanisation
(chauffage du caoutchouc avec du soufre) découverte de manière
accidentelle en 1839 aux États-Unis par Charles Goodyear, en stabi-
lisant les propriétés physiques du latex par rapport aux changements
de température, devait ouvrir ainsi la voie à son avenir industriel.
Avec l’invention du pneu et le développement de la bicyclette,
puis de l’automobile, le caoutchouc de cueillette ne suffit plus. La
demande croît et suscite une exploitation particulièrement active à
la fin du siècle dernier, non seulement en Amazonie brésilienne où
les seringueros l’extraient de l’hévéa, mais également en Afrique où
on l’extraie de lianes et d’euphorbes.
Au terme d’une longue épopée, l’Amazonie, berceau de cette
ressource, en perdit tout le bénéfice au début du XXe siècle lorsque
furent créées de grandes plantations d’Hevea brasiliensis en Asie,
puis plus tard en Afrique, ruinant en partie l’économie des pays
exportateurs de caoutchouc de cueillette.

soit environ un quart de la superficie des terres émergées. Dans les
pays en développement, le produit est surtout utilisé pour les usages
domestiques (bois de feu), ainsi que pour la construction. Dans les
pays développés, les usages industriels sont consommateurs de grandes
quantités de bois (pâte à papier par exemple). La majorité du bois
commercialisé vient des pays tempérés (Canada, Finlande, Russie,
États-Unis) où la production est organisée. Mais la demande en bois
précieux est importante et pour de nombreux pays tropicaux, les
ressources forestières constituent une des rares sources de devises dispo-
nibles. Ils sont tentés d’exploiter ce patrimoine de manière parfois
excessive compte tenu du temps nécessaire au renouvellement de la forêt.
En l’absence d’une gestion adéquate, de nombreux milieux forestiers
sont donc actuellement fortement dégradés par l’exploitation forestière.
Il faut souligner également que dans certains pays d’Asie, la forêt régresse
rapidement au profit de plantations de palmiers à huile destinés à la
production d’agrocarburants…
8.4.4 Les perspectives industrielles des biotechnologies
L’industrie s’intéresse de près à certains éléments de la biodiversité:
les micro-organismes, les molécules, les gènes, etc. Que ce soit dans le
secteur de l’agroalimentaire qui concerne la diversité des plantes culti-
vées (chapitre 7) ou le secteur de la pharmacie qui s’intéresse plus
précisément aux espèces sauvages (chapitre 6), l’application des bio-
technologies à l’échelle industrielle est l’objet d’intérêts stratégiques
considérables.
La microbiologie industrielle utilise les capacités enzymatiques et
métaboliques des micro-organismes pour deux grands types de trans-
formations:
• La fermentation de matières premières agricoles et d’aliments
(œnologie, brasserie, fromagerie, etc.) ou la dépollution. Les micro-
organismes utilisés se retrouvent alors dans les aliments ou l’environ-
nement.
• La production ou la modification de molécules très diverses (enzymes,
antibiotiques, hormones, arômes, etc.). Dans ce cas la culture est
réalisée en milieu confiné et les cellules sont détruites en fin de
production.
Les souches de micro-organismes utilisées sont sélectionnées initia-
lement à partir du milieu naturel et peuvent faire l’objet d’améliorations
génétiques qui, contrairement aux plantes supérieures et aux animaux,
font rarement appel aux croisements. L’amélioration des souches est

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basée sur la recherche de mutations spontanées ou provoquées par des
agents mutagènes. Les techniques de la biologie moléculaire ont été
parallèlement utilisées dès la fin des années 1970 en vue de productions
industrielles par des micro-organismes génétiquement modifiés. Ces
souches ne sont utilisées que pour le deuxième type de transformation.
Dans le domaine de la santé, des organismes génétiquement modifiés
sont utilisés à grande échelle depuis la fin des années 1970 pour produire
des protéines recombinantes (obtenues par recombinaison génétique).
Ainsi des bactéries ont été génétiquement modifiées pour synthétiser
des molécules telles que l’insuline humaine pour le traitement du diabète,
l’hormone de croissance, l’érythropoïétine qui stimule la production
de globules rouges, etc.
La majeure partie de l’insuline utilisée actuellement provient de bactéries
recombinantes et non plus de pancréas de porc. En 1986 la production,
d’hormone de croissance par des bactéries a permis de traiter sans danger
des enfants atteints de certaines formes de nanisme, alors que les traite-
ments antérieurs à base d’hormones extraites d’hypophyses de cadavres
avaient entraîné une contamination par l’agent responsable de la maladie
de Creutzfeldt-Jakob.
Les bactéries et la tradition: les fromages
La richesse gustative de produits fermentés comme le fromage de
fabrication artisanale, mais aussi la bière, est liée à la diversité des
micro-organismes utilisés. Chaque souche produit des arômes parti-
culiers, et plus on a de micro-organismes, plus on a d’arômes…
Mais nous n’arrivons pas encore à décrire et encore moins à
contrôler tous les événements qui conduisent au produit final.
Actuellement, le maintien des productions traditionnelles doit faire
face aux exigences de santé publique qui poussent au contrôle de
la microflore en cours de fermentation afin de réduire les risques
de contamination par les Listeria par exemple. Cela est plus diffi-
cile pour des produits qui font intervenir des dizaines de souches
que pour des produits industriels, n’utilisant que quelques souches
sélectionnées, mais évidemment moins savoureux! Il y a peut-être
un espoir de mieux gérer la diversité microbienne d’un produit en
cours de fermentation: la mise au point de «puces à ADN» qui
pourraient permettre de suivre en temps réel l’évolution de la
microflore.

Le vaccin contre l’hépatite B est également un vaccin recombinant
produit par des levures ou par des cellules génétiquement modifiées
mises en culture. La transgénèse végétale offre également des perspec-
tives pour produire des médicaments: le tabac peut être génétiquement
modifié pour produire de l’hémoglobine par exemple.
Un champ d’application nouveau des biotechnologies concerne les
activités de dépollution.
La phytodégradation consiste à accélérer la dégradation des composés
organiques polluants (hydrocarbures, pesticides, etc.) en présence de
plantes. Cette dégradation peut avoir lieu à l’extérieur de la plante,
grâce à l’activité des micro-organismes présents dans son environnement
racinaire (rhizosphère) ou dans la plante après absorption du composé
puis dégradation dans les cellules.
Des plantes et des micro-organismes sont capables de proliférer sur
des sols pollués, et d’absorber des métaux lourds: c’est la phyto-
remédiation. Il existe des plantes dites hyperaccumulatrices, poussant
sur des sols pollués, capables d’accumuler plus de 1% de métaux dans
leurs tissus. On peut ensuite incinérer ces plantes de manière à récupérer
les métaux qu’elles ont accumulés.
En 2000, des chercheurs ont réussi à produire une plante transgénique
capable de transformer les formes toxiques de mercure en d’autres plus
inoffensives. Ils ont utilisé un gène bactérien qu’ils ont introduit dans
Arabidopsis thaliana, et ont démontré que cette transformation lui
permettait de survivre sur des terrains contaminés par le méthylmercure.
Les animaux: des usines à médicaments?
La production pharmaceutique est peut-être à l’aube d’une révo-
lution. Une partie de la recherche en biotechnologie s’oriente vers
l’utilisation d’animaux génétiquement modifiés pour produire des
médicaments et des substances nutritives. Le principe est simple
en théorie: modifier le patrimoine génétique d’un animal pour lui
faire produire dans son lait, son sang, ses urines, une protéine d’inté-
rêt pharmaceutique. Des espèces comme la chèvre et le mouton, la
souris et le lapin, la vache ou la poule, sont actuellement utilisées
par les industriels. Ces organismes se posent en concurrents des
cultures cellulaires avec des coûts de production très inférieurs,
pour produire des molécules complexes telles que des hormones,
des facteurs de croissance, des antigènes et des anticorps.

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Les processus d’alimentation et de respiration de la plante nettoient petit
à petit le sol et peuvent réduire la pollution jusqu’à 2% de son niveau
d’origine.
8.4.5 Animaux et plantes d’ornements
La diversité biologique est depuis longtemps un objet de récréation et
de loisir. L’industrie des plantes ornementales est particulièrement
florissante, et de nombreuses espèces tropicales ont été introduites en
Europe pour satisfaire la demande des collectionneurs ou la curiosité
de particuliers. Le nombre d’espèces végétales cultivées à des fins
ornementales est beaucoup plus élevé que celui des plantes à usage
agricoles. Ces plantes font l’objet d’innovations permanentes et de
nouvelles espèces, issues de formes sauvages ou d’hybridations, sont
régulièrement commercialisées.
Elles font également l’objet de nombreuses manipulations génétiques
pour fournir des souches plus attractives, aux fleurs plus belles ou plus
grandes. On annonce l’apparition prochaine sur le marché de la rose
bleue. Un gène responsable de la couleur bleu identifié chez le pétunia
a été transféré chez la rose pour produire la teinte souhaitée. À quand
la mythique tulipe noire dont rêvent les horticulteurs depuis des siècles!
Plus de 5 000 espèces d’orchidées font l’objet d’un commerce inter-
national, de même que de très nombreuses espèces de cactus. Si nombre
de ces espèces sont maintenant cultivées, une proportion importante
est encore prélevée en milieu naturel ce qui peut conduire localement à
leur extinction.
Le commerce d’animaux vivants est important, que ce soit comme
animaux d’agrément, ou pour les zoos, les aquariums, les travaux de
recherche (primates), etc. Les poissons d’aquarium font également
l’objet d’une forte demande d’amateurs européens ou nord-américains
qui paient parfois des sommes très importantes pour des espèces rares.
Sous le vocable NAC (nouveaux animaux de compagnie) se cache un
engouement pour les animaux de compagnie rares ou étranges: mygales,
serpents, guépards, singes, etc.
Certains produits comme l’ivoire, les écailles de tortue, les peaux de
serpent ou de crocodile, les fourrures de nombreuses espèces de mammi-
fères, les plumes d’oiseaux, etc., ont des usages symboliques, culturels,
décoratifs ou vestimentaires. Ces produits, dont le commerce a été à
l’origine de massacres importants mettant en danger la survie de
plusieurs espèces particulièrement recherchées, font l’objet d’un contrôle
de plus en plus strict. Il en est de même pour ce qui est du marché
engendré par les collectionneurs d’insectes ou de coquillages, qui

recherchent les espèces spectaculaires, le plus souvent menacées de
disparition si l’exploitation est trop importante.
8.4.6 Écotourisme
L’écotourisme est devenu une nouvelle industrie. La valorisation de la
biodiversité, que ce soit par l’observation d’animaux sauvages ou l’attrait
exercé par de beaux paysages naturels, est une source de revenus
particulièrement importante pour certains pays. Ils ont développé une
politique de tourisme basée sur la valorisation de leur patrimoine naturel.
Le Kenya en est un bon exemple. Les parcs naturels, le trekking, attirent
dans certains cas un nombre suffisamment important de visiteurs pour que
l’on commence à s’inquiéter des conséquences de cette fréquentation
sur la pérennité des sites. Le tourisme est donc également responsable
de problèmes écologiques partout dans le monde et les citadins
«écologistes» sont eux-mêmes une menace pour la biodiversité.

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Chapitre 9
La conservation
Si le Dieu chrétien n’existe pas, il est injustifié de
se comporter comme s’Il existait quand même, en
maintenant le statut particulier des êtres humains.
Michael Ruse, 2007.
La conservation de la diversité biologique, son utilisation durable et
le partage équitable des avantages qui en découlent, constituent les
objectifs fondamentaux de la Convention sur la diversité biologique
(CDB). Le raisonnement qui a conduit à l’élaboration et à la ratification
de cette Convention par la plupart des pays est relativement simple:
les effets directs (surexploitation, destruction des habitats, etc.) ou
indirects des activités humaines sur les espaces naturels remettent en
question, à moyen terme, l’avenir de la diversité biologique, le renouvel-
lement des ressources, et plus généralement les conditions de la vie sur

208 9 • La conservation de la diversité biologique
Terre. Il est donc nécessaire de prendre rapidement des mesures. Les
objectifs affichés sont à la fois très ambitieux et très vagues: favoriser
le développement durable en protégeant et en utilisant les ressources
biologiques sans réduire pour autant la diversité des espèces ni détruire
les habitats et les écosystèmes importants. La Convention se contente
de donner des directives générales, laissant à chaque pays le soin de
prendre les mesures appropriées en fonction du contexte géographique
et social. Il en résulte une assez grande hétérogénéité des démarches,
et quelques difficultés pour élaborer des politiques nationales surtout
lorsque la compétition économique internationale exerce de fortes
contraintes.
Une évidence s’impose: si ce sont les activités humaines qui sont les
causes immédiates de l’érosion de la diversité biologique, il faut
rechercher les solutions et les remèdes dans le comportement des
sociétés elles-mêmes. Autrement dit, la conservation de la diversité
biologique dépend des choix qui sont faits en matière de développement,
tant au niveau national qu’au niveau international. Certes il est important
de solliciter la science pour s’informer et agir en connaissance de cause,
mais la société doit assumer ses choix économiques.
L’idée de protection de la Nature est propre à l’Occident moderne
car elle suppose une dualité clairement établie entre deux domaines
ontologiques: les humains d’une part et les non-humains d’autre
part. Dans un tel contexte on croit que la Nature existe en tant que
domaine autonome, séparé des activités sociales. Les hommes,
maîtres et possesseurs des ressources de la Nature, se sentent
naturellement investis de la mission d’en assurer la préservation.
Mais cette conception de la Nature n’est pas partagée par d’autres
civilisations qui confèrent aux plantes et aux animaux les attributs
de la vie sociale, Ces différences culturelles dans la perception des
environnements sont à l’origine de malentendus entre des mouve-
ments de conservation de la Nature et les populations de pays en
voie de développement. Pourtant, dans l’esprit de la CDB,
diversité biologique et diversité culturelle sont étroitement liées. Le
souci de préserver la biodiversité rejoint souvent celui de maintenir
des savoir-faire locaux.

9.1 Pourquoi protéger la diversité biologique? 209
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9.1 POURQUOI PROTÉGER
LA DIVERSITÉ BIOLOGIQUE?
Pendant longtemps, les scientifiques ont accumulé des connaissances
sur la Nature, sans se préoccuper de la conservation des systèmes naturels
et de leur diversité biologique. Réservoir en apparence inépuisable,
cette Nature fournissait aux hommes ce dont ils avaient besoin tout en
constituant un vaste lieu d’épandage de déchets et de polluants. Au
cours du XXe siècle, cette attitude a beaucoup évolué.
D’une part dans les sociétés européennes du XIXe siècle, on cherche
à promouvoir une exploitation plus rationnelle des richesses de la
Nature. Il s’agit de maintenir les conditions les plus favorables au renou-
vellement des ressources vivantes de manière à assurer la pérennité de
l’exploitation: préservation rime alors avec production.
De cette démarche productiviste naît, en réaction, la première
conscience écologique naturaliste qui est de nature protectionniste: sa
philosophie est le maintien du statu quo de tel ou tel élément de la
nature «sauvage». On met l’accent sur la conservation d’espaces de
nature vierge et inviolable, sanctuaires de grande valeur paysagère,
faunistique ou floristique, les «monuments naturels» en quelque sorte.
C’est ainsi qu’ont été créés des parcs naturels et des aires protégées dans
de nombreux pays. Considéré comme la menace principale, l’homme, de
manière générale, en est exclu.
Les termes conservation, préservation, protection, recouvrent
une large diversité de pratiques. Ils sont utilisés parfois indifférem-
ment ou avec des sens différents selon les pays et les interlocuteurs.
Il en résulte une certaine confusion dans les discours. Nous propo-
serons donc d’utiliser les définitions suivantes:
La conservation est une démarche qui consiste à prendre en compte
la viabilité à long terme des écosystèmes dans les projets de gestion
des ressources et des milieux. Dans le sens anglo-saxon du terme,
c’est une protection qui n’interdit pas que l’homme intervienne
dans les processus naturels; c’est une philosophie de la gestion de
l’environnement qui n’entraîne ni son gaspillage, ni son épuisement.
Le terme protection sera réservé aux opérations visant explicitement
à sauvegarder des milieux ou des espèces menacés par les activités
humaines. Il s’agit de mettre en défens des écosystèmes particuliers.

Depuis les années 1980, l’attention est focalisée sur la valeur économi-
que de la diversité biologique tant au niveau des ressources génétiques
pour l’agriculture, que des utilisations dans le domaine industriel
(nouvelles molécules pour l’industrie pharmaceutique, biotechnologies,
etc.). Dans ce contexte la diversité biologique est apparue comme une
source potentielle de revenus, notamment pour les pays en dévelop-
pement, ce qui justifie in fine que l’on s’intéresse à sa conservation. Si
nous ne prenons pas les mesures nécessaires, nous perdrons l’opportunité
de tirer profit des avantages potentiels que la diversité biologique offre
à l’humanité.
Enfin, on reconnaît maintenant que la diversité biologique joue un
rôle dans les grands équilibres de la biosphère. De manière générale,
elle participe au cycle de l’eau et aux grands cycles géochimiques dont
ceux du carbone et de l’oxygène. Elle contribue ainsi à la régulation de
la composition physico-chimique de l’atmosphère et influe sur les grands
équilibres climatiques, et donc sur les conditions de la vie sur Terre.
Toutes ces fonctions écologiques sont le produit de relations complexes
entre espèces vivantes.
La conservation de la diversité biologique s’articule ainsi autour de
deux traditions bien distinctes qui tendent néanmoins à converger.
La gestion des ressources qui reconnaît implicitement que la protection
des espèces «utiles» est nécessaire au développement économique.
Ainsi, la diversité biologique, qui a une valeur économique est une
richesse à exploiter et valoriser. Elle constitue la base de l’alimentation
humaine. Elle fournit des matières premières pour l’industrie agro-
alimentaire, l’industrie pharmaceutique et des parfums, etc.Actuellement
elle offre d’importantes perspectives de valorisation dans le domaine
des biotechnologies, notamment grâce aux micro-organismes qui
constituent un monde encore peu exploré. Il faut ajouter les retombées
du tourisme vert lié à l’intérêt du citadin pour la Nature et l’observation
d’espèces sauvages dans leur milieu une perception éthique de la
Nature pour laquelle toute perte d’espèce est regrettable, et qui prône
une protection maximale de la diversité biologique. La Conférence de
Rio et les débats suscités autour de la Conservation de la diversité
biologique ont bien mis en évidence que cette question avait une
dimension morale. Elle prolonge le débat philosophique sur les relations
que l’homme entretient avec la Nature. La disparition des espèces pose
à l’homme le problème moral fondamental de son rapport avec les autres
formes de vie et de sa responsabilité dans le maintien de la diversité
des formes vivantes (voir encadré).

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9.2 APPROCHES DE LA CONSERVATION
La mise en œuvre opérationnelle de la conservation a suscité de nombreux
débats, souvent passionnés, quant aux modes d’action les plus appro-
priés. Une seule conclusion s’impose: il n’y a pas de solution simple
et universelle. On agit le plus souvent dans l’urgence et rien n’est
jamais entièrement satisfaisant sur le long terme.
9.2.1 Conservation in situ et ex situ
L’une des pratiques habituelles est la conservation in situ qui consiste
à maintenir les organismes vivants dans leur milieu naturel. Pour la
conservation d’espèces individuelles, les approches efficaces comprennent
Le principe de responsabilité
Les sociétés occidentales ont longtemps ignoré l’éthique en matière
d’environnement. C’est aux alentours des années 1980 que l’on a
commencé à admettre la dimension éthique de notre rapport à la
Nature. De manière schématique, l’homme est actuellement en
mesure de compromettre l’avenir de la Terre en raison de son emprise
technique sur la Nature. Les progrès scientifiques et techniques
peuvent se révéler dangereux en portant atteinte aux grands équi-
libres de la biosphère et compromettre la qualité de la vie humaine,
voire la survie des générations futures. On ne peut corriger la
technique par la technique. Il faut chercher des solutions hors de
la rationalité scientifique, et faire appel à une éthique, c’est-à-dire à
une théorie générale des normes, politiques, morales ou juridiques,
qui peuvent guider notre action.
À défaut de sciences, l’éthique intervient: c’est ce que Jonas
appelle «l’heuristique de la peur». La menace nous révèle que la
survie de l’humanité est en jeu, et nous sommes dans l’obligation
de la protéger en anticipant la catastrophe par des mesures appro-
priées. En conséquence, l’homme devient responsable de son
avenir (principe de responsabilité) et il se trouve investi d’une
mission de sauvegarde. Il a la responsabilité, devant les générations
futures, de leur transmettre un patrimoine commun et, en particulier,
un accès aux ressources naturelles suffisant pour leur permettre de
mener eux aussi une existence correcte.

la protection légale des espèces menacées, l’amélioration des plans de
gestion et l’établissement de réserves pour protéger des espèces parti-
culières ou des ressources génétiques uniques. Ce type de conservation
permet aux communautés animales et végétales de poursuivre leur
évolution en s’adaptant aux changements de l’environnement, et
concerne un grand nombre d’espèces sans nécessité d’en faire l’inven-
taire préalable. Cependant, la conservation in situ n’est pas toujours
possible car de nombreux habitats sont déjà très perturbés, et certains
ont même disparu. On a alors recours à la conservation ex situ qui
consiste à préserver les espèces en dehors de leur habitat naturel. C’est
l’un des rôles dévolus aux jardins botaniques et zoologiques, mais on
fait également appel à d’autres méthodes comme les banques de gènes.
9.2.2 Conserver les espèces ou les écosystèmes?
Depuis que l’homme s’intéresse à la Nature, il s’est tourné vers les
espèces, plus faciles à étudier de manière générale que les écosystèmes.
Il les a inventoriées. Il a dressé des listes d’espèces disparues, en voie
d’extinction, ou à protéger. Certaines d’entre elles ont un fort pouvoir
symbolique et charismatique. Le panda par exemple est l’emblème
d’une ONG (le Fonds mondial pour la Nature ou WWF), le macareux
celui de la LPO (Ligue de protection des oiseaux), et la loutre a long-
temps été le symbole de la conservation de la Nature pour le Conseil de
l’Europe. On peut dire de manière générale que l’approche «espèces»
est bien ancrée dans le monde de la protection de la Nature. Mais les
idées en la matière ont évolué. Pour beaucoup, une politique de
conservation de la diversité biologique doit avant tout privilégier la
sauvegarde des écosystèmes car la protection des espèces est illusoire
si l’on ne protège pas simultanément leurs habitats naturels. C’est
d’ailleurs la conservation des écosystèmes qui est recommandée par la
Convention sur la diversité biologique. Elle est mise en œuvre à travers
les politiques de zones protégées ou de gestion durable. Le but ultime
est d’assurer le maintien de la diversité des écosystèmes ainsi que celle
de leurs composantes. La directive européenne «Habitat» qui doit
aboutir au réseau Natura 2000 (voir plus loin) répond à ces priorités.
9.2.3 Quelles priorités en matière de conservation?
Pourrait-on proposer de mettre toute la biosphère en réserve? Cette
suggestion n’est pas réaliste car les activités humaines impliquent à la
fois des comportements prédateurs et l’occupation de terres à des fins
agricoles et/ou urbaines. La logique voudrait donc que l’on recherche

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des compromis, comme le propose le concept de développement durable,
entre un progrès économique nécessaire au bien-être de l’humanité par
nature conquérante, et une diversité biologique qui a besoin d’espaces
de liberté. En pratique, cela demande des décisions politiques: quels
types d’écosystèmes faut-il protéger en priorité? Comment doivent-ils
être répartis? Quels sont les critères qui doivent nous aider à sélectionner
les aires ou les espèces à protéger?
Différentes propositions ont été faites en matière de priorité:
• Protéger les espèces menacées. C’est une extension de l’approche
«espèces» qui trouve des applications, par exemple, dans la protection
du panda, des gorilles, et de manière générale de la grande faune
africaine par exemple.
• Protéger en priorité les lignées évolutives qui sont menacées de
disparition à la surface de la Terre. Ainsi, pourrait-on protéger les
habitats du Cœlacanthe, un poisson qui est le dernier survivant connu
de la famille des Crossoptérygiens. L’objectif est ici de préserver les
options futures en protégeant tous les grands phylums connus actuel-
lement.
• Une démarche assez populaire est celle dite des «hotspots» ou
zones critiques (voir chapitre 2, figure 2.6). Pour certains, l’identifi-
cation de ces zones critiques où la diversité biologique, fortement
endémique, est également menacée, est un moyen de sélectionner
les zones prioritaires de conservation. On a calculé qu’en dépensant
20 millions de dollars en moyenne par zone critique sur les 5 prochaines
années, on pourrait conserver une forte proportion de l’ensemble des
espèces mondiales. Ces zones critiques ont, pour beaucoup, fonctionné
comme des zones refuges durant les glaciations de l’époque Pléisto-
cène. On peut faire l’hypothèse qu’elles pourraient servir également
de sanctuaires par rapport aux activités humaines, actuelles et à venir,
permettant ainsi à la faune et à la flore de passer un cap. C’est pour-
quoi on les appelle parfois «refuges Holocène».
Il ne faut cependant pas occulter le fait que nombre de ces hotspots
se trouvent dans des pays où les conditions économiques sont difficiles
et ne permettent pas de véritables politiques de conservation, alors
qu’une grande partie du milieu originel a déjà été détruite. C’est le cas
par exemple de Sri Lanka, de Madagascar, ou de la forêt atlantique du
Brésil. Il ne faudrait surtout pas profiter du fait que ces pays sont vulné-
rables sur le plan économique pour en faire des «réserves indiennes»,
à grands coups de dollars, sous le contrôle d’une police internationale
composée pour l’essentiel de représentants des pays riches…

9.2.4 Si on parlait d’argent?
La conservation a un prix. La création d’espaces protégés doit théori-
quement se faire dans les zones riches en diversité biologique, c’est-à-
dire dans les pays en développement qui ont le plus souvent d’autres
priorités économiques que de consacrer leurs faibles ressources à la
conservation des espèces et des écosystèmes. Dans le même temps, les
pays développés demandent le libre accès aux ressources naturelles
exploitables par les biotechnologies. Un conflit économique oppose ainsi
les détenteurs d’une richesse potentielle non valorisée économiquement
et les utilisateurs industriels qui ont bénéficié jusqu’alors de facilités,
dont des accès gratuits aux ressources génétiques. Ce conflit Nord-Sud
est clairement apparu lors de l’élaboration de la Convention sur la
diversité biologique.
En théorie, cette convention prévoit le transfert des ressources finan-
cières et de technologies de pays développés aux pays en développement.
C’est le Fonds pour l’environnement mondial (FEM) qui gère ce méca-
nisme de financement de la Convention. Depuis sa création en 1991, le
FEM a consacré quelques milliards de dollars aux activités relatives à
la protection de la diversité biologique. Ces sommes peuvent paraître
considérables. Elles sont en réalité dérisoires par rapport aux évaluations
faites à Rio sur les besoins d’investissements annuels: 125 milliards
de dollars par an…
9.3 LES AIRES PROTÉGÉES
Le terme générique «aires protégées» recouvre en réalité des situations
très différentes, allant de grandes réserves de faune et de flore à de petits
sites dévolus à la conservation d’espèces particulières. Il peut s’agir de
réserves intégrales où l’intervention humaine est exclue, ou de zones
habitées dans lesquelles la protection de la flore et de la faune est assurée
par l’implication des populations locales dans la gestion du milieu
et des espèces. À l’heure actuelle on estime qu’il y aurait plus de
100 000 sites protégés dans le monde. Cependant, leur nombre s’accroît
plus vite que les ressources financières et humaines nécessaires à une
gestion optimale de ces zones visant à assurer la protection des espèces
tout en répondant aux besoins des populations locales.
9.3.1 Des parcs nationaux contre les méfaits de l’homme
À la fin du XIXe siècle on pensait que la conservation et l’exploitation
des milieux naturels étaient deux activités incompatibles. Il fallait

alors soustraire des pans entiers de nature à l’emprise de l’homme,
considéré comme le facteur principal de perturbation. Cet état d’esprit
qui avait présidé à la création en 1872 d’un des premiers parcs au
Figure 9.1 Répartition des parcs nationaux, des parcs naturels régionaux
et des réserves de la biosphère, en France métropolitaine.
Parcs naturels régionaux (PNR)
Parcs nationaux (PN)
Camargue
Haut-
Languedoc
Pyrénées
catalanes
Grands-
Causses
P.N. des
Cévennes
Lubéron
Corse
P.N. du
Mercantour
Queyras
Vercors
P.N. des
Écrins
Chartreuse P.N. de la
Vanoise
Massif
des Bauges
Morvan
Ballon
des Vosges
Vosges
du Nord
Lorraine
Montagne
de Reims
Forêt
d'Orient
Scarpe-Escaut
Brotonne
Marais du
Cotentin
et du Bessin Normandie-
Maine
Armorique
Brière
Brenne
P.N. des
Pyrénées-
Occidentales
Volcans
Millevaches
d’Auvergne
Livradois-
Forez
Vallée de
Chevreuse
Vexin
Perche
Manche
OCÉAN
ATLANTIQUE
Mer Méditerranée
E S PA G N E
B E L G I Q U E
L U X .
A L L E M A G N E
S U I S S E
I T A L I E
R O Y A U M E - U N I
200 km
ANDORRE
Loire
Anjou
Landes de
Gascogne
Verdon
Gâtinais
Nord-
Pas de Calais
Réserves de la biosphère
Mer d’Iroise
Pays de
Fontainebleau
Mt.
Ventoux
Le Fango
P. N. Port-Cros
Pilat
Causses
du Quercy
Haut-
Jura
Avesnois
Oise
Périgord-
Limousin

monde, le parc national deYellowstone aux États-Unis, a prévalu pendant
longtemps. Bien qu’il soit d’usage de la critiquer à l’heure actuelle,
cette démarche n’est pas complètement dénuée de bon sens quand elle
est pratiquée judicieusement.
La France a créé sept parcs nationaux en métropole entre 1950
et 1960 dont les seuls aménagements sont en principe les voies d’accès
conduisant à des lieux d’observation de la Nature. On voit dans le choix
des lieux (des zones de montagne) le souci d’éviter les espaces urbanisés.
Le tourisme qui se développe très rapidement pose actuellement
beaucoup de problèmes écologiques aux gestionnaires de ces parcs.
En 2007, deux autres parcs ont été créés dans les départements d’outre-
mer: le parc amazonien de Guyane et le parc national de la Réunion.
Le parc de Guyane, qui était en projet de puis 15 ans, a suscité nombre
de polémiques.
9.3.2 Protéger la Nature avec l’homme
La création d’aires protégées pose des problèmes sociaux lorsqu’elles
sont établies dans des zones habitées. Dans certains cas, il a fallu
déplacer les populations locales et leur interdire l’accès de zones qu’elles
utilisaient auparavant. Dans de telles circonstances elles ne sont guère
incitées à respecter une réglementation que les administrations respon-
sables de la gestion des parcs et réserves, notamment dans les pays en
développement, ont beaucoup de mal à faire appliquer, faute de moyens
suffisants. Cette situation conduit au braconnage et engendre parfois
de véritables conflits sociaux.
L’idée de la participation des populations locales à la conception et à
la gestion des aires protégées est maintenant mise en avant pour garantir
la pérennité des projets. Pour encourager ces populations à mieux
gérer la diversité biologique, il faut améliorer leur niveau de vie en
apportant des incitations économiques qui leur permettent de pratiquer
une conservation efficace. Certains projets intégrés de conservation et
de développement se fixent pour objectif de développer de nouvelles
activités économiques compatibles avec des activités de conservation.
Dans ce contexte, l’exemple des réserves de la biosphère (voir encadré)
est intéressant dans la mesure où il s’inscrit dans une dynamique inter-
nationale. La France compte dix réserves de la biosphère: la Camargue,
les Cévennes, Le Lubéron, les Vosges du Nord, le Mont Ventoux, le
Fango en Corse, le pays de Fontainebleau, la mer d’Iroise, les Tuamotu
et l’archipel de la Guadeloupe. Mais la politique nationale a aussi institué
des parc naturels régionaux conçus comme «lieux de rencontre de la

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Nature et de la culture», entre citadins et ruraux. Régis par un décret de
1967, leur création et leur financement sont confiés aux régions. Depuis
1968, 27 parcs régionaux ont été créés en France, sur la base d’une
association entre communes autour d’une charte fixant les objectifs.
L’efficacité des actions de conservation basées sur les aires protégées
varie énormément dans le monde. Il est juste de dire que de nombreuses
régions soi-disant protégées ne le sont pas en réalité, en raison de
l’absence de personnel qualifié, de ressources financières, de connais-
sances écologiques suffisantes, ou de conflits d’usages locaux. En
conséquence elles sont toujours menacées par l’expansion agricole et
urbaine, ou le braconnage.
Les réserves de la biosphère
Le concept de réserve de biosphère a été proposé en 1974 par le
Programme sur l’homme et la biosphère (plus connu sous le nom
de MAB, Man and Biosphere) de l’UNESCO. Le réseau de réserves
de biosphère comprend actuellement plus de 480 sites répartis dans
plus de 100 pays. Elles sont conçues pour répondre à la question:
comment concilier la conservation de la diversité biologique et
des ressources biologiques avec leur utilisation durable? Chaque
réserve comprend en principe (1) une aire centrale très protégée,
(2) une zone tampon ou intermédiaire qui entoure et jouxte les
zones centrales où des activités humaines, telles l’éducation et
l’écotourisme, peuvent se développer si elles sont compatibles avec
des pratiques écologiquement viables, (3) une zone de transition
consacrée à des activités de développement qui peut comprendre
des habitats humains, des activités agricoles ou autres utilisations.
La Conférence de Séville (1995) a précisé le rôle de ces réserves
de biosphère pour le XXIe siècle et tenté d’identifier leur rôle
spécifique (Stratégie de Séville):
• une fonction de conservation pour préserver les ressources
génétiques, les espèces, les écosystèmes, les paysages, ainsi
que la diversité culturelle;
• un lieu d’expérimentation pour la gestion des terres, l’aména-
gement du territoire et plus généralement la mise en œuvre de
modèles de développement durable;
• un support logistique pour soutenir des activités de recherche,
de formation, d’éducation, de surveillance continue.

9.3.3 Écologie de la réconciliation ou jardin planétaire?
La gestion de la biodiversité a évolué progressivement de la préservation
des espèces menacées dans des espaces peu anthropisés, à la restauration
des écosystèmes. Mais compte tenu de la pression démographique, et
de la difficulté de plus en plus grande d’avoir accès au foncier, on est
amené à rechercher d’autres voies. Comment concilier la gestion de la
biodiversité avec l’usage des territoires, que ce soit dans les milieux
urbains ou agricoles? Comment trouver les compromis qui permettraient
de réconcilier les intérêts économiques et la préservation de la bio-
diversité? Ou comment faire entrer la biodiversité dans l’économie de
marché pour la préserver? C’est cette perspective qui a été développée
par Rosenzweig en 2003 sous le nom de «win-win ecology» ou «écolo-
gie de la réconciliation». Un terme de plus qui recouvre en réalité des
pratiques diverses, dont certaines sont déjà anciennes.
L’idée de la ville excluant la Nature a vécu. Dans le «milieu urbain»,
au sens large, subsistent de nombreux espaces hébergeant une bio-
diversité «sauvage» souvent non négligeable. On reconnaît maintenant
l’importance de cette «Nature ordinaire» et des espaces plus ou moins
anthropisés qui l’abritent, tels que les parcs et jardins, les remblais, les
friches, etc. Sans compter que les systèmes urbains construits sont de
nouveaux écosystèmes pour les espèces. Elles peuvent s’adapter à ces
nouvelles conditions écologiques. Dans Paris, environ 1 500 espèces
animales et plus de 1200 espèces végétales ont été recensées en 2005.
La Nature existe dans la ville, notamment sous la forme d’une
«technonature» de parcs et jardins. Or les pratiques sont en train de
changer. On recrée de la Nature en ville en installant des mares sur des
bâches en plastique, en lieu et place de bacs à sable abandonnés. Ou en
créant des marais artificiels. Le gazon ras fait place aux herbes folles.
On tond partiellement les pelouses, et moins souvent, de manière à
laisser les plantes arriver à maturité. On réhabilite les orties et les ronces
afin de préserver des zones où les insectes peuvent se reproduire. On
bannit les pesticides, les désherbants et les engrais chimiques.
En milieu rural, diverses expériences ont été menées. La protection
des espèces et des milieux a d’ailleurs ses paradoxes: dans certains cas,
il est nécessaire de maintenir des activités humaines pour les protéger.
On va donc essayer d’inciter les agriculteurs à faire évoluer leurs pratiques
de manière à concilier protection de la biodiversité et activité agricole.
C’est le but de diverses mesures connues sous le nom de mesures agri-
environnementales (MAE) ou de Contrat d’agriculture durable (CAD,
depuis 2003) découlant de la réforme de la PAC en 1992. Des aides
financières sont prévues pour compenser les pertes de revenus ou les

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surcoûts qui peuvent résulter de la mise en œuvre de pratiques compa-
tibles avec la protection de l’environnement: réduire l’utilisation
d’engrais et de pesticides; diminuer la charge du cheptel bovin ou ovin;
introduire ou maintenir l’agriculture biologique; pratiquer les fauches
durant les périodes plus favorables pour certaines espèces, etc. Cepen-
dant, le bilan de ces expériences est jusqu’ici mitigé. Les aides ne sont
pas toujours suffisantes par rapport aux incitations à intensifier la
production, ou elles sont détournées de leur objectif initial. Si certains
ont pu suggérer que les paysans pouvaient devenir des «jardiniers du
paysage», la profession a du mal à adhérer à cette perspective.
Le jardin planétaire est un autre concept développé par Gilles Clément
qui propose, lui aussi, de rapprocher gestion de la biodiversité et acti-
vités humaines. Dans un monde fini, la biosphère, on retrouve les
conditions d’un jardin. Le jardin, l’espace, le paysage n’est pas immuable.
Les plantes et les animaux se déplacent et transforment les lieux. Le
brassage planétaire de la biodiversité induit des concurrences entre
espèces mais aussi des «métissages», de nouveaux paysages, de
nouveaux comportements… L’homme, dans le rôle de jardinier, a le
choix de laisser faire la Nature ou d’intervenir. Le jardin planétaire est
une manière de reconsidérer l’écologie en intégrant l’homme.
9.3.4 L’Europe et la biodiversité: Natura 2000
Le réseau Natura 2000 est un réseau écologique européen de sites
protégés. Il a pour objectif de préserver la biodiversité, notamment
dans l’espace rural et forestier. Sa création s’inscrit dans la suite des
directives européennes «Oiseaux (1979)» et «Habitats (1992)».
La Convention de Berne du Conseil de l’Europe (1979) sur la
conservation de la faune sauvage et des habitats naturels de l’Europe
entendait promouvoir la coopération entre États afin d’assurer la conser-
vation de la flore et de la faune sauvages et de leurs habitats naturels.
Une attention particulière était accordée aux espèces, y compris les
espèces migratrices, menacées d’extinction et vulnérables comme la
cigogne blanche, la grue cendrée ou le vautour fauve. Adoptée en 1979,
la directive «Oiseaux» fut un premier pas pour assurer la protection à
long terme et la gestion de toutes les espèces d’oiseaux vivant à l’état
sauvage sur le territoire communautaire et de leurs habitats. La direc-
tive «Oiseaux» a inspiré l’Union européenne pour sa directive de 1992
concernant la conservation des habitats naturels (ou directive Habitats).
Elle a pour objet d’assurer le maintien de la diversité biologique par la
conservation des habitats naturels ainsi que de la faune et de la flore

sauvages, notamment en ce qui concerne les espèces qualifiées d’intérêt
communautaire. Elle prévoit la mise en place d’un réseau de zones
protégées, les zones spéciales de conservation (ZSC).
Le réseau Natura 2000 est ainsi composé de deux types de sites: les
zones de protection spéciale (ZPS) et les sites d’intérêt communautaire
(SIC). Les premières sont issues des anciennes ZICO («zone impor-
tante pour la conservation des oiseaux»). Ce sont des zones considérées
comme particulièrement stratégiques pour la protection des oiseaux au
sein de l’Union. Les secondes sont issues de la directive Habitats et
des ZSC.
Le réseau Natura 2000 entend promouvoir une gestion adaptée des
habitats de la faune et de la flore sauvages, tout en tenant compte des
exigences économiques, sociales et culturelles ainsi que des particula-
rités régionales et locales de chaque État membre. Il n’a donc pas pour
objet de créer des «sanctuaires de Nature», car les activités humaines
(y compris la chasse) y ont leur place comme dans les réserves de la
biosphère.
En France, il existait en 2007 plus de 1 700 sites couvrant 6,8 millions
d’hectares (soit 12% du territoire métropolitain), dont 1 337 SIC et
371 ZPS. Ces sites sont répartis sur 4 régions biogéographiques.
L’ensemble du réseau doit se doter d’un document d’objectifs par site,
rendre effective sa gestion par contractualisation, réaliser un bilan de
l’état de conservation en 2013.
Le réseau de sites Natura 2000 français a eu quelques difficultés à se
mettre en place en raison d’une mauvaise information initiale et du
mauvais accueil qui lui a été réservé de la part des propriétaires
fonciers. La Cour de justice des communautés européennes a d’ailleurs
sanctionné la France à trois reprises pour le retard pris dans la consti-
tution du réseau.
Au niveau européen, on comptait en 2007, 4 600 ZPS et plus de
20 000 SIC, à l’exclusion des dix nouveaux États membres. L’extension
du réseau Natura 2000 au milieu marin est prévue pour 2008.
9.3.5 Des réserves pour protéger les ressources marines
Alors que les mers recouvrent 70% de la surface du globe, on ne
compte qu’un millier d’aires marines protégées dans le monde, dont la
surface représente à peine 1% des océans. Et la protection est loin d’être
efficace partout! Cette situation évolue lentement. Pour la Méditerranée,
les 75 aires marines protégées qui existent actuellement ne représentent
qu’une très faible superficie (0,5% de la surface).

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Comme les réserves en milieu terrestre, les réserves marines ont pour
objectif de protéger des espèces ou des écosystèmes en danger. Mais
une des fonctions des aires marines protégées est également de protéger
les ressources vivantes. Que ce soient des aires de reproduction et de
frai, ou des habitats permettant à certaines espèces d’échapper aux
captures, l’objectif est de maintenir, grâce aux aires protégées, les
conditions de renouvellement des stocks. De nombreuses expériences
ont montré que ces modes de gestion étaient efficaces pour protéger les
populations sédentaires. Par contre ces mesures n’ont qu’une portée
limitée pour les populations de grandes espèces migratrices comme le
thon ou le saumon. Il faut leur appliquer les mesures traditionnelles de
régulation des pêches.
Un nouvel établissement public national placé sous la tutelle du
ministre chargé de la protection de la Nature a été créé en 2006: l’Agence
des aires marines protégées. Elle a pour vocation d’appuyer l’État et
les collectivités territoriales pour l’élaboration de stratégie de création
et de gestion d’aires marines protégées. Elle fait fonction d’agence de
moyens pour les parcs naturels marins. Elle contribuera également à la
création d’aires marines décidées au niveau international, dans le cadre
des engagements internationaux de la France en faveur de la diversité
biologique marine et côtière.
9.3.6 L’inconnue du changement climatique
La biodiversité est née du changement, et notamment des variations du
climat qui n’a cessé de se modifier, aussi bien localement qu’à l’échelle
du globe, depuis des dizaines de millions d’années. Les experts nous
annoncent quelques degrés de plus pour la fin du siècle. Un réchauffe-
ment qui va, sans aucun doute, engendrer des modifications significa-
tives de la biodiversité un peu partout dans le monde. En Europe, on a
d’ailleurs mis en évidence que plusieurs espèces ont déjà entrepris de
migrer. Selon certaines estimations: 180 km vers le nord et 150 m en
altitude pour un degré de réchauffement… Des espèces d’oiseaux
méditerranéens comme le héron garde-bœuf ou le guêpier d’Europe,
sont maintenant observées dans le nord du pays. Plusieurs espèces de
poissons marins tropicaux sont fréquemment observées dans l’Atlantique
nord.
Avec le réchauffement, la sécheresse, ou la fonte des glaciers, vont
s’accentuer dans certaines régions. D’autres, par contre, deviendront
plus clémentes et mieux arrosées, mais on ne sait pas encore lesquelles.
Il est probable que certaines zones humides vont disparaître, alors que

d’autres vont apparaître. Dans ce contexte, de nombreuses aires protégées
ne pourront plus remplir la fonction qui avait justifié leur création:
protéger des espèces ou des écosystèmes remarquables. Que vont devenir
les espèces pour lesquelles elles avaient été créées? Faut-il pour autant
abandonner ces territoires? Un nouveau rôle pourrait leur être assigné:
être des espaces de liberté dans lesquels la dynamique de la biodiversité
pourra s’exprimer. Mais on ne répond pas pour autant au besoin de
protection d’espèces vulnérables.
Faut-il considérer que les changements climatiques annoncés seront
catastrophiques pour la biodiversité comme le clament certains scienti-
fiques? On a même prévu la disparition de 1,5 million d’espèces d’ici
la fin du siècle. Dans la mesure où la biodiversité est le produit du
changement, notamment climatique, il est difficile d’affirmer que ce
dernier représente une menace pour la biodiversité. Certes il va y avoir
des modifications significatives qui peuvent nous déranger. Mais à moins
de considérer que le monde est immuable, il est difficile de stigmatiser
les changements à venir.
9.4 UNE UTILISATION DURABLE
La politique d’aire protégée est un pis-aller qui n’engage que le court et
moyen terme. Beaucoup pensent que la conservation de la biodiversité
doit s’inscrire dans un contexte plus large d’application des principes
du développement durable. Plus généralement, la conservation devrait
être partie prenante d’une vision globale d’aménagement du territoire pour
définir les zones à vocation agricole, industrielle ou urbaine, et les aires
à protéger. Mais aussi, comme nous l’avons vu plus haut, dans le cadre
d’une meilleure gestion de la biodiversité dans les zones anthropisées.
9.4.1 Le développement durable
Le concept de développement durable est une formule de compromis
qui reconnaît le bien-fondé du développement mais cherche à concilier
le processus de développement économique avec la protection de
l’environnement. Dans une perspective à long terme, c’est un dévelop-
pement qui répond aux besoins du présent tout en préservant l’héritage
«naturel» qui sera transmis aux générations futures.
L’idée sous-jacente à l’application opérationnelle du concept de
développement durable, est que la diversité biologique ne pourra se

9.4 Une utilisation durable de la diversité biologique 223
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maintenir que dans les écosystèmes en bon état de fonctionnement. On
met alors l’accent sur la nécessité d’une gestion intégrée des milieux et
des ressources, faisant ainsi contrepoids à une approche trop longtemps
sectorielle préoccupée d’une rentabilité à court terme de l’exploitation
de certaines ressources.
Dans le domaine agricole le développement durable, garant d’une
bonne gestion de la biodiversité, est nécessairement un compromis
entre ce qui est économiquement intéressant, techniquement possible,
et écologiquement acceptable. Ainsi, dans les années 1960, la sélection
de variétés cultivées à haut rendement et l’utilisation massive d’engrais
et de pesticides, ont permis des progrès considérables en matière de
productivité (la Révolution verte), aux détriments de la qualité de
l’environnement et de la biodiversité. Dans une perspective de gestion
intégrée des ressources renouvelables, il s’agit d’imaginer et de mettre
en place des systèmes de production mieux intégrés dans leur milieu
dont ils garantissent la viabilité écologique. Cela suppose, par exemple,
une plus grande diversification des systèmes de culture et des itinéraires
techniques nouveaux conçus par les agriculteurs: rotation, choix des
variétés, pratiques culturales, etc.
Dans le domaine des pêches marines, si la pression se poursuit comme
aujourd’hui, on prévoit qu’il n’y aura plus de poissons commercialisables
d’ici 2050. Beaucoup de stocks sont en voie d’épuisement car les délais
de reconstitution sont incompatibles avec les taux de prélèvement sur
la ressource.
On voit les difficultés à mettre en pratique les discours quant à la
gestion des ressources à long terme et les contraintes économiques qui
amènent les propriétaires des bateaux de pêche à chercher le profit
maximum le plus rapidement possible. Plutôt que pêcher plus, il faudrait
pêcher mieux de manière à éviter la surexploitation en limitant les
prises. En réalité, en l’absence de mesures réglementaires contraignantes,
la compétition économique induit des comportements non rationnels.
9.4.2 Les savoirs traditionnels
La Convention sur la diversité biologique traite de la protection et
du maintien des connaissances et des pratiques des communautés
autochtones. Celles-ci sont détentrices de savoirs traditionnels et de
connaissances empiriques concernant la diversité biologique qui se
transmettent de génération en génération. Ces savoirs pourraient être
utiles pour conserver et gérer durablement la biodiversité.

L’idée que la protection de la Nature et la préservation de la diversité
biologique passent par le droit des populations à préserver leurs terri-
toires ainsi que leurs modes de vie a longtemps paru iconoclaste pour
les conservationnistes habitués à percevoir les populations humaines
comme des facteurs de perturbation et de dégradation des écosystèmes.
Pourtant, les hommes ont utilisé une grande variété de ressources
biologiques, dans des milieux très divers, en mettant en œuvre une
multitude de techniques spécialement adaptées.
Les recherches en ethnobiologie ont permis de mieux connaître cet
ensemble de connaissances et de comportements représentant un patri-
moine culturel. Ainsi, on a étudié de nombreuses sociétés de pêcheurs
dont l’organisation et les pratiques permettaient de protéger la ressource
de manière bien plus efficace que les modes de gestion étatique le plus
souvent inopérants faute de moyens appropriés. Si de nombreux ensei-
gnements peuvent être tirés de ces savoirs populaires, il faut admettre
néanmoins que les changements démographiques, économiques et
politiques ont profondément modifié les comportements sociaux. Des
systèmes de gestion qui étaient adaptés à certains types de contraintes,
dans un contexte précis, ne le sont plus dans les conditions économiques
et démographiques actuelles. Certains pensent également que l’on renoue
avec le mythe du «bon sauvage», respectueux de son environnement,
alors qu’il existe de nombreux exemples montrant que des sociétés
traditionnelles ont disparu en raison de la dégradation de leur environ-
nement. C’est le cas, par exemple, pour les sociétés de l’île de Pâques
et, semble-t-il, pour les Mayas. En outre, et bien que ce problème soit
peu médiatisé, le braconnage par les autochtones est actuellement une
des causes principales de l’érosion de la biodiversité. Rappelons aussi
que la recherche des produits utilisés par les médecines traditionnelles
fait peser de graves menaces sur certaines espèces.
Il n’en reste pas moins que, dans certains cas, les modes de gestion
traditionnelle peuvent se révéler utiles. Ainsi, en matière de gestion des
pêches artisanales, on a voulu appliquer dans les pays en développement
des modes de gestion centralisée, à l’occidentale, qui se sont révélés
catastrophiques à l’usage. On pense à réhabiliter les modes de gestion
traditionnelle, sous la responsabilité des communautés qui avaient montré
leur efficacité dans le passé. Si tant est que ce soit encore possible compte
tenu de la pression démographique et de la dégradation des stocks.
La question des savoirs traditionnels a surtout été l’occasion de faire
apparaître des revendications identitaires face au pouvoir central. La
gestion de la biodiversité, dans ce contexte, n’est le plus souvent qu’un
faire-valoir.

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9.4.3 L’aménagement du territoire
Si l’on parle volontiers de stratégies en vue de maintenir la diversité
biologique au niveau régional, par la création d’aires protégées, il faut
bien reconnaître cependant qu’elles ont le plus souvent été sélectionnées
sur des bases opportunistes, sans vision d’ensemble bien affirmée.
L’expérience a montré qu’une stratégie basée seulement sur la protection
de sites d’importance géographique limitée ne donnait pas entière
satisfaction.
En particulier, la qualité de l’environnement dans les zones protégées
est fortement influencée par les activités humaines sur les régions
avoisinantes: pollutions d’origine atmosphérique, les modifications
du niveau de la nappe phréatique, la détérioration de sites de repos ou
d’alimentation hors la zone protégée pour les espèces migratrices, etc.;
La dynamique naturelle dans les aires protégées, liée par exemple
aux fluctuations climatiques, peut conduire à des modifications consi-
dérables de la composition et de la structure des écosystèmes, avec
parfois même des pertes d’espèces rares dont la présence avait motivé
la mise en place de l’aire protégée.
Une augmentation quasi générale de la fragmentation des habitats et
du paysage perturbe beaucoup les processus écologiques et la dynamique
des populations: le maintien ou la restauration de connections entre
les différents fragments permettant les échanges fonctionnels est une
préoccupation majeure de la biologie de la conservation.
Pour ces différentes raisons, les objectifs en matière de conservation
portent maintenant en priorité sur des démarches spatialisées. Quand
c’est possible, il est préférable de protéger de grandes surfaces incluant
les principales composantes du paysage. Dans d’autres circonstances,
il faut inscrire les stratégies de conservation dans une vision élargie
d’aménagement du territoire à toutes les échelles (régionales, nationales,
internationales) de manière à éviter des fragmentations trop importantes
et à ménager, lorsque cela est encore possible, les corridors écologiques.
Le réseau européen Natura 2000 est basé sur ces concepts.
9.5 LA CONSERVATION EX SITU
Les collections vivantes sont rassemblées dans les jardins botaniques
et zoologiques, les conservatoires, les arboreta publics et privés. Elles
jouent un rôle fondamental dans la conservation des espèces en voie de
disparition et les programmes de réintroduction; elles constituent l’outil

essentiel pour la gestion des ressources génétiques des plantes utiles et
des animaux domestiques.
9.5.1 Les jardins botaniques
Quelque 1 600 jardins botaniques existent à travers le monde. Les plus
anciens ont servi à rassembler les plantes de la pharmacopée tradition-
nelle. Ils ont ensuite évolué en jardins d’acclimatation pour accueillir
et essayer de domestiquer les espèces tropicales ramenées par les
voyageurs et pour développer de nouvelles cultures d’intérêts écono-
miques et décoratifs. Ils témoignent par là du brassage de la flore
résultant des conquêtes, des échanges commerciaux, des explorations.
Récemment leurs missions ont encore changé. Les nouveaux établis-
sements se spécialisent dans la faune et la flore d’un milieu (souvent le
milieu local) en vue de développer l’ingénierie de la conservation et
d’informer le public.
De tout temps, les jardins botaniques ont échangé des spécimens et
des informations entre eux, et avec des amateurs qui entretiennent des
«collections» privées. Bien qu’élargissant le spectre de la diversité
végétale répertoriée, ces opérations n’empêchent pas un déséquilibre de
l’échantillonnage en faveur de groupes particuliers (orchidées, cactées,
plantes carnivores, plantes à bulbes, fougères, légumineuses, conifères…).
Un commerce est même organisé: il concerne principalement les plantes
médicinales et décoratives, les légumes et les fruitiers. L’encadrement
scientifique et juridique de cette économie active pose des problèmes
difficiles du fait d’intérêts conflictuels… Les jardins botaniques ont
cependant développé entre eux des réseaux restreints sur la base de
compétences reconnues et de chartes. Actuellement, ces réseaux
élaborent des bases de données informatisées, partiellement ouvertes aux
messageries électroniques du grand public. Quelque 350 institutions
Le toromiro (Sophora toromiro) est un arbre endémique de l’île de
Pâques d’où il a disparu vers 1960. Plusieurs jardins botaniques
qui avaient conservé des semences ont constitué un réseau chargé
d’évaluer la diversité génétique de l’espèce et d’utiliser cette
connaissance pour constituer des populations de reproducteurs
qui seront réimplantées dans l’île de Pâques. Compte tenu de la
croissance de l’arbre, il faudra attendre cent ans avant de savoir si
la réintroduction a réussi.

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sont ainsi regroupées dans le réseau BGCI (Botanic Gardens Conserva-
tion International) et rassemblent environ 30000 espèces. Une tendance
récente des activités des jardins botaniques porte sur la mise au point et
la diffusion auprès des pépiniéristes et du public de méthodes de
culture, de propagation et de conservation. Elles dérivent directement
des progrès de la recherche physiologique sur les dormances, les résis-
tances au froid et à la sécheresse, les reproductions végétatives et
sexuées, les cultures de cellules et de tissus. Les effets de mode et de
commerce accentuent l’engouement pour certains taxons et les espèces
«modestes» sont oubliées même si elles sont menacées.
Simultanément, et à l’opposé, les jardins botaniques ont un rôle
important dans la politique de biodiversité d’un pays. Ils sont une source
d’information et un lieu de débats indépendants offerts au public et aux
associations. Ils participent aux campagnes de restauration de milieux
dégradés et de réintroduction d’espèces localement disparues (sensibi-
lisation du public, fourniture de spécimens, prise de co-responsabilité
de gestion pour des milieux originaux: flores des îles, des montagnes
ou des zones humides). Ce sont des partenaires actifs des programmes de
valorisation des ressources génétiques végétales à côté d’institutions publi-
ques et d’entreprises privées (banques de graines, banques de données…).
L’investissement technologique et financier, les nécessités de l’entretien
quotidien et de la présence de personnel qualifié créent des charges
auxquelles toutes les économies ne peuvent pas facilement subvenir.
Les jardins botaniques les plus pertinents sont ceux des pays développés
et le déséquilibre est flagrant avec ceux des régions tropicales pourtant
plus riches en biodiversité naturelle mais moins dotées économiquement.
9.5.2 Les parcs zoologiques
Les parcs zoologiques publics ou privés, ainsi que les expositions de
collections animales vivantes spécialisées (souvent centrées sur des taxons
spectaculaires: poissons, serpents, oiseaux, insectes…), ont des missions
et des activités similaires à celles des jardins botaniques. Leur nombre
à travers le monde dépasse les 2 000 et ils sont en majorité organisés en
réseaux. D’importantes bases de données ont été élaborées; des infor-
mations sont, en principe, librement disponibles sur quelque 250000
spécimens vivants et leurs ancêtres, appartenant à près de 6000 espèces.
Pour entretenir vivants en conditions artificielles presque un million de
tétrapodes et autant de poissons, les collections animales doivent faire
face à des coûts et des charges importants que toutes les économies ne
peuvent pas supporter. En particulier leur maintien demande une relation

étroite avec la science vétérinaire et sa recherche. Le rapport avec les
amateurs et le public en général est très fort, soutenu par un élan de
sympathie considérable, et par un commerce des animaux actif mais
difficile à encadrer.
Dans le cas des espèces aquatiques, la dépendance vis-à-vis du milieu
est particulièrement contraignante. Depuis très longtemps des aquariums
et des stations marines ont été construits pour les êtres marins. Ces
institutions ont une forte tradition d’association avec le public. Leurs
missions portent sur l’information, l’éducation, la conservation et la
recherche. Curieusement et en dépit de leur coût, elles sont mieux
réparties que les jardins botaniques ou zoologiques à travers la planète
et représentent assez bien la diversité des écosystèmes marins. Leurs
financements viennent souvent de leur intégration dans des réseaux
gouvernementaux et régionaux de gestion des ressources halieutiques
ou de recherche fondamentale et appliquée.
9.6 LA BIOLOGIE DE LA CONSERVATION
La biologie de la conservation est née à la fin des années 1970. Elle a
pour objectifs d’évaluer l’impact des actions de l’homme sur les espèces,
les communautés et les écosystèmes, et de faire des propositions
concrètes pour lutter contre la dégradation des écosystèmes. Alors que
la protection de la Nature a recours essentiellement aux moyens régle-
mentaires pour soustraire les espaces et les espèces aux actions de
l’homme, la biologie de la conservation utilise des concepts et théories
empruntés à l’écologie, ou qu’elle contribue à développer, pour mettre
en œuvre des actions concrètes et proposer des méthodologies appro-
priées pour la conservation de la Nature. Comme d’autres disciplines
de «crise», à l’articulation de la science et de la gestion, alliant théorie
et pratique, la biologie de la conservation donne la priorité à l’action.
Elle travaille dans l’urgence puisque des espèces et des habitats menacés
risquent de disparaître rapidement en l’absence de mesures efficaces.
Si dans un premier temps la biologie de la conservation s’est focalisée
sur les espèces phares ou charismatiques, il est devenu rapidement
évident que les questions posées par la conservation des habitats, de
l’échelle locale à l’échelle planétaire, devenaient au moins aussi
importantes que les connaissances portant sur la biologie des espèces.
La restauration et la réhabilitation d’habitats, la réintroduction d’espèces
joueront des rôles de plus en plus importants dans la reconstitution de
la diversité biologique. Cela demande à la fois des approches ex situ et
in situ dont les méthodes font de rapides progrès.

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9.6.1 Fragmentation des habitats
L’un des thèmes favoris de la biologie de la conservation concerne la
fragmentation des habitats naturels par les activités humaines et ses
conséquences sur la biodiversité. Selon la théorie des équilibres dyna-
miques de la biogéographie insulaire, le nombre d’espèces présentes
dans un écosystème est fonction de la surface de l’écosystème: la
réduction des surfaces favorise en principe l’extinction de certaines
Figure 9.2 Les trois principales approches en biologie de la conservation
(d’après Barnaud, 1998).
L’ingénierie écologique
«L’ingénierie écologique se définit comme la conception, la mise
en œuvre et le suivi de la composante écologique d’un projet
d’aménagement et/ou de gestion […] en accord avec l’évolution
des connaissances et des méthodes en écologie». La mise en œuvre
de l’ingénierie écologique s’appuie à la fois sur des concepts théori-
ques de l’écologie et sur un ensemble de techniques d’ingénierie qui
permettent la restauration des systèmes. Par exemple, le réaména-
gement des carrières en eau (gravières) pour leur mise en valeur
écologique, peut être réalisé par la création de zones en pente douce
et la diversification des berges (pentes variées).
Biologie de la conservation
viabilité des populations viabilité des processus
Approche
«espèce-
population»
Approche
«habitat-
espace»
Approche
«écosystème-
paysage»
Systématique,
Éthologie,
Génétique
des populations
Biogéographie,
Écologie
des communautés,
Phytoscoiologie
Écologie des
écosystèmes,
Écologie des
paysages,
Relations homme-
nature

espèces. Les biologistes de la conservation sont ainsi sollicités pour
répondre à des questions relatives à la taille et la forme des réserves
naturelles:
• Quelle est la taille minimale d’une réserve pour protéger telle ou
telle espèce?
• Est-il préférable de créer une seule réserve de grande taille ou plusieurs
petites réserves?
• Combien d’individus d’une espèce menacée est-il nécessaire de
protéger dans une réserve pour éviter l’extinction?
• Lorsque plusieurs réserves sont créées, doivent-elles être proches l’une
de l’autre, ou éloignées? Doivent-elles être isolées ou reliées par des
corridors?
Ces questions sont l’occasion de mettre à l’épreuve certaines théories
écologiques.Ainsi, mettant en avant la théorie des équilibres dynamiques
en milieu insulaire, certains scientifiques estiment que des réserves de
grande taille offrent une plus grande diversité d’habitats et abritent une
plus grande variété d’espèces que les réserves de petite taille. En outre les
populations de chaque espèce sont plus grandes, et les effets de lisière
sont moins importants sur des grandes surfaces que sur des petites.
D’autres scientifiques estiment au contraire que plusieurs petites
réserves permettent de protéger une diversité d’habitats plus importante
que dans une grande réserve, pour une superficie totale équivalente,
ainsi qu’une plus grande variété d’espèces rares. Ils mettent également
en avant que plusieurs petites réserves minimisent les risques d’une
catastrophe telle que le feu, une épidémie ou l’introduction d’espèces,
qui peuvent détruire des populations entières dans une réserve.
9.6.2 Réintroductions d’espèces
La conservation ex situ apparaît non pas seulement comme une alter-
native, mais comme une démarche complémentaire de la conservation
in situ. Ce sont des réservoirs d’individus pour la réinstallation ou le
renforcement de populations sauvages d’espèces menacées. En effet,
dans certaines situations, la dégradation de l’habitat est telle qu’on ne
peut maintenir in situ des populations viables. L’alternative est simple:
ou on laisse disparaître à jamais les espèces concernées, ou l’on tente
des opérations de sauvetage en vue de préserver temporairement ex
situ les populations menacées avec comme objectif de les réintroduire
dans leur milieu d’origine si les menaces qui pèsent sur les espèces et
les habitats disparaissent. Dans certains cas, l’habitat est détruit et on

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envisage alors de réintroduire l’espèce dans des habitats similaires à
ceux dont elle est originaire: c’est la translocation.
Le projet de conservation d’une espèce menacée dans les parcs
zoologiques se définit par ses objectifs: maintenir pendant deux siècles
plus de 90% de la diversité génétique initiale, et maintenir une population
de 250 à 500 individus en vue de la réintroduire dans son milieu naturel.
Il existe pour plus de 300 espèces menacées des programmes d’élevage
en captivité qui associent plusieurs zoos, de façon à maintenir des
populations qui serviront de réservoirs génétiques pour la survie des
animaux dans la Nature. Les parcs zoologiques ont ainsi bien réussi
dans la conservation d’espèces telles que les bisons européens et
américains, le cheval de Prejwalsky, etc.
9.6.3 Écologie de la restauration
Des ingénieurs et des spécialistes de la protection de la Nature ont
tenté depuis longtemps de «réparer» les milieux dégradés. Ils l’ont
fait de manière souvent empirique, avec leur expérience d’hommes de
terrain, en fonction d’objectifs définis dans le cadre d’une gestion dite
écologique des milieux et des espèces. De manière générale, les scien-
tifiques ont longtemps négligé ce domaine jugé trop technique, mais
certains d’entre eux ont progressivement réalisé tout l’intérêt de ces
activités si on les abordait en tant que système expérimental. L’émer-
gence de l’écologie de la restauration dans les années 1980 a donc
Il y a de nouveau des vautours en Lozère
La réintroduction des vautours fauves et des vautours moines dans
les gorges du Tarn est un exemple de restauration de populations.
Le vautour moine a disparu de cette région au début du XXe siècle
et le vautour fauve peu après la Seconde Guerre mondiale. Classé
nuisible, jugé maléfique, mais aussi trophée de chasse apprécié,
ces charognards ont été massacrés pendant des siècles. Dans les
années 1970, avec la création du parc national des Cévennes, le
Fonds d’intervention pour les rapaces a entrepris de réintroduire
les deux espèces à partir d’individus provenant des Pyrénées et de
plusieurs zoos. Les premiers lâchers ont eu lieu au début des
années 1980, et en 2000 près de 300 individus avaient recolonisé
les Causses. On apprécie maintenant les retombées touristiques,
et les bergers les utilisent comme équarrisseurs naturels.

pour origine l’interprétation scientifique de ces nombreuses interventions
et manipulations de systèmes écologiques. Implicitement, l’écologie
de la restauration véhicule l’idée qu’il est possible de conduire des
expériences écologiques rigoureuses, qui permettent une démarche
prédictive. En outre, les problèmes abordés par les pratiques de restau-
ration sont une source de nouvelles questions sur le plan scientifique.
Parmi les exemples d’application de la biologie de la restauration, on
peut citer la récupération de sites très endommagés à la suite d’exploi-
tations et de travaux d’aménagement (décharges, mines, pistes de ski,
Il existe une terminologie complexe dans le domaine de l’écologie
de la restauration. Donner une définition des termes utilisés qui
soit reconnue par tous est un exercice périlleux. Il faut surtout
savoir qu’il y a différentes formes de restauration qui s’inscrivent
dans un continuum depuis la reconstruction de sites totalement
dévastés comme ceux de zones minières, jusqu’à des opérations
de portée limitée dans des écosystèmes peu perturbés.
– restauration (sensu stricto): c’est la transformation intention-
nelle d’un milieu pour rétablir l’écosystème considéré comme
indigène et historique, dans sa composition taxinomique origi-
nelle, ainsi que dans ses fonctions essentielles (production, auto-
reproduction) préexistantes.
– réhabilitation: lorsque la pression exercée sur un écosystème a
été trop forte ou trop longue, ce dernier est incapable de revenir
à son état antérieur même si l’on relâche la pression humaine.
Seule une intervention humaine forte, mais limitée dans le
temps, permet de replacer l’écosystème sur une trajectoire favo-
rable au rétablissement de ses fonctions essentielles.
– réaffectation: lorsqu’un écosystème a été fortement transformé
par l’homme, on peut en faire un nouvel usage sans chercher à le
réhabiliter. C’est le cas lorsqu’on modifie un écosystème par
une gestion visant à privilégier un élément ou une fonction parti-
culière. Le nouvel état peut être sans relation de structure ou de
fonctionnement avec l’écosystème préexistant dans le cas
d’espaces mis en culture.
Pour certains, la biologie de la restauration inclut également la
«création» qui consiste à créer de nouveaux habitats là où ils
n’existaient pas auparavant.

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gravières, chantiers, etc.). En particulier, les sites d’exploitation de
roche abandonnés par l’industrie couvrent des surfaces importantes et
constituent des milieux privilégiés de «réaménagement écologique».
Le retour d’espèces emblématiques telles que le saumon est parfois
mis en avant pour mener des opérations de restauration globale des
cours d’eau.
9.7 L’APPROCHE PRÉVENTIVE:
LE BILAN DE SANTÉ DES ÉCOSYSTÈMES
Les gestionnaires qui ont besoin d’outils leur permettant de promouvoir
des pratiques écologiquement acceptables se retournent vers les écolo-
gistes pour leur demander comment évaluer l’état écologique des éco-
systèmes. Le bilan de santé des écosystèmes est une approche intégrée
qui met l’accent sur la «qualité» de la diversité biologique et fournit des
lignes de conduite pour la restauration des écosystèmes endommagés.
La diversité biologique est un élément essentiel de ces bilans car elle est
le reflet, perceptible par les hommes, des conséquences des modifica-
tions physiques, chimiques et biologiques apportées au fonctionnement
des écosystèmes. On peut dire ainsi que la diversité biologique est un
«médiateur» entre les systèmes écologiques et les systèmes sociaux.
Le lac d’Annecy en Haute-Savoie, considéré du temps de Rousseau
comme un «pur miroir», était réputé auprès des pêcheurs pour
ses poissons nobles tels l’omble chevalier. Dans les années 1950,
on constata que l’omble se faisait plus rare et que la transparence
de l’eau qui était d’une dizaine de mètres au début du siècle s’était
réduite de moitié. La cause en fut vite identifiée: les rejets
d’eaux d’égouts fortement chargées en nutriments en l’absence de
traitements. Le lac était ainsi en voie d’eutrophisation, avec des
symptômes évidents: diminution de la transparence des eaux,
augmentation de la turbidité liée au développement du phyto-
plancton suite aux apports en nutriments. Un seul remède, traiter
les eaux usées pour réduire les apports en nutriments. En 1957, les
communes riveraines décident de construire un collecteur qui fait
le tour complet du lac, et aboutit à une station d’épuration; les
travaux durent jusqu’en 1972. Depuis, le lac a lentement retrouvé
des eaux de bonne qualité. En 1993, la transparence était de 12 m
soit la même que celle mesurée au début du siècle.

9.7.1 Santé et/ou intégrité des écosystèmes
L’extension de la notion de santé aux écosystèmes part de l’évidence
d’un dysfonctionnement de nombreux écosystèmes sous l’effet des
activités humaines. On définit un système en bonne santé comme un
système capable de maintenir son organisation et son autonomie
fonctionnelle dans le temps.
Sur le plan opérationnel des indicateurs d’état de santé nous sont
fournis pour partie par les indicateurs biotiques (voir plus loin), ou
physico-chimiques. Mais il est nécessaire également de prendre en compte
les aspirations de la société qui sont liées à son système de valeurs et
de représentations. Ainsi, il est généralement admis que l’expression
«santé des écosystèmes» est utilisée pour décrire l’état souhaité d’un
système, défini en général par un groupe d’intervenants. Un critère
peut être par exemple de pouvoir pêcher certaines espèces de poissons,
ou d’y observer certaines espèces d’oiseaux. La perception peut être
différente selon le type d’écosystème et l’époque et la notion de santé
est donc relative.
Les Canadiens ont développé le concept assez voisin d’intégrité des
écosystèmes. L’intégrité biotique des écosystèmes peut se définir comme
la capacité d’un milieu à abriter et à maintenir une communauté équi-
librée et adaptée d’organismes, ayant une composition spécifique, une
diversité, et une organisation fonctionnelle comparables à celles d’habitats
naturels de la région (ou du moins des habitats les moins perturbés). Le
La directive cadre sur l’eau (DCE)
La DCE définit un cadre pour la gestion et la protection des eaux
par grand bassin hydrographique au plan européen. Elle est appelée
à jouer un rôle stratégique en matière de politique conservation et
de restauration des milieux aquatiques superficiels. Elle fixe en
effet des objectifs ambitieux pour la préservation et la restauration
de l’état des eaux superficielles (eaux douces et eaux côtières) et
pour les eaux souterraines. Elle définit les normes d’un «bon état
chimique» et se propose d’atteindre un «bon état écologique»
défini sur la base d’indicateurs biologiques par rapport à des
systèmes considérés comme peu dégradés. Elle exige pour cela
que soit établi un «plan de gestion» définissant les objectifs à
atteindre en 2015 et d’identifier les actions nécessaires à leur
réalisation. Elle impose donc une obligation de résultats.

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concept d’intégrité, comme le concept de santé, fait appel à des valeurs
sociales. Face à des perturbations, l’écosystème doit conserver la capa-
cité de réagir lui-même et d’évoluer vers un stade final qui soit normal
ou «bon» pour cet écosystème.
Les notions de santé ou d’intégrité sont porteuses de sens éthique et
moral: il y a des états des écosystèmes qui sont «normaux» et d’autres
qui sont «anormaux». Pour ces derniers, on parle de dysfonctionnement.
Cette approche normative est en porte-à-faux avec les notions de varia-
bilité et d’hétérogénéité qui sont actuellement développées en écologie.
Il n’en reste pas moins que sur le plan opérationnel, ces concepts sont
bien perçus par les utilisateurs et que, de manière empirique, ils
permettent de cadrer l’action publique en l’absence d’autres méthodes
plus heuristiques.
9.7.2 Les indicateurs biotiques
L’objectif des recherches sur les indicateurs biotiques est de fournir
des outils qui permettent de caractériser l’évolution dans le temps de
l’état écologique des écosystèmes. En particulier, les indicateurs bioti-
ques servent à déterminer si les conditions de l’environnement se
dégradent ou se maintiennent. Ils doivent servir également à vérifier ou
invalider le bien-fondé de mesures réglementaires afin de réorienter
éventuellement les interventions si les objectifs ne sont pas atteints.
Les indicateurs biotiques doivent en particulier:
• véhiculer une information la plus pertinente possible sous une forme
condensée, notamment en essayant de représenter de manière simplifiée
des phénomènes complexes;
• servir de moyen de communication, en particulier entre ceux qui
recueillent les informations et ceux qui les utilisent.
Sans en faire un inventaire exhaustif, diverses variables biologiques
sont actuellement utilisées comme indicateurs:
• Au niveau de l’individu, on distingue des indicateurs biochimiques
(modifications enzymatiques, carcinogénèse), des indicateurs physio-
logiques (taux de croissance, taux de fécondité, maladies), des
indicateurs de comportement. On utilise également les capacités de
bioaccumulation des organismes comme indicateur d’exposition.
Ces organismes sont parfois appelés organismes sentinelles.
• Au niveau de l’espèce, on reconnaît des espèces indicatrices qui ont
des exigences particulières vis-à-vis d’un ensemble de caractéristiques
physiques et chimiques de l’habitat. La présence-absence, des modi-
fications morphologiques ou concernant le comportement de cette

espèce permettent d’apprécier dans quelle mesure elle est en marge
de ses besoins optimaux.
• Au niveau de la population, on utilise principalement les indicateurs
démographiques (structures en âge et structures en taille, taux de
natalité et de mortalité, sex ratio).
• Au niveau de l’écosystème, on peut examiner la structure des
communautés (richesse spécifique, abondance, biomasse, indicateurs
de structure) ou s’intéresser aux processus (production primaire,
production secondaire, cycles des éléments nutritifs), aux structures
(niveaux trophiques, chaîne alimentaire), au paysage (hétérogénéité,
fragmentation). On parle alors d’indicateurs écologiques. Dans le
cas d’indicateurs écologiques plurispécifiques, on peut être amené à
calculer des indices biotiques soit à partir de dénombrement, soit à
partir d’un système arbitraire de notation.
9.8 LES PERTURBATIONS, DES ALLIÉES
DE LA CONSERVATION?
Alors que la conservation évoque en général la protection contre les
dangers qui menacent les milieux naturels, il est maintenant établi que
Organismes sentinelles
Certains organismes se comportent comme des sentinelles vis-à-
vis des modifications de l’environnement en ce sens qu’ils peuvent
réagir à de faibles taux de contamination de polluant par exemple
en se raréfiant ou en pullulant, ou qu’ils ont des aptitudes particu-
lières à la bioaccumulation de contaminants dans leurs tissus.
Les lichens sont un bon exemple d’organismes ayant un grand
pouvoir d’accumulation de polluants transportés par l’eau de
pluie, à tel point que dans certaines régions où ils concentrent des
retombées d’explosions atomiques, ils deviennent une menace
pour les autres organismes qui s’en nourrissent.
En milieu aquatique, les bryophytes (mousses), ou les moules,
intègrent localement le niveau de contamination de l’eau sur le
long terme. En raison de leur capacité d’accumulation des polluants
métalliques et des radioéléments, ce sont des bio-indicateurs utilisés
pour détecter les pollutions.

9.8 Les perturbations, des alliées de la conservation? 237
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des perturbations importantes sont parfois indispensables pour maintenir
à long terme la diversité biologique de certains écosystèmes.
9.8.1 Le feu
Le feu est souvent perçu comme un élément destructeur, lié aux activités
humaines. Il a éliminé des écosystèmes entiers, mais beaucoup d’espèces
et d’écosystèmes se sont adaptés au cours des âges aux incendies qui
ont ravagé plus ou moins périodiquement la surface de la Terre. Le feu
n’est pas une invention de l’homme, c’est une composante naturelle de
beaucoup d’écosystèmes. Il est provoqué notamment par la foudre et
les éruptions volcaniques. Dans la région de Yellowstone par exemple,
la foudre a provoqué au moins 369 feux entre 1972 et 1987.
En réalité, dans les forêts dépendantes du feu, comme de nombreuses
forêts boréales, méditerranéennes ou tropicales sèches, le feu est un
événement attendu et nécessaire au bon fonctionnement de l’écosys-
tème. Il a pour effet d’accroître la variété de la forêt en ce qui concerne
la composition en espèces, la taille et la démographie. Il peut avoir des
effets bénéfiques en:
• Ouvrant la canopée par la création des chablis qui permettent l’émer-
gence d’espèces pionnières. Dans certains écosystèmes, les feux de
forêts ont aussi la fonction de réduire la surface totale de la forêt
permettant le développement de prairies et de steppe.
• Favorisant la germination d’espèces (parfois nommées les «filles du
feu») qui germent grâce aux flammes qui font éclater le fruit et libèrent
les graines. Ainsi, on a observé que le pin d’Alep émet une grande
quantité de semences fertiles dans les semaines qui suivent l’incendie.
• Facilitant le relargage de nutriments pour les sols, en particulier lorsque
les végétaux sont pourvus de feuilles coriaces qui se décomposent
lentement.
En 1988 un feu d’une importance inhabituelle a dévasté environ
un tiers du parc national de Yellowstone aux États-Unis. Certains
écologistes n’ont pas hésité à parler de désastre écologique qui
allait modifier à jamais le paysage de cette région. Dix ans après,
le bilan était beaucoup plus nuancé. La végétation arbustive et
herbacée s’était réinstallée et le paysage était tout aussi hétérogène
et diversifié qu’avant le feu de 1988. Toutes proportions gardées, les
systèmes biologiques naturels se sont donc rapidement régénérés.

Le feu est également un constituant intrinsèque des savanes qui couvrent
près d’un cinquième des terres émergées et possèdent de nombreux
caractères favorables au passage du feu: alternance d’épisodes clima-
tiques secs et humides, orages secs et foudre, bois et herbes sèches
servant de combustible, etc.
Mais de nombreux feux «accidentels» ont aussi lieu au mauvais
endroit, à la mauvaise saison, et avec la mauvaise intensité. Il en
résulte des altérations de la végétation et l’élimination d’espèces mal
adaptées à survivre au feu. Pourtant, on sait aussi que changer les régimes
de perturbation par le feu des paysages et des forêts peut constituer une
menace pour ces milieux. La suppression des incendies conduit à
l’envahissement des systèmes ouverts par les arbres, et à la disparition
des espèces de clairières adaptées au passage du feu.
Actuellement, le mitage des milieux par l’urbanisation nécessite de
prendre des mesures de protection contre le feu. Mais l’interdiction de
brûler conduit à l’accumulation de débris, ce qui rend le couvert végétal
plus inflammable et provoque des incendies plus violents. On se pose
donc la question de savoir comment réintroduire le feu comme mode
de protection et de conservation dans certaines zones où il jouait un
rôle écologique.
9.8.2 Cyclones et tempêtes
Les tornades sont des événements météorologiques parmi les plus
violents et les plus imprévisibles. Dans les forêts, les conséquences
sont connues: en créant des chablis, les tornades participent à réinitia-
liser le processus de succession, contribuant ainsi au maintien d’une
forte richesse spécifique par la réinstallation d’espèces pionnières. La
Depuis le début du Tertiaire jusqu’au milieu du Miocène, la surface
de la Terre était recouverte par des forêts fermées. Il y a 10 à
12 Ma, la savane et les zones herbeuses se sont répandues sous les
tropiques, pour recouvrir de vastes surfaces il y a 5 Ma. Les prairies
proprement dites sont apparues il y a 2 Ma sous Homo erectus.
On invoque en général des climats plus secs et plus froids pour
expliquer ce phénomène qui a probablement été stimulé par le feu
ainsi que par le broutage des grands mammifères dont les trou-
peaux, en combinaison avec le feu, ont contribué à l’ouverture des
formations forestières.

9.9 Les conventions internationales 239
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recolonisation s’effectue par rejets ou par germination de graines conte-
nues dans le sol ou encore par apport de graines à partir de populations
voisines.
La création de micro-habitats propres aux chablis, tels que le bois mort,
constitue pour plusieurs espèces animales et végétales des supports de
nourriture, de ponte ou d’abri. Pour le bois mort sur pied, la décompo-
sition par les champignons ou par les insectes aboutit à la formation de
cavités dans le bois qui sont fréquentées par de nombreux animaux:
écureuil, martre, lérot, fouine, genette, loir, etc., qui les utilisent comme
gîte diurne tandis que de nombreux oiseaux cavernicoles les utilisent
pour la reproduction: pics, sittelles, mésanges, grimpereau, chouette
hulotte, pigeon colombin, huppe fasciée, etc.
Les tempêtes et cyclones contribuent au maintien de la diversité des
forêts. Ainsi, dix ans après le passage de l’ouragan Joan au Nicaragua,
les zones dévastées de la forêt comptent deux ou trois fois plus d’espèces
d’arbres que les zones restées intactes. La prolifération de nouvelles
espèces apparaît maximale là où la destruction initiale fût la plus forte.
9.9 LES CONVENTIONS INTERNATIONALES
Au cours des dernières décennies, plusieurs conventions spécialisées
ont été signées, visant à garantir une meilleure protection de la Nature.
On mentionnera en particulier:
La Convention de Ramsar, du nom d’une ville d’Iran où un traité
international fut signé en 1971, a pour objet la conservation des zones
humides d’importance internationale, particulièrement comme habitats
des oiseaux d’eau. En y adhérant, les pays s’engagent à créer des réserves
dans leurs zones humides et à désigner au moins l’une d’entre elles sur
la liste des zones humides d’importance internationale.
La Convention de Washington ou Convention sur le commerce inter-
national des espèces de flore et de faune sauvages menacées d’extinction
(CITES) a été signée en 1973. Son objectif est de réglementer le
commerce international portant sur les animaux et végétaux, morts ou
vivants, et sur toutes leurs parties ou dérivés reconnaissables. Elle interdit
presque tout commerce d’espèces menacées d’extinction.
La Convention sur la diversité biologique qui est en vigueur depuis
1994 est le premier instrument mondial qui prenne en compte tous les
aspects de la diversité biologique: ressources génétiques, espèces et
écosystèmes. Elle met en avant quelques principes importants:

• conservation et gestion durable de la biodiversité. La conservation de
la biodiversité doit privilégier la conservation in situ des écosystèmes
et des habitats naturels, soit dans des zones protégées où des mesures
spéciales peuvent être prises pour conserver la diversité biologique,
soit par une gestion durable des milieux et des ressources exploitées.
Il s’agit également de maintenir et préserver les connaissances et
pratiques traditionnelles des communautés autochtones qui présentent
un intérêt pour l’utilisation durable de la diversité biologique. Il faut
également, si nécessaire, prendre des mesures pour conserver ex situ
des éléments constitutifs de la diversité biologique, de préférence
dans les pays d’origine de ces éléments.
• principe de la souveraineté sur les ressources biologiques. Il est rap-
pelé que les États ont des droits souverains sur leurs ressources natu-
relles et que la législation nationale détermine les conditions d’accès
aux ressources génétiques. Les États sont également responsables de
la conservation de la diversité biologique présente sur leur territoire.
Ils doivent faire en sorte que les activités exercées dans les limites de
leur juridiction ne causent pas de dommages à l’environnement dans
d’autre États. La convention reconnaît explicitement que le dévelop-
pement économique et social et l’éradication de la pauvreté sont prio-
ritaires dans les pays en développement, dans un contexte de
développement durable.
• accès et transfert de technologies. Le principe d’un partage juste et
équitable des résultats de la recherche industrielle est posé. Les avan-
tages résultant de la mise au point de produits issus de ressources
génétiques fournies par une des parties doivent faire l’objet d’accords
négociés. Les pays signataires s’engagent à faciliter le transfert et
l’accès aux technologies nécessaires à la conservation et à l’utilisation
durable de la diversité biologique.
La Convention sur la désertification entrée en vigueur seulement en
1996, se propose de mettre un terme à un phénomène inquiétant: environ
un quart des terres émergées sont en voie de désertification, c’est-à-
dire soumis à une dégradation des sols qui prive progressivement la
Terre de ses potentialités agricoles et pastorales, et détruit simultané-
ment la diversité biologique. Il ne s’agit pas de l’extension des déserts
traditionnels, mais bien de terres cultivables que la pression humaine
transforme peu à peu en espaces stériles. La Convention sur la déserti-
fication vise à promouvoir des moyens de lutte comme la régénération
des sols, l’amélioration de la productivité des cultures, des plantations
d’arbres, des combustibles de substitution, etc. Elle est confrontée à un
manque crucial de financement.

9.10 Conservation des espèces et des milieux naturels en France 241
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9.10 QUELQUES MESURES CONCERNANT
LA CONSERVATION DES ESPÈCES
ET DES MILIEUX NATURELS EN FRANCE
Outre l’application des conventions internationales, la France a mis en
place un certain nombre d’activités et de mesures visant à protéger la
diversité biologique sur le territoire métropolitain. En voici quelques
exemples.
9.10.1 Les inventaires patrimoniaux
La connaissance du patrimoine naturel de notre pays a justifié la création
en 1979, par le ministère de l’Environnement et le Muséum national
d’histoire naturelle, du secrétariat de la Faune et de la Flore. Il a pour
mission de collecter et de gérer la synthèse des données relatives aux
espèces et milieux. Son action a concerné, en particulier, l’inventaire
des Zones Naturelles d’Intérêt Écologique, Faunistique et Floristique
(ZNIEFF). Il s’agit d’un recensement des milieux remarquables du
patrimoine français. Les ZNIEFF ne font pas l’objet d’obligation
réglementaire impliquant une protection particulière, mais constituent
un outil d’aide à la décision pour les projets d’aménagement et de
gestion du territoire.
9.10.2 Les protections réglementaires des sites naturels
La première réserve métropolitaine fut créée dans le massif de Fontaine-
bleau en 1861, suivie par celle des Sept Îles en 1910, et la Camargue en
1927. Depuis les années 1960, la protection des espaces s’est développée
sous diverses formes.
Les parcs nationaux sont des zones qui ont «pour objectif prioritaire
la protection et la gestion de richesses naturelles exceptionnelles ainsi
que l’initiation du public à la découverte et au respect du patrimoine
national». Il y en a 7 en France métropolitaine, et 2 dans les DOM.
Un certain nombre de réserves naturelles (164 en 2008) sont placées
sous la responsabilité du ministère de l’Environnement. Elles sont
destinées à protéger des milieux naturels particulièrement intéressants
par leur richesse faunistique ou floristique.
Les parcs naturels régionaux, au nombre de 45, couvrent 12% du
territoire. Ils ont pour but de protéger un patrimoine naturel, culturel et
paysager, tout en contribuant au développement économique, à
l’accueil, à l’éducation et à l’information du public. À la différence des

parcs nationaux, pratiquement inhabités, l’objectif des parcs naturels
régionaux est de concevoir un développement original pour la région
en l’appuyant sur la préservation et la valorisation du patrimoine.
En 2006, un nouvel outil juridique a été créé, le parc naturel marin,
avec l’objectif de parvenir d’ici 2012 à la constitution d’un réseau de
10 parcs naturels marins.
9.10.3 Droit du paysage
La loi du 8 janvier 1993 sur la protection et la mise en valeur des
paysages, s’intéresse au paysage dans sa globalité et sous ses différents
aspects, naturel, urbain, rural, banal ou exceptionnel, et intègre la notion
d’intérêt paysager dans les études d’aménagement et d’occupation des
sols. La loi «Paysages» vient parachever les dispositions déjà engagées
avec la loi relative au développement et à la protection de la montagne
(loi «Montagne» du 9 janvier 1985) et celle relative à l’aménagement,
la protection et la mise en valeur du paysage (loi «Littoral» du
3 janvier 1986). L’État se voit attribuer un rôle important par la possi-
bilité de prendre des directives de protection et de mise en valeur sur
des «territoires remarquables par leur intérêt paysager», devenant
ainsi le garant de la protection des paysages. Les communes doivent,
quant à elles, intégrer ces préoccupations de protection et de mise en
valeur dans l’aménagement de leur espace sous le contrôle du préfet.
La protection du paysage devient ainsi un des éléments de la politique
de gestion du territoire dont il faudra tenir compte lors de chaque
opération d’aménagement.
La convention européenne du paysage, dite convention de Florence,
est entrée en vigueur en 2006. C’est un traité inscrit dans le cadre du
Conseil de l’Europe (46 États). Elle porte sur les espaces naturels,
ruraux, urbains et périurbains qu’ils soient terrestres, aquatiques ou
marins. La convention concerne aussi bien les paysages pouvant être
considérés comme remarquables, que les paysages du quotidien et les
paysages dégradés. En préambule, elle reconnaît que les paysages
européens constituent une ressource commune… Elle fixe des objectifs
de «qualité paysagère» dans la protection, la gestion et l’aménagement
des territoires. La qualité du cadre de vie des Européens est ainsi le
«fil rouge» de la convention.
9.10.4 La maîtrise foncière
Des associations se sont créées afin d’acquérir des espaces naturels à
protéger. C’est le cas pour le Conservatoire de l’espace littoral et des

9.10 Conservation des espèces et des milieux naturels en France 243
rivages lacustres, établissement public administratif, créé en 1975,
dont la mission est définie par le code rural. Aux terrains acquis, le
Conservatoire confère un statut particulier qui les protège dans l’avenir
contre toute aliénation intempestive. En 2006, le Conservatoire assurait
la protection de 100000 hectares sur 400 ensembles naturels, représen-
tant environ 880 km de rivages maritimes.
Les conservatoires régionaux d’espaces naturels, associations de
type loi 1901, s’inspirent du Conservatoire du littoral. Ils ont pour but
d’assurer la préservation des richesses biologiques et des milieux natu-
rels les plus menacés en intervenant sur la maîtrise foncière. En 2007,
la «Fédération nationale des conservatoires Espaces naturels» regrou-
pait 30 conservatoires régionaux et départementaux. Ils tirent la plus
grande part de leurs moyens d’action de leur partenariat avec les
collectivités locales, l’Union européenne et l’État.
9.10.5 Le trop-plein juridique?
Ce n’est pas les outils réglementaires qui font défaut en France. Outre
Natura 2000, les réserves naturelles, ou les acquisitions du Conservatoire
du littoral, on trouve des réserves de chasse, des réserves de pêche, des
sites classés et inscrits, des zones naturelles d’intérêts écologique,
floristique et faunistique (ZNIEFF), des zones de protection spéciale
(ZPS), des zones spéciales de conservation (ZSC), des zones impor-
tantes pour la conservation des oiseaux (ZICO), les réserves naturelles
volontaires, les arrêtés de biotope, les espaces classés boisés, les parcs
naturels régionaux, des sanctuaires, etc., sans compter les sites Ramsar
et les réserves de la biosphère. Dans l’estuaire de la Seine, 12 types de
mesures incitatives et réglementaires viennent s’empiler, créant un
«trop-plein» juridique et administratif comme on les aime… Malgré
cette pléthore d’outils, les autorités administratives sont souvent plus
à l’écoute des associations de chasseurs ou d’agriculteurs, que des
citoyens. Paix sociale oblige…?

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En guise de conclusion
Le concept de biodiversité se situe à la croisée des chemins, entre les
sciences de la Nature très longtemps marginalisées et soucieuses de
retrouver l’écoute de la société, et les sciences de l’homme qui redé-
couvrent la complexité, mais également la richesse des relations
homme-Nature. Il a suscité l’émergence de nouvelles questions et de
nouvelles préoccupations concernant le monde vivant et les rapports
que l’homme entretient avec la Nature. En réalité, la biodiversité sert
de bannière à tous ceux qui s’inquiètent des conséquences éventuelles
d’une dégradation générale de la biosphère en raison des activités
humaines. Elle donne également lieu à un grand jeu de rôle auquel
participent ONG de conservation de la Nature, scientifiques, politiques,
citoyens, industriels, etc. Chacun y défend ses convictions et ses intérêts,
à grands renforts de discours mobilisateurs ou de déclarations plus ou
moins catastrophistes… Mais du discours à la réalité, la distance est
grande! Ainsi, les États s’étaient fixés officiellement comme objectif
de parvenir d’ici 2010 à une réduction significative du rythme actuel
d’appauvrissement de la diversité biologique. Nous en sommes bien
loin…
Pourtant, sous des motivations diverses, mais animés par le même
objectif, qui est d’enrayer l’érosion du monde vivant, les ONG de
protection de l’environnement et des scientifiques, ont développé un
argumentaire opérationnel, et commencé à mettre en place quelques
moyens d’action. La perception jusqu’ici essentiellement utilitariste de
la Nature s’enrichit d’une dimension éthique basée sur le respect de la
vie. La conservation de la biodiversité s’appuie ainsi tout à la fois sur

246 En guise de conclusion
des arguments écologiques, économiques, éthiques et patrimoniaux.
La demande vis-à-vis des scientifiques n’est plus tant d’assurer la
chronique nécrologique des espèces et d’assister impuissants aux grandes
catastrophes écologiques, que de réhabiliter les milieux dégradés. La
réinstallation du saumon, par exemple, est devenue le symbole et
l’objectif de qualité de nombreux écosystèmes fluviaux européens.
L’avenir de la biodiversité est ainsi devenu une véritable question
d’environnement, au même titre que le réchauffement climatique
d’origine anthropique. La conservation n’est plus seulement du ressort
des écologistes. Elle fait appel à des valeurs morales, et questionne les
modèles de développement économique. Elle interpelle les bases mêmes
des sociétés occidentales, que ce soit au niveau des représentations de la
Nature ou des valeurs morales qu’elles entendent privilégier. Pourtant,
une partie de la société continue de se comporter en prédatrice. Le
profit à court terme et la corruption sont en réalité les causes profondes
de l’érosion de la biodiversité, avec la pauvreté qui concerne malheu-
reusement une part importante de la population mondiale. On est donc
en droit de s’interroger sur la portée réelle des mesures de protection
qui sont prises, sachant que l’on ne s’attaque pas en priorité aux causes
principales. En effet, la lutte contre la pauvreté, objectif prioritaire des
Nations Unies pour le Millénaire, ne suscite guère un engouement
considérable des pays développés. Or, nous allons plus que doubler la
demande alimentaire d’ici cinquante ans. En perspective, des besoins
plus importants en ressources et en terres cultivables, qui seront diffici-
lement compatibles avec la protection de la biodiversité!
Depuis quelques années, la réalité du changement climatique nous
amène également à reconsidérer bien des idées reçues. On a certes
conscience que la biodiversité actuelle est le fruit des nombreux chan-
gements climatiques et géologiques qui sont intervenus dans le passé.
Mais nous avons des difficultés à accepter que notre environnement puisse
changer. Nous aimons les idées d’équilibre, de stabilité, et nous les
appliquons aux milieux naturels. Pourtant, on commence à voir les effets
du réchauffement climatique sur la biologie et la répartition des espèces.
Les bouleversements à venir suscitent des inquiétudes, et les discours
catastrophistes vont bon train!
En réalité, nous sommes dès maintenant mis en demeure de répondre
à de nouvelles questions qui dépassent largement le cadre étroit de la
conservation de la biodiversité dans lequel nous étions jusqu’ici enfer-
més. À quoi vont servir en effet les aires protégées si le réchauffement
se poursuit? Quelles attitudes allons-nous adopter face aux espèces
migratrices et envahissantes qui ne vont pas manquer de coloniser de

En guise de conclusion 247
nouveaux territoires? Comment réagir face aux changements de flore
et de faune, mais aussi face aux conséquences du climat sur les activités
agricoles? Ou face aux maladies émergentes et à leurs vecteurs? Une
partie des réponses s’articule autour de deux mots clés: lutter et/ou
s’adapter. Lutter par exemple contre les émissions de gaz à effet de serre,
si la société le souhaite. Mais aussi, anticiper les changements prévisibles
de la température, du niveau marin, de la pluviométrie… de manière
à prendre en compte ces variables dans nos travaux de restauration,
d’aménagement du territoire, de développement économique, qui deman-
dent tous une vision à long terme. L’alternative, bien entendu, est de
laisser faire, et de répondre seulement sous la pression, aux problèmes
qui ne manqueront pas de se poser. À la société d’assumer ces choix!
Les scientifiques naturalistes qui avaient été à l’origine de l’émergence
de la question de la biodiversité ne sont plus les seuls protagonistes du
débat. Ils vont vivre une période nouvelle, inédite pour les biologistes mais
déjà expérimentée par les physiciens de l’atome, de relations étroites et
récurrentes entre le progrès des connaissances qu’ils développent, et la
réponse de la société face aux perspectives et aux incertitudes qui se
font jour. Il est indispensable que la question de la biodiversité ne reste
pas le domaine réservé de tel ou tel groupe d’intérêt, mais apparaisse
comme un véritable problème de société dont la résolution nécessite la
participation de tous les protagonistes.

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Pour en savoir plus
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Index
A
acide
aminé 49, 51
désoxyribonucléique 49
nucléique 53
ribonucléique 49
adaptation 60, 63, 64
agrocarburant 100
aire protégée 214, 216
algue toxique 157
allergie 158
aménagement du territoire 225
anagenèse 54
animal domestique 174
Archéobactérie 66
atmosphère primitive 140
autotrophe 124
B
bactérie 28, 66, 174, 203
résistante 160
banque
de gènes 171
de graines 171
base azotée 51
biens et services 190, 191, 198
bilan de santé des écosystèmes 233
biocénose 25, 26
biocomplexité 10
biodiversité 10
bio-informatique 178
biologie
de la conservation 228
intégrative 177
biomanipulation 127
biome 32, 40
biopiratage 187
biosphère 19, 25
biosystématique 18
biotechnologie 12, 164, 167, 176, 202
biovigilance 181
bois 201
boucle microbienne 136
brevet sur le vivant 187
C
caoutchouc 201
cascade trophique 127
catalogue 185
centre
de ressources biologiques 175
international de recherche
agricole 184

256 Index
Certificat d’obtention végétale 183,
186
chaîne
alimentaire 25
trophique 123
changement
climatique 108, 165, 221
global 97
Chikungunya 150
ciguatera 158
cladogenèse 54
classification 19
du vivant 17
cohésion cybernétique 142
commensalisme 120
compétition 120
conservation 207, 209
« à la ferme » 172
de la Nature 208
ex situ 212, 225, 230
in situ 172, 211, 230
conservatoire
de l’espace littoral et des rivages
lacustres 242
régional d’espaces naturels 243
contrôle
« bottom-up » 126
« top-down » 126
Convention
de Berne 219
de Ramsar 239
de Washington 239
sur la désertification 240
sur la diversité biologique 184, 239
cycle biogéochimique 25, 132
D
dénitrification 133, 134, 138
dérive génétique 55
désertification 99
développement durable 222
directive
« Oiseaux » 219
cadre sur l’eau 234
Habitats 219
distribution géographique 32
diversité
biologique 10
des écosystèmes 114
des espèces 114
intraspécifique 114
droit
de propriété 182
intellectuelle 183
du paysage 242
dynamique des nutriments 132
E
échanges intercontinentaux 155
Échelle des Êtres 48
écologie
de la réconciliation 218
de la restauration 231
moléculaire 28
économie de marché 107
écosystème 19, 25
marin 105
écotourisme 206
engagement international sur
les ressources phytogénétiques 183
équilibre
de la Nature 81
ponctué 56
érosion de la diversité biologique 90
espèce 18, 23
biologique 24
clé 115
indicatrice 235
jumelle 24
rare 117
essaim d’espèces 62
éthique 210
ethnobiologie 224
ethnopharmacologie 163
Eucaryote 67
eutrophisation 157
évapotranspiration 141
explosion cambrienne 67
extinction 57, 93
de masse 58, 76

Index 257
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extractivisme 200
F
faune
d’Ediacara 67
de Burgess 68
feu 88, 237, 238
fixation biologique de l’azote 132
flux d’énergie 25
fonctionnement des écosystèmes 76
forêt tropicale humide 87
fragmentation des habitats 229
fromage 203
G
génie génétique 176, 182
génome 50
génomique 177
génotype 18
gestion
des ressources 210
ex situ 171
in situ 171
glaciation 81, 89
gradient
altitudinal 37
latitudinal 36
longitudinal 37
gradualisme 56
grippe
aviaire 153
espagnole 148
groupe fonctionnel 117
H
hasard 74, 75
hétérotrophe 125
hiérarchie
phénétique 20
phylogénétique 20
histoire de la vie 57
homme 72, 73
hôte/parasite 121
hotspot 43
hypothèse
« conducteurs et passagers » 118
d’idiosyncrasie 119
des « rivets » 118
diversité-stabilité 118
I
indicateur
biochimique 235
biotique 235
écologique 236
industrie pharmaceutique 162
infection nosocomiale 160
infrastructure naturelle 198
ingénierie écologique 229
innovation écologique 62
intégrité des écosystèmes 234
interaction durable 123
introduction d’espèces 100
invasion biologique 100, 104
inventaire
des espèces 26
patrimonial 241
J
jardin
botanique 226
planétaire 218, 219
K
kairomone 143
L
lac Victoria 106
légionellose 156
libre accès 195
lignée évolutive 65
liste rouge 94
listériose 157
LUCA 54
M
macromolécule 53
maîtrise foncière 242

258 Index
maladie
de Lyme 151
émergente 149, 151
mésocosme 130
métapopulation 18
métazoaire 67
microbe 64
microbiologie industrielle 202
milieu aquatique 34
minéralisation de la matière
organique 133
monophylétique 20
mutation 55
mutualisme 120
mycorhize 139
N
Natura 2000 219, 220
niche écologique 115
nitrification 133
niveau d’organisation 18
nouveaux animaux de compagnie 205
O
œuf amniotique 72
OGM 164, 176, 179
Onchocercose 146
or vert 12, 182
organisme
ingénieur 116
sentinelle 236
origine de la vie 49
P
paléoenvironnement 81
paludisme 147
panspermie 52
parasite 146
parasitisme 121
parc
national 214, 216, 241
naturel
marin 242
régional 216, 241
zoologique 227
pathologie émergente 148
pauvreté 107
pêche 105, 106
période glaciaire 81, 83
perturbation 236
peste 154
pharmacopée traditionnelles 162
phénotype 61
phéromone 143
photosynthèse 140
phylogénie moléculaire 21
phytodégradation 204
plante
d’ornement 205
médicinale 162
plasticité phénotypique 60
plus ancien ancêtre commun 54
poisson 71
pollen 158
polyphylétique 20
population 18
prédateur clé 115
pression
anthropique 96
démographique 97, 107
principe de responsabilité 211
prion 152
Procaryote 66
producteur primaire 125
production biologique 128
protection 209
de la Nature 208
des obtentions végétales 183
pullulation 104
R
radiation adaptative 62, 63
réaffectation 232
région biogéographique 41
réhabilitation 232
relation
hôte-parasite 146
surface-nombre d’espèces 39
Reptile 72

Index 259
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délit.
réseau
de communication 142
trophique 123, 124
réserve
de la biosphère 216, 217
marine 221
naturelle 241
résilience 130
résistance 161
aux antibiotiques 159
aux pesticides 160
ressource
biologique 167, 168
génétique 167, 170, 175
restauration 232
richesse en espèces 31
ripisylve 137
rongeur 154
roulette
biologique 75
écologique 102
S
salmonellose 157
santé des écosystèmes 234
savoir traditionnel 223, 224
sélection 55
naturelle 47, 61, 76
service 199
source hydrothermale 52, 125
spéciation 55
allopatrique 55
sympatrique 56
stabilité des écosystèmes 130
succession végétale 84
surexploitation 105
symbiose 120
systématique 18, 29
système
aquatique continental 89
binominal 19
T
taxinomie 18, 21, 24
taxonomie numérique 20
Tétrapode 71
théorie
des équilibres dynamiques 39
synthétique de l’évolution 48
tragédie des communaux 195
traité international sur les ressources
génétiques 184
transformisme 47
transgénèse 176
U
usage de la diversité biologique 199
utilisation des terres 97
V
valeur
d’existence 194
d’usage 193
de legs 194
de non-usage 193
et usages de la diversité
biologique 189
intrinsèque 193
utilitaire 193
ville 95
viro-plancton 137
virus 22, 152, 153
du SIDA 151
Z
zone
biogéographique 41
de grande diversité 43
refuge 83, 85, 88
zoochorie 116

Destiné aux étudiants en Licences ou Masters de
sciences de la Vie ou environnement, cet ouvrage
sera également utile aux professionnels de l’envi-
ronnement, et à tous ceux que préoccupent cette
question très actuelle.
Les problèmes posés par l’exploitation des res-
sources naturelles et leur nécessaire conservation
amènent depuis quelques années les scientifiques à
constituer des groupes de recherches interdiscipli-
naires (associant biologistes, physiciens, géologues,
anthropologues...) pour comprendre les méca-
nismes régissant le fonctionnement des écosys-
tèmes et la dynamique de la diversité biologique
sous l’action des activités humaines. De ces
recherches, et suite à la conférence internationale
de Rio en 1992, est né le concept de biodiversité.
Cette deuxième édition, entièrement actualisée,
nous montre que les changements climatiques et les
évènements géologiques ont joué un rôle prépon-
dérant dans la mise en place des écosystèmes et de
la diversité biologique. Celle-ci est ainsi le fruit
d’une interaction dans le temps et dans l’espace
entre des êtres vivants, des patrimoines génétiques
et les systèmes écologiques complexes dans les-
quels ils évoluent. Ce qui nous amène à réfléchir
sur les différents problèmes que soulèvent sa
conservation et son utilisation durable.
UNIVERSCIENCES
PHYSIQUE
MATHÉMATIQUES
CHIMIE
SCIENCES DE L’INGÉNIEUR
INFORMATIQUE
SCIENCES DE LA VIE
SCIENCES DE LA TERRE
www.dunod.com
2e
édition
CHRISTIAN LÉVÊQUE
est directeur de recherches
émérite à l’Institut de
Recherche pour le
Développement (IRD).
JEAN-CLAUDE
MOUNOLOU
est professeur émérite
à l’université Paris-Sud-
Orsay.
Christian Lévêque
BIODIVERSITÉ
et conservation
ISBN 978-2-10-053802-7

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