Qu'est-ce que la biodiversité ? Trois niveaux
La biodiversité désigne la variété des êtres vivants à tous les niveaux de la vie. Le mot a été rendu célèbre par le scientifique Edward Wilson.
- Diversité génétique : variété des gènes à l'intérieur d'une même espèce. L'Inde possède plus de 50 000 variétés de riz et environ 1 000 variétés de mangue. La plante médicinale Rauwolfia vomitoria fabrique des quantités différentes du médicament réserpine selon les endroits.
- Diversité spécifique : le nombre d'espèces différentes. Les Ghats occidentaux ont plus d'espèces d'amphibiens que les Ghats orientaux.
- Diversité écologique : variété des écosystèmes : déserts, forêts tropicales humides, mangroves, récifs coralliens, zones humides, estuaires et prairies alpines. L'Inde en a beaucoup plus qu'un pays comme la Norvège.
Combien d'espèces ?
Environ 1,5 million d'espèces ont été décrites jusqu'ici, mais les scientifiques estiment que le total pourrait être d'environ 7 millions. Plus de 70 % des espèces connues sont des animaux, et les insectes forment le plus grand groupe. L'Inde n'a que 2,4 % des terres du monde mais environ 8 % de ses espèces : c'est l'un des 12 pays de mégadiversité.
Les schémas de la biodiversité
Gradient de latitude
La diversité diminue quand on va de l'équateur vers les pôles. La Colombie, près de l'équateur, compte environ 1 400 espèces d'oiseaux ; le Groenland, tout au nord, environ 56. La forêt amazonienne abrite la vie la plus riche de la Terre.
Pourquoi les tropiques sont plus riches : (1) ils n'ont pas été troublés par les glaciations pendant des millions d'années, donc les espèces ont eu longtemps pour se former ; (2) le climat est stable et prévisible, donc les espèces peuvent se spécialiser ; (3) plus de soleil toute l'année donne plus de productivité.
Relation espèces-aire
L'explorateur Alexander von Humboldt a remarqué que le nombre d'espèces augmente avec la surface explorée, mais seulement jusqu'à un certain point. Sur un graphique log-log, c'est une droite :
log S = log C + Z log A
S = richesse en espèces, A = surface, Z = pente (coefficient de régression), C = ordonnée à l'origine. Pour de petites régions, Z vaut environ 0.1–0.2, quel que soit le groupe ou le lieu. Pour de très grandes surfaces comme des continents entiers, Z est plus raide, environ 0.6–1.2.
L'importance de la biodiversité
Stabilité et productivité
Des expériences de terrain à long terme (David Tilman) ont montré que les parcelles avec plus d'espèces variaient moins en biomasse totale d'une année à l'autre et étaient plus productives. Un écosystème riche est plus stable.
Hypothèse du riveteur (rivet popper)
Paul Ehrlich a comparé un écosystème à un avion et les espèces à ses rivets. Perdre quelques rivets n'a peut-être pas d'importance, mais en perdre beaucoup, ou un rivet clé (une espèce clé sur l'« aile »), peut faire tomber tout le système.
Pourquoi s'en soucier ?
- Utilité directe : gains immédiats comme la nourriture, les fibres, le bois de chauffage, les médicaments (plus de 25 % des médicaments viennent des plantes), les colorants et les résines. Chercher dans la nature des molécules utiles s'appelle la bioprospection.
- Utilité indirecte : services écosystémiques comme l'oxygène des forêts, la pollinisation par les abeilles et les oiseaux, l'eau propre, le sol fertile, la beauté et la joie tout simplement.
- Raison éthique : chaque espèce a le droit d'exister ; nous partageons la planète et devons la transmettre en bon état.
La perte de biodiversité : le quatuor du mal
L'UICN a recensé environ 784 extinctions au cours des 500 dernières années, comme le dodo (île Maurice), le quagga (Afrique), le thylacine (Australie) et la rhytine de Steller (Russie). Aujourd'hui, on pense que le rythme est 100 à 1 000 fois plus rapide que le rythme naturel, surtout à cause des humains : on parle de sixième extinction de masse.
La perte d'espèces réduit la production végétale, diminue la résistance à la sécheresse et aux parasites, et rend moins stables des processus comme l'usage de l'eau et les cycles des maladies.
Quatre causes (quatuor du mal)
- Perte et fragmentation de l'habitat : la plus grande cause. Les forêts tropicales humides couvraient autrefois environ 14 % des terres, aujourd'hui environ 6 %. Quand un grand habitat est coupé en petits morceaux, les animaux qui ont besoin de grands espaces (grands félins, oiseaux migrateurs) déclinent.
- Surexploitation : prélever trop. La rhytine de Steller et le pigeon migrateur ont été chassés jusqu'à disparaître. Beaucoup de poissons de mer sont pêchés en excès.
- Invasions d'espèces exotiques : la perche du Nil introduite dans le lac Victoria a éliminé plus de 200 espèces de poissons cichlidés. L'herbe à carotte (Parthenium), le Lantana et la jacinthe d'eau nuisent aux écosystèmes indiens. Le poisson-chat africain Clarias gariepinus menace les poissons-chats locaux.
- Co-extinction : quand une espèce disparaît, les espèces qui en dépendent disparaissent aussi, comme les parasites d'un hôte, ou une plante et son seul pollinisateur.
Espèces en danger et Red Data Book
L'Union internationale pour la conservation de la nature (UICN) tient la Liste rouge, d'abord publiée sous le nom de Red Data Book. Elle indique à quel point chaque espèce est proche de l'extinction.
| Catégorie | Sens en mots simples |
|---|---|
| Préoccupation mineure (LC) | Commune, pas en danger pour l'instant |
| Quasi menacée (NT) | Pourrait bientôt devenir menacée |
| Vulnérable (VU) | Risque élevé dans la nature |
| En danger (EN) | Risque très élevé |
| En danger critique (CR) | Risque extrêmement élevé |
| Éteinte à l'état sauvage (EW) | Ne vit plus que dans les zoos ou les élevages |
| Éteinte (EX) | Plus aucun individu nulle part |
VU, EN et CR forment ensemble les espèces menacées. Exemples indiens : le tigre et le dauphin du Gange sont en danger ; l'outarde indienne et le gavial sont en danger critique. Le Red Data Book aide à planifier la protection, à sensibiliser et à repérer les espèces qui ont besoin d'une aide urgente.
Conservation : in situ et ex situ
La conservation in situ (sur place) protège les espèces dans leur milieu naturel, avec tout l'écosystème. C'est la meilleure méthode car l'espèce garde ses liens naturels. Exemples : hotspots, aires protégées, bosquets sacrés.
La conservation ex situ (hors du site) protège les espèces en dehors de leur milieu, quand une espèce est si menacée qu'elle a besoin de soins spéciaux :
- Parcs zoologiques, jardins botaniques, parcs safari.
- Élevage en captivité puis relâcher (par exemple les vautours et les gavials en Inde).
- Cryoconservation : garder des gamètes d'espèces menacées à très basse température (−196 °C dans l'azote liquide) pour qu'ils restent vivants très longtemps.
- Banques de graines pour les semences de cultures et de plantes sauvages, culture de tissus végétaux et fécondation in vitro.
Les nations coopèrent aussi : le Sommet de la Terre (Rio de Janeiro, 1992) a créé la Convention sur la diversité biologique, et le Sommet mondial sur le développement durable (Johannesburg, 2002) a fixé un objectif de réduction du rythme de la perte.
Les points chauds de biodiversité (hotspots)
Un hotspot est une région qui a (1) un très grand nombre d'espèces, (2) beaucoup d'espèces endémiques (qu'on ne trouve nulle part ailleurs), et (3) une forte menace, car elle a perdu une grande partie de sa végétation d'origine. L'idée vient de Norman Myers.
Au début, 25 hotspots ont été désignés ; d'autres ont été ajoutés pour arriver à 34 (aujourd'hui environ 36). Ensemble, ils couvrent moins de 2 % des terres de la Terre mais abritent une très grande part de toutes les espèces. Les protéger fortement pourrait réduire jusqu'à 30 % le rythme actuel des extinctions.
Hotspots qui touchent l'Inde : Ghats occidentaux et Sri Lanka, Indo-Birmanie et Himalaya (les îles Nicobar font partie du hotspot de la Sonde).
Aires protégées : parcs nationaux, sanctuaires, réserves de biosphère, sites Ramsar
- Parc national : réservé uniquement à la faune et à la flore. Droits privés, pâturage, agriculture et abattage d'arbres sont interdits. Exemples : Jim Corbett (Uttarakhand, le premier, 1936), Kaziranga (Assam), Gir (Gujarat).
- Sanctuaire de faune : protège les animaux, mais certaines activités humaines comme ramasser du bois ou des produits de la forêt peuvent être permises si elles ne nuisent pas à la faune. Exemples : Bharatpur (Keoladeo) était un sanctuaire d'oiseaux avant de devenir parc national ; Periyar (Kerala).
- Réserve de biosphère : une grande zone qui protège tout l'écosystème et soutient les habitants. Elle a trois zones : cœur (aucune activité humaine), tampon (recherche, éducation, usage limité) et transition (villages, agriculture, tourisme). Exemples : Nilgiri, Sundarbans, Nanda Devi, golfe de Mannar. L'Inde en compte 18.
- Site Ramsar : une zone humide d'importance internationale selon la Convention de Ramsar (Iran, 1971). Les zones humides nettoient l'eau, limitent les crues et accueillent les oiseaux migrateurs. Exemples indiens : lac Chilika (Odisha), Keoladeo (Rajasthan), lac Loktak (Manipur), lac Wular (Jammu-et-Cachemire), lac Sambhar (Rajasthan). L'Inde compte plus de 85 sites Ramsar, et leur nombre continue de croître.
L'Inde compte plus de 100 parcs nationaux et plus de 550 sanctuaires de faune.
Les bosquets sacrés
Les bosquets sacrés sont des morceaux de forêt que les communautés locales protègent à cause de croyances religieuses ou culturelles. Personne n'y coupe d'arbres ni n'y chasse, donc ils servent de refuge sûr à beaucoup de plantes et d'animaux rares et endémiques.
Exemples : les collines Khasi et Jaintia du Meghalaya, les collines Aravalli du Rajasthan, les Ghats occidentaux au Karnataka et au Maharashtra, et Sarguja, Chanda et Bastar au Madhya Pradesh et au Chhattisgarh. Au Meghalaya, certains bosquets sacrés sont le dernier abri de nombreuses plantes rares. Ils montrent que les traditions des communautés peuvent être de puissants outils de conservation.
Ce que demande l'examen
Questions fréquentes : expliquer la relation espèces-aire et écrire l'équation ; donner les raisons d'une diversité plus grande sous les tropiques ; expliquer l'hypothèse du riveteur ; citer et expliquer le quatuor du mal avec des exemples ; définir les hotspots et nommer ceux de l'Inde ; différencier in situ et ex situ, et parc national, sanctuaire et réserve de biosphère ; ce que sont les bosquets sacrés ; ce qu'est le Red Data Book. De courtes questions sur cas décrivent souvent une espèce exotique ou un pollinisateur disparu et demandent de nommer la cause.
Formules et définitions clés
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Exemples résolus
1. Pour un groupe de plantes, C = 20 et Z = 0.2. Combien d'espèces attend-on sur une aire de 100 000 m² (log 100 000 = 5) ?
log S = log 20 + 0.2 × 5 = 1.301 + 1 = 2.301. S = 10^2.301 ≈ 200 espèces.
2. Avec Z = 0.2, si l'aire devient 32 fois plus grande, de combien le nombre d'espèces augmente-t-il ?
S ∝ A^Z, donc S est multiplié par 32^0.2 = 2 (puisque 2⁵ = 32). Une aire 32 fois plus grande ne fait que doubler les espèces.
3. Une île de 10 km² abrite 40 espèces de lézards. Avec Z = 0.3, estime le nombre d'espèces sur une île de 1 000 km².
Rapport des aires = 100. S₂ = 40 × 100^0.3 = 40 × 10^0.6 ≈ 40 × 3.98 ≈ 159 espèces, soit environ 160.
4. Nomme la cause de la perte dans chaque cas : (a) la perche du Nil dans le lac Victoria, (b) un parasite meurt quand son poisson hôte disparaît, (c) le pigeon migrateur chassé jusqu'à disparaître, (d) une forêt coupée pour une autoroute.
(a) Invasion d'espèce exotique, (b) co-extinction, (c) surexploitation, (d) perte et fragmentation de l'habitat.
5. Les effectifs sauvages d'une espèce chutent tellement qu'elle ne survit que dans des zoos. Quelle catégorie de la Liste rouge est-ce ? Est-elle « menacée » ?
Éteinte à l'état sauvage (EW). Elle va au-delà des trois catégories menacées (VU, EN, CR) ; il ne reste que des populations ex situ.
6. Classe chacun en in situ ou ex situ : parc national de Kaziranga, banque de graines, bosquet sacré du Meghalaya, sperme cryoconservé d'un cerf rare, site Ramsar de Chilika.
In situ : Kaziranga, bosquet sacré, Chilika. Ex situ : banque de graines, sperme cryoconservé.
7. Un villageois veut faire paître son bétail et ramasser du bois de chauffage près d'une forêt protégée. Où chaque activité est-elle possible : cœur d'un parc national, sanctuaire, zone de transition d'une réserve de biosphère ?
Parc national : ni l'une ni l'autre n'est permise. Sanctuaire : ramasser du bois peut être permis si cela ne nuit pas à la faune ; le pâturage est en général limité. Zone de transition de la réserve de biosphère : oui, les gens y vivent et utilisent la terre de façon durable.
Erreurs fréquentes
- Dire qu'un « hotspot » veut juste dire beaucoup d'espèces. Il faut aussi un fort endémisme et une forte menace.
- Confondre parc national et sanctuaire : un parc national n'autorise aucun usage humain ; un sanctuaire peut en autoriser certains.
- Croire que Z est le même pour les petites régions et les continents. Il vaut environ 0.1–0.2 pour les petites régions et 0.6–1.2 pour des continents entiers.
- Appeler in situ les zoos et les banques de graines. Ils sont ex situ car l'espèce est gardée hors de son milieu naturel.