Généralités

Historique du concept

Dès les années quatre-vingt, l’inquiétude de certains scientifiques sur l’appauvrissement de la diversité biologique et la disparition de certaines espèces, donne naissance au concept de biodiversité. Edward O. Wilson, père de la sociobiologie, est le premier à introduire ce terme dans la littérature scientifique. Ce concept va s’imposer au Sommet de la Terre à Rio en 1992, à travers la Convention internationale sur la diversité biologique signée par plus de 150 pays. Peu à peu le nom « biodiversité » trouvera place dans les dictionnaires.
Dans le cadre du développement durable, la biodiversité prend une place de plus en plus prépondérante, tant au niveau local qu’au niveau international.

Définitions

La biodiversité correspond à la diversité du monde vivant. Elle regroupe trois niveaux d’organisation :
- variété et variabilité des écosystèmes dont l’ensemble constitue la biosphère ;
- variété et variabilité des espèces ;
- variété et variabilité génétique au sein d’une même espèce.

La dynamique à long terme de la biodiversité (naissance, vie et mort des espèces) est le résultat des interactions entre ces trois niveaux d’organisation. La biodiversité est le produit de l’adaptation des espèces à un environnement en perpétuel changement, qui n’est pas sans répercussion sur l’évolution des écosystèmes.
Ce concept fait appel à de nombreuses disciplines comme les sciences de la vie et de la Terre, les sciences physiques, la géographie, l’histoire, les sciences économiques et sociales, la philosophie…

Caractéristiques

Historiquement, les hommes ont d’abord étudié la diversité des espèces animales et végétales, puis au sein des écosystèmes, les multiples relations entre les êtres vivants ainsi que les nombreuses interactions entre ces êtres vivants et leur environnement. Aujourd’hui, les chercheurs s’intéressent de plus en plus à la diversité génétique des individus au sein d’une même espèce.

Diversité des espèces

Depuis environ 3,5 milliards d’années, la vie n’a pas cessé de se compliquer et de se diversifier, avec néanmoins des périodes de crise au cours desquelles de nombreuses espèces se sont éteintes, suite à des perturbations profondes de leur environnement. Celles-ci ont souvent comme origine un événement brutal : volcanisme intense ou chute de météorite de grande taille. C’est le cas par exemple de la célèbre « crise Crétacé-Tertiaire », il y a environ 65 millions d’années, qui a vu la disparition brutale et radicale, dans tous les milieux de la planète, de multiples espèces dont la totalité des dinosaures.

Ces crises sont suivies au contraire de périodes d’importante diversification des espèces qui, ayant survécu, peuvent occuper les niches écologiques laissées vacantes par les espèces disparues. C’est le cas par exemple des mammifères du Crétacé qui, peut-être en raison de leur petite taille, ont mieux survécu à la catastrophe géologique et aux changements climatiques qui en ont découlé. Ils ont ensuite profité de la disparition des grands dinosaures pour se diversifier et coloniser tous les milieux au début de l’ère Tertiaire. Ces crises montrent les relations étroites entre l’évolution biologique et géologique de la planète.

La diversité des espèces a intéressé l’homme dès l’Antiquité. Au IVe siècle avant J.C. par exemple, le philosophe grec Aristote ébauchait déjà une classification des animaux ainsi qu’une description de leurs comportements. Au XVIIe siècle, le savant suédois Linné fut l’un des précurseurs de la * taxinomie *. Au début du XIXe siècle, le naturaliste et grand voyageur allemand Alexander von Humboldt rapporta une immense collection de plantes tropicales séchées.
Plusieurs autres biologistes ont étudié cette diversité spécifique. Celle-ci se caractérise par le nombre d’espèces vivantes et leur répartition par unité de surface, les effectifs de chaque espèce et la position des espèces dans la classification du vivant.
Actuellement, les scientifiques ont recensé environ 1,6 million d’espèces et estiment entre 10 et 30 millions le nombre d’espèces d’animaux, de végétaux, de champignons et de micro-organismes vivants. Par exemple, on suppose qu’il reste 90 % des insectes à décrire. Le travail de recensement est loin d’être achevé et nécessitera les compétences de systématiciens qui étudient la diversité des organismes et des relations de parenté entre eux (ou phylogénies) ; mais ces spécialistes commencent à faire cruellement défaut.

Nombre d’espèces recensées

La diversité des espèces varie selon les taxons (unité systématique d’une classification). On constate dans cette extraordinaire richesse du vivant une forte représentation des insectes et des plantes à fleurs. La diversité des micro-organismes (virus et bactéries) est également très importante. En France le Muséum national d’Histoire naturelle est chargé des nombreuses collections scientifiques.

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Diversité des écosystèmes

Définitions

Les différents écosystèmes

Un écosystème est une unité écologique fonctionnelle douée d’une certaine stabilité qui comprend l’ensemble des organismes vivants * biocénose * exploitant un milieu déterminé * biotope *. Cette notion intègre également les interactions des espèces entre elles et avec leur habitat. Selon l’échelle, on parle de micro-écosystème pour un tronc d’arbre pourrissant ou un rocher par exemple, et de macro-écosystème pour un océan, une forêt… La diversité écosystémique correspond à la variabilité des écosystèmes et à leur répartition sur la planète.

On appelle « biomes » les grands écosystèmes homogènes du point de vue climatique, basés sur le type de végétation. On en distingue entre une dizaine et une centaine selon les auteurs, répartis entre forêts, savanes, prairies et toundras, sans oublier les déserts, les surfaces glacées, mais aussi les 10 % environ de zones cultivées.

Dans un écosystème, chaque espèce occupe une niche écologique caractérisée par les paramètres physicochimiques de l’environnement dans lequel évolue l’espèce ainsi que les paramètres biologiques (régime alimentaire et rythmes d’activité de l’espèce, relations avec les autres espèces, ……).

On qualifie d’endémiques, les espèces ne vivant que dans des zones bien déterminées, par exemple les lémuriens de Madagascar. [ Pour en savoir + ]

Fonctionnement d’un écosystème

Dans un écosystème, les êtres vivants dépendent de facteurs abiotiques : lumière, température, humidité, sels minéraux.

Ils dépendent également les uns des autres pour leur protection, leur reproduction et surtout leur alimentation. Certaines associations sont plus ou moins complexes :

* compétition *
* prédation *
* cannibalisme *
* parasitisme *
* commensalisme * : [ Pour en savoir + ]
* mutualisme * : [ Pour en savoir + ]
* symbiose * : [ Pour en savoir + ]

Dans un écosystème, l’ensemble des chaînes alimentaires constitue un réseau trophique.

D’après R. Tavernier et C. Lizeaux, Sciences de la vie et de la Terre Éditions Bordas, 1993.

Diversité génétique

La diversité génétique intègre la diversité des gènes et leur comparaison entre les différentes espèces, mais aussi au sein d’une même espèce, les caractéristiques des gènes et leur répartition. L’ensemble des gènes ou génome est caractéristique d’une espèce et il existe autant de génomes qu’il y a d’espèces différentes sur notre planète. Plus les espèces sont apparentées et plus les génomes présentent des similitudes : c’est le cas par exemple des génomes de l’homme et du chimpanzé.

Diversité génétique des espèces

La diversité des espèces vivantes a comme origine une diversité génétique. En effet, les caractéristiques propres à chaque espèce (forme, couleur, résistance à une maladie ou à un facteur climatique…) sont transmises et déterminées au niveau moléculaire par des gènes, c’est-à-dire des unités d’information composées d’ADN (acide désoxyribonucléique) et portés par un ou plusieurs chromosomes que renferment la ou les cellules de chaque organisme vivant. Par exemple, une bactérie est une cellule qui possède environ 1 000 gènes portés par un seul chromosome. Chez certains végétaux, le nombre de gènes atteint plusieurs centaines de milliers. Quant à l’homme, ses 25 000 gènes environ sont portés par les 23 paires de chromosomes situés dans le noyau de chacune de ses 100 000 milliards de cellules.

La diversité génétique résulte principalement des phénomènes de mutations, c’est-à-dire des modifications affectant la molécule d’ADN et intervenant au hasard, assez rarement, bien que certains facteurs de l’environnement (comme les rayons ultraviolets) puissent augmenter leur fréquence. Les mutations sont ainsi à l’origine de nouvelles versions de gènes appelées allèles et même de nouveaux gènes. Elles permettent par conséquent l’apparition de nouveaux individus et de nouvelles espèces.

C’est d’ailleurs grâce à cette variabilité génétique que les espèces peuvent s’adapter aux changements de leur environnement et qu’elles ont pu le faire au cours des temps géologiques. En effet, si certaines mutations apparues de manière aléatoire procurent un avantage dans les conditions écologiques du moment (résistance à la sécheresse par exemple), les individus qui les possèdent auront plus de chances de survivre, donc de se reproduire et de transmettre ces mutations à leur descendance, contrairement aux individus qui ne les possèdent pas et qui auront tendance à disparaître. Ces mutations bénéfiques vont donc, de génération en génération, se répandre dans la population : c’est le phénomène de sélection naturelle.
La théorie de l’évolution, admise actuellement par la grande majorité des scientifiques, est fondée sur cette sélection des individus et des espèces qui, grâce à certaines mutations bénéfiques, sont les mieux adaptés à leur milieu, les plus aptes à vivre, à se reproduire et à transmettre leurs caractères avantageux à leurs descendants.

Diversité génétique au sein d’une espèce

La variabilité génétique ne se rencontre pas seulement entre espèces, mais également au sein d’une même espèce. Il existe ainsi des populations distinctes d’individus qui possèdent tous les mêmes gènes propres à l’espèce, mais pas forcément les mêmes versions ou allèles de ces gènes : leur * génotype * est donc variable. Par exemple, les individus des différentes populations d’hommes vivant sur Terre possèdent tous les gènes caractéristiques de l’espèce humaine, mais peuvent présenter différents allèles de ces gènes ; ce sont eux qui vont déterminer les variations dans la couleur de la peau, la forme des yeux, la taille de l’individu…

Cette grande diversité des génotypes résulte des multiples brassages génétiques qui ont lieu au hasard lors des deux mécanismes de la reproduction sexuée :
- la méiose, assurant la formation des gamètes ou cellules sexuelles ;
- la fécondation, correspondant à la rencontre d’un gamète mâle et d’un gamète femelle à l’origine d’une cellule-œuf et donc d’un futur individu.
L’extraordinaire diversité génétique au sein d’une espèce a donc comme origine la reproduction sexuée entre individus appartenant à cette espèce.
L’Homme a su exploiter ce phénomène en créant lui aussi une diversité génétique à travers les différentes races d’animaux domestiques ou d’élevage ainsi que les nombreuses variétés de plantes cultivées.

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