Материал: Christian Lévêque, Jean-Claude Mounolou Biodiversité Dynamique biologique et conservation 2008

2.1  

La classification du vivant et ses principes

25

© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.

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.

26

2  •

La diversité biologique : un état des lieux

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 

XVIII

e

 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

© Dunod – La photocopie non autorisée est un 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!

T

ABLEAU 

2.2    E

STIMATION

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

Nombre estimé 

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

28

2  •

La diversité biologique : un état des lieux

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 (1 000 000) 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

© Dunod – La photocopie non autorisée 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.