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Le casse-tête de la biodiversité

"Ce qui compte ne peut pas toujours être compté", disait Einstein… Il en est ainsi de la biodiversité, difficilement mesurable. Pourtant, des laboratoires de recherches s'attellent à quantifier les actions que l'on peut mener pour préserver la biodiversité, et à traquer les éventuels effets pervers de ces actions.

L'extinction d'espèces raresTourbillon représentatif des activités humaines susceptibles d'entraîner l'extinction d'espèces rares
© CNRS

Quand des cochons introduits sur une île attirent de nouveaux prédateurs qui eux-mêmes commencent à décimer les renardeaux de l’île… les experts sont appelés à la rescousse. Ce scénario s’est déroulé en 2003 sur l’île californienne de Santa Cruz où il a fallu les compétences d’un écologue pour dénouer la situation : que faire des milliers de cochons ? Que faire des prédateurs protégés par la législation ? Comment restaurer la population de renards locaux ? Autant de questions qu’une approche empirique ne pouvait résoudre. C’est pourquoi l’écologie ne repose plus sur des savoirs partiels mis bout à bout* mais sur des analyses systémiques. Le monde vivant n’est plus étudié comme un système figé mais comme un vaste champ où les interactions entre écosystèmes, climats, populations végétales et animales sont infinies, non linéaires et adaptatives. L’écologie se fonde désormais sur des modèles mathématiques, des théories économiques et des considérations anthropologiques.

Écologue à l’université de Paris-Sud, Franck Courchamp dirige le département d’écologie des populations et des communautés au sein du laboratoire d’écologie, systématique et évolution. Avec six chercheurs et deux doctorants, il explore des thèmes aussi variés que la détermination du sexe chez les reptiles, l’introduction des tortues marines en Floride, ou les invasions biologiques et la restauration des îles océaniques. Ses recherches, fondamentales et appliquées, ont toutes trait à la dynamique des populations, communautés et écosystèmes, dans un cadre de conservation de la biodiversité. Les études se basent sur des travaux de modélisation, de recueil de données de terrain, d’analyse statistique. Ainsi, Franck Courchamp examine l’impact des espèces invasives à l’aide de courbes et de formules algébriques (Chapitre 1).

Depuis les années 2000, cette "écologie scientifique" amène à reconsidérer la meilleure façon de protéger la nature. Par exemple, Franck Courchamp a pu montrer que désigner comme "rares" certaines espèces pouvaient causer leur extinction. Il interroge : l’établissement de listes rouges d’espèces à protéger n’est-il pas contre-efficace ? L’éco-tourisme serait-il ravageur ? (chapitre 2). Jusqu’aux années quatre-vingt-dix, les stratégies de conservation ressemblaient fort à une "mise sous cloche" de la nature. La progression dans les connaissances concernant les écosystèmes et la prise de conscience de leur complexité ont obligé à repenser cette politique. Si les réflexions sont encore balbutiantes et éparses, la prochaine mise sur pied d’un organisme international d’expertise scientifique dédié à la biodiversité, IMo-SEB (International mechanism on scientific expertise biodiversity / Mécanisme international d'expertise scientifique sur la biodiversité), devrait contribuer à fédérer les idées et peut-être, les actions (chapitre 3).


* La notion d'écosystème n'est pas nouvelle, mais sa traduction dans les politiques écologiques date des années 1990.

01.Invasions biologiques à Santa Cruz

Relations animales interspécifiques sur l'île de Santa CruzFranck Courchamps a étudié la dynamique des relations interspécifiques entre quatre espèces vivant sur l'île de Santa Cruz (USA) : l'aigle royal, le renard, la moufette et le cochon.
© Labo ESE / Université Paris-Sud / CNRS
"Je me suis spécialisé dans les îles océaniques car elles représentent une part importante à la fois de la biodiversité et des espèces menacées", campe d’emblée Franck Courchamp, écologue à l’université de Paris-Sud. En effet, environ 90 % des extinctions contemporaines de vertébrés s’effectueraient dans des îles océaniques. Près de la moitié de ces extinctions aurait pour cause principale l'invasion par des espèces exogènes.*

On parle d’invasion biologique lorsque l'introduction d'espèces animales et végétales constitue des perturbations importantes des communautés autochtones. C’est le cas notamment des chats domestiques introduits en Australie qui font disparaître plus de 100 espèces natives d'oiseaux, 50 mammifères, 50 reptiles, 3 amphibiens et de nombreux invertébrés. Autres cas célèbres : la perche du Nil dans le lac Victoria, en Afrique, qui a proliféré aux dépens de nombreuses autres espèces de poissons endémiques ; l’écrevisse américaine qui a envahi un certain nombre de rivières en Europe au détriment des autres espèces d'écrevisses ; et bien sûr la fameuse tortue de Floride aux tempes rouges et au corps vert que l’on rejette sans compter dans les étangs et les lacs de France et de Navarre alors qu’elle mesure plus de 15 cm et peut vivre jusqu’à 60 ans, menaçant la biodiversité aquatique (elle se nourrit de plantes, de larves, de libellules, de grenouilles, de tritons, etc.) (voir notre dossier, Opération "tortue de Floride") et l'autre espèce commune de tortue, la cistude.

Franck Courchamp a étudié ce phénomène à Santa Cruz, une île située au large de la Californie (États-Unis). En 2003, des chercheurs locaux ont fait appel à cet écologue alors qu’ils tentaient vainement de faire face au déclin d’une population de renards insulaires. Appartenant à une espèce endémique que l’on ne trouve que sur trois îles voisines, ces renards faisaient partie d’un programme de sauvegarde. "Généralement, explique le chercheur, les relations proies prédateurs sont bien réglées et permettent une coévolution. À Santa Cruz, une invasion biologique a perturbé cet équilibre : la proie, à savoir le renard, n’a pas eu le temps de s’adapter et s’est fait attaquer plus facilement par le prédateur (l'aigle royal)."

Sur l’île, l’invasion biologique correspondait à l’introduction par l’homme, de cochons sauvages. En effet, les gorets étaient très facilement capturés par les aigles royaux dont la population a donc explosé. Parallèlement, les renardeaux et les moufettes, proies locales des aigles, n’ont pas eu le temps de s’adapter à cette rapide multiplication des prédateurs et la population de renards et de moufettes a commencé à chuter. "À ce stade de connaissance, les autorités du parc se demandaient pourquoi les renards disparaissaient, se rappelle Franck Courchamp. Mes collègues américains m’ont envoyé toutes les données chiffrées relevées sur le terrain concernant les renards, les moufettes, les cochons et les aigles royaux. J’ai élaboré un modèle mathématique pour comprendre précisément la dynamique de ces populations, et j'ai pu montrer que les cochons étaient indirectement responsables", détaille le spécialiste qui a tout réalisé à distance, depuis le laboratoire d’écologie, systématique et évolution d’Orsay.

Dynamique des relations interspécifiques sur l'île de Santa CruzReprésentation schématique de la dynamique des relations interspécifiques sur l'île de Santa Cruz (USA). À gauche : le renard, la moufette, le cochon et leur prédateur l'aigle royal. À droite, jeu d'équations correspondant. En dessous, simulations qui en résultent (présence ou absence du cochon).
© Labo ESE / Université Paris-Sud / CNRS

Grâce à ce modèle, il s’est aperçu que l’éradication des cochons serait cependant insuffisante, car les aigles royaux auraient reporté leur dévolu sur les renardeaux et les moufettes ! Les différentes solutions testées par Franck Courchamp ont montré qu’il fallait opter pour une solution radicale. En novembre 2007, les autorités se sont finalement pliées à cet exercice coûteux : 15 000 cochons ont été éliminés et tous les aigles, protégés par la législation américaine, ont été transportés sur le continent ! "On peut donc estimer qu'on a perdu deux espèces, commente le chercheur. Cependant on a gagné une espèce au niveau global, puisque les aigles et les cochons vivent également ailleurs (ce qui n'était pas le cas du renard insulaire). Maintenir les quatre espèces ensemble n'était pas possible : on ne pouvait contrôler les populations de manière suffisamment fine pour éviter la perte des renards par prédation par les aigles. De plus, les cochons causaient énormément d'autres dommages écologiques".

Actuellement, l’Union mondiale pour la nature (UICN) estime à plus de 15 000 le nombre d’espèces menacées d’extinction de par le monde. Et les invasions biologiques seraient la deuxième plus grande menace qui pèse sur la biodiversité, juste après la dégradation des habitats. La surexploitation est un autre facteur important de dégradation de la biodiversité. De récentes études menées par l’équipe de Franck Courchamp tentent justement de cerner l’impact de la "prédation" humaine sur les espèces menacées.


* Source : www.ese.u-psud.fr/epc/conservation/pages/Invbiol.html

02.Protéger sans nuire… La quadrature du cercle

Bébé phoqueMalgré les quotas de pêche et l'interdiction de chasser les petits, la population des espèces phoques menacées se réduit chaque année.
© Captain Budd Christman / NOAA
"Le commerce d’espèces menacées est le deuxième marché illégal au monde, juste après celui de la drogue !", s’étonne encore Franck Courchamp. "Les retombées pour les populations locales sont minimes car ce sont les réseaux mafieux qui s’enrichissent", explique notre Sherlock Holmes qui a infiltré ces cartels à sa manière… "J’ai tout d’abord listé les clubs de chasse des zones potentiellement concernées par le braconnage." Via Internet, il leur fait comprendre qu’il est millionnaire et aimerait participer à une chasse aux trophées. Le club répond par la négative, arguant de l’illégalité de cette activité, mais peu de temps après, il reçoit un message anonyme lui faisant une offre…

Grâce à cette méthode, il a pu vérifier que beaucoup d’espèces en théorie protégées étaient en réalité braconnées. On comprend mieux pourquoi une espèce de rhinocéros s’est éteinte en 2007, ou pourquoi les populations de tigres et d’ours se réduisent chaque année malgré les programmes de sauvegarde. Reste qu’il fallait le démontrer scientifiquement, d’autant que les modèles issus de l’économie de l’environnement prédisaient alors l’inverse : on considérait qu’une espèce se raréfiant, capturer les derniers individus devenait trop onéreux et l’activité était abandonnée avant que l’espèce ne soit irrémédiablement détruite (si tel est le cas, l'espèce est donc en mesure de se reconstituer ; tandis que si l'activité continue au-delà d'un certain seuil, elle est vouée à disparaître définitivement).

Franck Courchamp et son équipe ont remis en cause cette vision en introduisant dans le modèle économique classique un nouveau facteur, "l’effet Allee". Au début du XXe siècle, les travaux du zoologue américain Ward Allee ont démontré qu’en dessous d’un seuil de population, certaines espèces disparaissaient inexorablement. "C’est le manque d’interaction sociale qui mène à l’extinction", souligne Franck Courchamp. Par exemple, certains canidés d’Afrique vivent d’une chasse coopérative en meute. S’ils sont moins de cinq individus, ils déclinent. De même, les marmottes vivant hors d’un groupe familial présentent une plus forte mortalité car elles ne bénéficient pas du réchauffement collectif dans le terrier. Mais ce phénomène bien connu sous le nom "d’effet Allee" existe indépendamment de l’intervention humaine. Du moins jusqu’en novembre 2006, date à laquelle Franck Courchamp publie un article sur un effet Allee d’origine anthropogénique. À partir de son modèle mathématique, il montre qu’en attribuant à certaines espèces de la rareté, et donc une valeur marchande, les activités humaines peuvent créer un tel effet.

Esturgeon sibérienLe prix du caviar ne cesse d'augmenter… et les populations d'esturgeons de diminuer. On parle d'"effet Allee" d'origine anthropogénique : plus on attribue de la valeur marchande à une espèce, plus elle est exploitée… jusqu'à son extinction.
© J.M Labat et Y. Lanceau / Biosphoto
"Le cas typique est celui du caviar dont le prix ne cesse d’augmenter, et les populations d’esturgeons de diminuer." Les chercheurs ont ainsi mis en évidence six types d’activités responsables de l’effet Allee anthropogénique : le marché du luxe, la chasse aux trophées, la médecine traditionnelle (moustache de tigre), les nouveaux animaux de compagnie - le gecko Goniurosaurus luii vendu entre 1 500 et 2 000 $ n’existe plus en Chine du Sud, son territoire d’origine - et, paradoxalement, certaines activités considérées "vertes" telles que la collection de spécimen (les orchidées, les œufs d’oiseaux,…) et… l’éco-tourisme qui peut représenter un "dérangement" dramatique pour la reproduction ou les modes de vie des espèces : récemment par exemple, les gardes du parc de Donana, en Espagne, ont dû déplacer une portée de lynx ibériques car les visiteurs affluaient en masse pour voir les petits, créant de véritables embouteillages dans la réserve ! Autre cas documenté, les tétras, grands oiseaux typiques des forêts écossaises, dont la population est passée de 20 000 à seulement 900 en moins de trente ans du fait de leur parade amoureuse, particulièrement spectaculaire, qui attirait nombre de visiteurs au point de gêner la reproduction.

De tels résultats interrogent. Faut-il maintenir des réserves ouvertes au public ? Est-il judicieux de publier une liste rouge d’espèces très protégées ? En effet, l’équipe d’écologues a corrélé les résultats de contrôles douaniers avec les listes d’espèces menacées établies par la convention sur le commerce international. "Le passage d’une espèce en catégorie très protégée provoque une augmentation importante des trafics." Franck Courchamp estime que seul un changement de mentalité permettra de juguler l’envie de "s’approprier" la nature. Il prend pour exemple la dimension éthique qu’on a réussi à infuser dans le commerce des manteaux de fourrure. Finalement, il s’agit d’équilibrer les besoins de chacun. Les Inuits ont besoin de chasser les bébés phoques pour survivre, mais si cette chasse n’est pas raisonnée l’espèce disparaîtra et les coutumes inuits avec ! À l’entendre, on comprend que le maintien de la biodiversité offre indéniablement des intérêts pour l’homme. Pour autant, le chercheur ne se prononce pas trop sur les moyens d’agir, qu’il estime plus politiques que scientifiques…

03.Les perspectives du millénaire

Parc naturel régional des AlpillesParc naturel régional des Alpilles. Les Parcs naturels régionaux s'organisent autour d'un projet de développement durable, fondé sur la protection et la valorisation du patrimoine naturel et culturel.
© PNR Alpilles
En 2005, les Nations unies publiaient l’Évaluation des écosystèmes pour le millénaire, un état des lieux de la biodiversité réalisé par plus de 2 000 experts. L’une des conclusions frappantes de ce rapport est que déjà 60 % des écosystèmes de la planète sont menacés de dégradation. Principale cause de cette dégradation de la biodiversité : la détérioration des habitats. Or la mise sous cloche d’îlots préservés semble désormais insuffisante : "Sans changer la manière de gérer le reste du territoire, on ne pourra pas régler les problèmes de biodiversité à long terme", écrit Robert Barbault, directeur du département écologie et gestion de la biodiversité du Muséum national d’Histoire naturelle de Paris*. L’objectif n’est donc plus de préserver des reliques de "l’Arche de Noé" mais "de gérer écologiquement des territoires plus vastes, même moins fortement protégés par la réglementation", assure Robert Barbault. En somme, ne réservons pas l’écologie aux zones protégées qui s’étendent sur seulement 10 % des terres émergées… appliquons-la même dans les zones exploitées par l’homme !
Appliquée à la ville de New York, cette gestion a permis d’éviter la construction d’une coûteuse usine de traitement des eaux. Les autorités ont pu alimenter la ville en eau potable en favorisant le bon état des écosystèmes du bassin versant constitué de 5 000 km² de vallées cultivées, de forêts et d’un réseau de rivières reliées à 19 réservoirs ! Appliquée à la sylviculture, l’écologie scientifique conduit à des futaies mélangées telles que la pratique l’association Pro Silva France qui produit du bois tout en préservant la dynamique naturelle des arbres. Au contraire, les pratiques agricoles détachées des considérations écologiques ont coûté au Royaume-Uni une pollution de l’eau, de l'air et une érosion du sol s’élevant à 2,6 milliards de dollars en 1996. Durant cette décennie, l’eutrophisation de l'eau en Angleterre et au Pays de Galles aura coûté à elle seule entre 175 à 230 millions de dollars par an. Le constat est unanime, une dégradation de la biodiversité ampute les services rendus par celle-ci, tels que l’approvisionnement en nourriture et en eau, la régulation d’inondations ou de maladies, l’apport spirituel et récréatif et bien sûr, le maintien des conditions favorables à la vie sur Terre. Nombre d’écologues prônent donc une nouvelle stratégie de conservation, basée sur la réconciliation entre l’homme et les écosystèmes.
"Cette approche tend à reconnecter la biodiversité aux motivations des hommes", résume Johan Chevalier, ancien gestionnaire de la protection des tortues marines en Guadeloupe et Guyane, qui effectue actuellement une thèse sur la gestion du patrimoine naturel à l’université de technologie de Troyes. "On évolue vers plus de gouvernance dans la gestion des espaces à protéger. Par exemple, dans son application française, Natura 2000 exige un débat citoyen. La loi sur les parcs naturels évolue elle aussi vers davantage de proximité et de démocratie participative." Quant à l’expertise scientifique, elle prend également un tournant radical avec la mise en place d’un futur organisme international dédié à la biodiversité. IMo-SEB devrait être à la biodiversité ce qu’est le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) au climat. Pour l’heure, les modalités de fonctionnement de cet organisme sont encore discutées mais la feuille de route est en passe de voir le jour. L’objectif est de coordonner les expertises d’anthropologues, d’économistes, d’écologues, de mathématiciens et d’autres experts afin d’aider les politiques à prendre des décisions grâce à des rapports faisant état des consensus et des discordances. Toute la difficulté sera de donner aux gestionnaires de la biodiversité et à la société des indicateurs clairs, les plus objectifs possibles…


* Plus d'informations sur les idées de Robert Barbault :
http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/biodiversite/barbault /interview%20barbault.htm

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