47.2 : L'importance de la biodiversité pour la vie humaine
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Compétences à développer
- Identifier les avantages de la diversité chimique pour les humains
- Identifier les composantes de la biodiversité qui soutiennent l'agriculture humaine
- Décrire les services fournis
Les raisons pour lesquelles les biologistes s'inquiètent de la perte de biodiversité ne sont peut-être pas claires. Lorsque la perte de biodiversité est considérée comme l'extinction du pigeon voyageur, du dodo et même du mammouth laineux, la perte peut sembler émotionnelle. Mais la perte est-elle importante sur le plan pratique pour le bien-être de l'espèce humaine ? Du point de vue de l'évolution et de l'écologie, la perte d'une espèce particulière n'a pas d'importance (toutefois, la perte d'une espèce clé peut entraîner un désastre écologique). L'extinction fait partie intégrante de la macroévolution. Mais le taux d'extinction accéléré entraîne la perte de dizaines de milliers d'espèces au cours de notre vie, et il est susceptible d'avoir des effets dramatiques sur le bien-être humain en raison de l'effondrement des écosystèmes et des coûts supplémentaires liés au maintien de la production alimentaire, de l'air et de l'eau propres et de la santé humaine.
L'agriculture a commencé après que les premières sociétés de chasseurs-cueilleurs se sont installées au même endroit et ont profondément modifié leur environnement immédiat. Cette transition culturelle a fait en sorte qu'il est difficile pour les humains de reconnaître leur dépendance à l'égard des êtres vivants non domestiqués de la planète. Les biologistes reconnaissent que l'espèce humaine est ancrée dans les écosystèmes et qu'elle en dépend, tout comme toutes les autres espèces de la planète en dépendent. La technologie atténue les extrêmes de l'existence, mais en fin de compte, l'espèce humaine ne peut pas exister sans son écosystème.
Santé humaine
Les sociétés contemporaines qui vivent à proximité de la terre ont souvent une connaissance approfondie des usages médicinaux des plantes qui poussent dans leur région. La plupart des plantes produisent des composés végétaux secondaires, qui sont des toxines utilisées pour protéger la plante des insectes et des autres animaux qui les mangent, mais dont certains agissent également comme médicaments. Pendant des siècles, en Europe, les connaissances plus anciennes sur les utilisations médicales des plantes ont été compilées dans des livres d'herbes qui identifiaient les plantes et leurs utilisations. Les humains ne sont pas les seules espèces à utiliser les plantes pour des raisons médicinales : les grands singes, les orangs-outans, les chimpanzés, les bonobos et les gorilles ont tous été observés en train de s'automédiquer avec des plantes.
La science pharmaceutique moderne reconnaît également l'importance de ces composés végétaux. Parmi les médicaments importants dérivés de composés végétaux, citons l'aspirine, la codéine, la digoxine, l'atropine et la vincristine (Figure\(\PageIndex{1}\)). De nombreux médicaments étaient autrefois dérivés d'extraits de plantes mais sont aujourd'hui synthétisés. On estime qu'à une époque, 25 pour cent des médicaments modernes contenaient au moins un extrait de plante. Ce chiffre est probablement tombé à environ 10 pour cent à mesure que les ingrédients végétaux naturels sont remplacés par des versions synthétiques. Les antibiotiques, responsables d'améliorations extraordinaires de la santé et de la durée de vie dans les pays développés, sont des composés principalement dérivés de champignons et de bactéries.
Ces dernières années, les venins et les poisons d'animaux ont suscité des recherches intensives en raison de leur potentiel médicinal. En 2007, la FDA avait approuvé cinq médicaments à base de toxines animales pour traiter des maladies telles que l'hypertension, la douleur chronique et le diabète. Cinq autres médicaments font actuellement l'objet d'essais cliniques et au moins six médicaments sont utilisés dans d'autres pays. Les autres toxines étudiées proviennent de mammifères, de serpents, de lézards, de divers amphibiens, de poissons, d'escargots, de poulpes et de scorpions.
En plus de générer des milliards de dollars de bénéfices, ces médicaments améliorent la vie des gens. Les sociétés pharmaceutiques recherchent activement de nouveaux composés synthétisés par des organismes vivants qui peuvent fonctionner comme des médicaments. On estime qu'un tiers de la recherche et du développement pharmaceutiques est consacré aux composés naturels et qu'environ 35 % des nouveaux médicaments mis sur le marché entre 1981 et 2002 provenaient de composés naturels. Les opportunités de nouveaux médicaments seront réduites en proportion directe de la disparition d'espèces.
Diversité agricole
Depuis le début de l'agriculture humaine il y a plus de 10 000 ans, des groupes humains sélectionnent et sélectionnent des variétés de cultures. Cette diversité de cultures correspondait à la diversité culturelle de populations humaines très subdivisées. Par exemple, les pommes de terre ont été domestiquées il y a environ 7 000 ans dans les Andes centrales du Pérou et de la Bolivie. Les pommes de terre cultivées dans cette région appartiennent à sept espèces et le nombre de variétés se chiffre probablement à des milliers. Chaque variété a été sélectionnée pour prospérer à des altitudes et à des conditions pédologiques et climatiques particulières. La diversité est dictée par les diverses exigences de la topographie, la mobilité limitée des personnes et les exigences créées par la rotation des cultures pour différentes variétés qui se porteront bien dans différents domaines.
Les pommes de terre ne sont qu'un exemple de la diversité d'origine humaine. Toutes les plantes, tous les animaux et tous les champignons cultivés par l'homme ont été élevés à partir d'espèces d'ancêtres sauvages d'origine en diverses variétés, en fonction des exigences en matière de valeur alimentaire, d'adaptation aux conditions de croissance et de résistance aux ravageurs. La pomme de terre est un exemple bien connu des risques liés à la faible diversité des cultures : la tragique famine de pommes de terre en Irlande, lorsque la variété cultivée en Irlande est devenue vulnérable à la brûlure de la pomme de terre, anéantissant ainsi la récolte. La perte de la récolte a entraîné la famine, la mort et une émigration massive. La résistance aux maladies est l'un des principaux avantages du maintien de la biodiversité des cultures, et le manque de diversité des espèces cultivées contemporaines comporte des risques similaires. Les entreprises semencières, qui sont à l'origine de la plupart des variétés de cultures dans les pays développés, doivent continuellement créer de nouvelles variétés pour suivre l'évolution des organismes nuisibles. Ces mêmes entreprises semencières ont toutefois participé à la baisse du nombre de variétés disponibles en se concentrant sur la vente de moins de variétés dans un plus grand nombre de régions du monde.
La capacité de créer de nouvelles variétés dépend de la diversité des variétés disponibles et de l'accessibilité des formes sauvages liées à la plante cultivée. Ces formes sauvages sont souvent à l'origine de nouveaux variants génétiques qui peuvent être sélectionnés avec des variétés existantes pour créer des variétés dotées de nouveaux attributs. La perte d'espèces sauvages liées à une culture signifiera la perte du potentiel d'amélioration des cultures. Le maintien de la diversité génétique des espèces sauvages liées aux espèces domestiques garantit la continuité de notre approvisionnement alimentaire.
Depuis les années 1920, les ministères de l'Agriculture du gouvernement gèrent des banques de semences de variétés de cultures afin de préserver la diversité des cultures. Ce système présente des défauts car, au fil du temps, des banques de semences sont perdues à la suite d'accidents et il n'y a aucun moyen de les remplacer. En 2008, le Svalbard Global Seed Vault (Figure\(\PageIndex{2}\)) a commencé à stocker des semences du monde entier en tant que système de sauvegarde pour les banques de semences régionales. Si une banque de semences régionale stocke des variétés au Svalbard, les pertes peuvent être compensées dans le Svalbard. La cave à graines est située au plus profond de la roche d'une île arctique. Les conditions à l'intérieur de la voûte sont maintenues à une température et une humidité idéales pour la survie des graines, mais l'emplacement souterrain profond de la chambre dans l'Arctique signifie que la défaillance des systèmes de la chambre ne compromettra pas les conditions climatiques à l'intérieur de la chambre.
Art Connection
Le Svalbard Global Seed Vault est situé sur l'île du Spitzberg en Norvège, qui bénéficie d'un climat arctique. Pourquoi le climat arctique pourrait-il être bon pour le stockage des graines ?
Le succès des cultures dépend largement de la qualité du sol. Bien que certains sols agricoles soient stérilisés grâce à des techniques culturales et à des traitements chimiques controversés, la plupart contiennent une grande diversité d'organismes qui entretiennent les cycles nutritifs, décomposant la matière organique en composés nutritifs dont les cultures ont besoin pour leur croissance. Ces organismes maintiennent également la texture du sol qui influe sur la dynamique de l'eau et de l'oxygène dans le sol, nécessaires à la croissance des plantes. Si les agriculteurs devaient entretenir les sols arables par d'autres moyens, le coût des denrées alimentaires serait bien plus élevé qu'il ne l'est actuellement. Ces types de processus sont appelés services écosystémiques. Ils sont présents dans les écosystèmes, tels que les écosystèmes du sol, en raison des diverses activités métaboliques des organismes qui y vivent, mais ils apportent des avantages à la production alimentaire humaine, à la disponibilité de l'eau potable et à la respirabilité de l'air.
Les autres services écosystémiques clés liés à la production alimentaire sont la pollinisation des plantes et la lutte contre les ravageurs des cultures. Aux États-Unis, plus de 150 cultures nécessitent une pollinisation pour produire. On estime que les avantages de la pollinisation par les abeilles domestiques aux États-Unis sont de 1,6 milliard de dollars par an ; les autres pollinisateurs contribuent jusqu'à 6,7 milliards de dollars de plus.
De nombreuses populations d'abeilles domestiques sont gérées par des apiculteurs qui louent les services de leurs ruches aux agriculteurs. Les populations d'abeilles domestiques en Amérique du Nord ont subi d'importantes pertes causées par un syndrome connu sous le nom de syndrome d'effondrement des colonies, dont la cause n'est pas claire. Les autres pollinisateurs incluent un large éventail d'autres espèces d'abeilles ainsi que divers insectes et oiseaux. La perte de ces espèces rendrait impossible la culture de cultures nécessitant une pollinisation, augmentant ainsi la dépendance à l'égard d'autres cultures.
Enfin, les humains rivalisent pour leur nourriture avec les ravageurs des cultures, dont la plupart sont des insectes. Les pesticides contrôlent ces concurrents ; toutefois, ils sont coûteux et perdent de leur efficacité au fil du temps à mesure que les populations de ravageurs s'adaptent. Ils entraînent également des dommages collatéraux en tuant des espèces non nuisibles et en mettant en danger la santé des consommateurs et des travailleurs agricoles. Les écologistes pensent que l'essentiel du travail d'élimination des ravageurs est en fait effectué par les prédateurs et les parasites de ces ravageurs, mais l'impact n'a pas été bien étudié. Une étude a révélé que dans 74 % des études portant sur l'effet de la complexité du paysage sur les ennemis naturels des ravageurs, plus cette complexité est grande, plus l'effet des organismes nuisibles est important. Une étude expérimentale a révélé que l'introduction de multiples ennemis du puceron du pois (un important ravageur de la luzerne) augmentait considérablement le rendement de la luzerne. Cette étude montre l'importance de la diversité des paysages en se demandant si une diversité de ravageurs est plus efficace pour lutter qu'un seul organisme nuisible ; les résultats montrent que c'est le cas. La perte de diversité des ennemis nuisibles rendra inévitablement la culture des aliments plus difficile et plus coûteuse.
Sources de nourriture sauvage
En plus de faire pousser des cultures et d'élever des animaux pour se nourrir, les humains obtiennent des ressources alimentaires auprès des populations sauvages, principalement des populations de poissons. Pour environ 1 milliard de personnes, les ressources aquatiques constituent la principale source de protéines animales. Mais depuis 1990, la production mondiale de poissons a diminué. Malgré des efforts considérables, peu de pêcheries de la planète sont gérées de manière durable.
Les extinctions de pêcheries mènent rarement à l'extinction complète des espèces récoltées, mais plutôt à une restructuration radicale de l'écosystème marin dans laquelle une espèce dominante est tellement surexploitée qu'elle devient un acteur secondaire sur le plan écologique. Outre la perte de nourriture par les humains, ces altérations affectent de nombreuses autres espèces d'une manière difficile, voire impossible à prévoir. L'effondrement de la pêche a des effets dramatiques et durables sur les populations locales qui travaillent dans le secteur de la pêche. En outre, la perte d'une source de protéines peu coûteuse au profit de populations qui n'ont pas les moyens de la remplacer augmentera le coût de la vie et limitera les sociétés par d'autres moyens. En général, les poissons capturés dans le cadre de la pêche se sont déplacés vers des espèces plus petites, les plus grandes étant pêchées jusqu'à l'extinction. Le résultat final pourrait clairement être la perte des systèmes aquatiques en tant que sources de nourriture.
Valeur psychologique et morale
Enfin, il a été avancé que les humains ont des avantages psychologiques à vivre dans un monde riche en biodiversité. L'un des principaux partisans de cette idée est l'entomologiste E. O. Wilson. Il soutient que l'histoire de l'évolution humaine nous a adaptés à vivre dans un environnement naturel et que les environnements bâtis génèrent des facteurs de stress qui affectent la santé et le bien-être humains. De nombreuses recherches sur les avantages psychologiques régénératifs des paysages naturels suggèrent que cette hypothèse est peut-être vraie. En outre, il existe un argument moral selon lequel les humains ont la responsabilité d'infliger le moins de dommages possible aux autres espèces.
Résumé
Les humains utilisent de nombreux composés découverts pour la première fois ou dérivés d'organismes vivants comme médicaments : composés végétaux secondaires, toxines animales et antibiotiques produits par des bactéries et des champignons. D'autres médicaments devraient être découverts dans la nature. La perte de biodiversité aura un impact sur le nombre de produits pharmaceutiques disponibles pour les humains.
La diversité des cultures est indispensable à la sécurité alimentaire, et elle est en train de disparaître. La perte d'espèces sauvages apparentées aux cultures menace également la capacité des sélectionneurs à créer de nouvelles variétés. Les écosystèmes fournissent des services écosystémiques qui soutiennent l'agriculture humaine : pollinisation, cycle des nutriments, lutte antiparasitaire, développement et entretien des sols. La perte de biodiversité menace ces services écosystémiques et risque de rendre la production alimentaire plus coûteuse, voire impossible. Les sources de nourriture sauvage sont principalement aquatiques, mais peu d'entre elles sont gérées dans un souci de durabilité. La capacité de la pêche à fournir des protéines aux populations humaines est menacée en cas d'extinction.
La biodiversité peut apporter d'importants avantages psychologiques aux humains. De plus, il existe des arguments moraux en faveur du maintien de la biodiversité.
Connexions artistiques
Figurine\(\PageIndex{2}\): The Svalbard Global Seed Vault is located on Spitsbergen island in Norway, which has an arctic climate. Why might an arctic climate be good for seed storage?
- Answer
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The ground is permanently frozen so the seeds will keep even if the electricity fails.
Glossary
- secondary plant compound
- compound produced as byproducts of plant metabolic processes that is usually toxic, but is sequestered by the plant to defend against herbivores