21.1 : Importance de la biodiversité
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La biodiversité est un terme général désignant la variété biologique et elle peut être mesurée à différents niveaux organisationnels. Traditionnellement, les écologistes mesuraient la biodiversité en tenant compte à la fois du nombre d'espèces et du nombre d'individus de chacune de ces espèces. Cependant, les biologistes utilisent des mesures de la biodiversité à plusieurs niveaux de l'organisation biologique (y compris les gènes, les populations et les écosystèmes) pour aider à concentrer les efforts visant à préserver les éléments importants de la biodiversité sur les plans biologique et technologique.
Lorsque la perte de biodiversité due à l'extinction est considérée comme la perte du pigeon voyageur, du dodo ou même du mammouth laineux, il ne semble pas y avoir de raison de s'en préoccuper, car ces événements se sont produits il y a longtemps. Quelle est l'importance pratique de cette perte pour le bien-être de l'espèce humaine ? Ces espèces auraient-elles amélioré notre vie ? Du point de vue de l'évolution et de l'écologie, la perte d'une espèce particulière, à quelques exceptions près, peut sembler sans importance, mais le taux d'extinction accéléré actuel signifie la perte de dizaines de milliers d'espèces au cours de notre vie. Une grande partie de cette perte se produit dans les forêts tropicales humides, comme celle illustrée sur la figure\(\PageIndex{1}\), qui sont des écosystèmes particulièrement diversifiés qui sont défrichés pour le bois et l'agriculture. Cela risque 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, à la qualité de l'air et de l'eau et à l'amélioration de la santé humaine.
Les biologistes reconnaissent que les populations humaines sont intégrées dans les écosystèmes et qu'elles en dépendent, tout comme toutes les autres espèces de la planète. 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 : l'écosystème dans lequel elles vivaient. Cette transition culturelle a fait en sorte qu'il est difficile pour les humains de reconnaître leur dépendance à l'égard d'organismes vivants autres que les cultures et les animaux domestiques de la planète. Aujourd'hui, notre technologie atténue les extrêmes de l'existence et permet à beaucoup d'entre nous de vivre plus longtemps et plus confortablement, mais en fin de compte, l'espèce humaine ne peut pas exister sans les écosystèmes environnants. Nos écosystèmes fournissent notre nourriture. Cela inclut les plantes vivantes qui poussent dans les écosystèmes du sol et les animaux qui mangent ces plantes (ou d'autres animaux) ainsi que les organismes photosynthétiques des océans et les autres organismes qui les mangent. Nos écosystèmes ont fourni et fourniront de nombreux médicaments qui préservent notre santé, qui sont généralement fabriqués à partir de composés présents dans les organismes vivants. Les écosystèmes fournissent notre eau propre, qui est contenue dans les écosystèmes lacustres et fluviaux ou traverse les écosystèmes terrestres pour se retrouver dans les eaux souterraines.
Types de biodiversité
Une signification courante de la biodiversité est simplement le nombre d'espèces présentes dans un lieu ou sur Terre ; par exemple, l'American Ornithologists' Union répertorie 2 078 espèces d'oiseaux en Amérique du Nord et en Amérique centrale. Il s'agit d'une mesure de la biodiversité des oiseaux sur le continent. Des mesures plus sophistiquées de la diversité tiennent compte de l'abondance relative des espèces. Par exemple, une forêt comptant 10 espèces d'arbres également communes est plus diversifiée qu'une forêt qui compte 10 espèces d'arbres où une seule de ces espèces représente 95 pour cent des arbres au lieu d'être également réparties. Les biologistes ont également identifié d'autres mesures de la biodiversité, dont certaines sont importantes pour planifier la manière de préserver la biodiversité.
Biodiversité génétique et chimique
La diversité génétique est un autre concept de biodiversité. La diversité (ou variation) génétique est la matière première de l'adaptation d'une espèce. Le potentiel d'adaptation futur d'une espèce dépend de la diversité génétique contenue dans les génomes des individus des populations qui la composent. Il en va de même pour les catégories taxonomiques supérieures. Un genre composé de types d'espèces très différents aura une plus grande diversité génétique qu'un genre dont les espèces se ressemblent et ont une écologie similaire. Le genre présentant le plus grand potentiel d'évolution ultérieure est celui qui présente la plus grande diversité génétique.
La plupart des gènes codent pour les protéines, qui à leur tour exécutent les processus métaboliques qui permettent aux organismes de vivre et de se reproduire. La diversité génétique peut également être conçue comme la diversité chimique dans la mesure où des espèces ayant une composition génétique différente produisent différents assortiments de substances chimiques dans leurs cellules (protéines ainsi que produits et sous-produits du métabolisme). Cette diversité chimique est importante pour les humains en raison des utilisations potentielles de ces produits chimiques, tels que les médicaments. Par exemple, le médicament eptifibatide est dérivé du venin de serpent à sonnettes et est utilisé pour prévenir les crises cardiaques chez les personnes atteintes de certaines maladies cardiaques.
À l'heure actuelle, il est beaucoup moins coûteux de découvrir des composés fabriqués par un organisme que de les imaginer puis de les synthétiser en laboratoire. La diversité chimique est un moyen de mesurer la diversité qui est importante pour la santé et le bien-être humains. Grâce à l'élevage sélectif, les humains ont domestiqué des animaux, des plantes et des champignons, mais même cette diversité subit des pertes en raison des forces du marché et de la mondialisation croissante de l'agriculture humaine et de la migration. Par exemple, les sociétés semencières internationales ne produisent que très peu de variétés d'une culture donnée et incitent les agriculteurs du monde entier à acheter ces quelques variétés tout en abandonnant leurs variétés traditionnelles, qui sont beaucoup plus diversifiées. La population humaine dépend directement de la diversité des cultures en tant que source alimentaire stable et son déclin inquiète les biologistes et les agronomes.
Diversité des écosystèmes
Il est également utile de définir la diversité des écosystèmes : le nombre d'écosystèmes différents sur Terre ou dans une zone géographique. Des écosystèmes entiers peuvent disparaître même si certaines espèces peuvent survivre en s'adaptant à d'autres écosystèmes. La perte d'un écosystème signifie la perte des interactions entre les espèces, la perte des caractéristiques uniques de la coadaptation et la perte de productivité biologique qu'un écosystème est capable de créer. L'écosystème des prairies est un exemple d'écosystème largement éteint en Amérique du Nord (Figure\(\PageIndex{2}\)). Les prairies s'étendaient autrefois sur le centre de l'Amérique du Nord, depuis la forêt boréale du nord du Canada jusqu'au Mexique. Elles ont pratiquement disparu, remplacées par des champs de culture, des pâturages et des banlieues. De nombreuses espèces survivent, mais l'écosystème extrêmement productif qui était à l'origine de la création de nos sols agricoles les plus productifs a maintenant disparu. En conséquence, leurs sols sont aujourd'hui épuisés à moins qu'ils ne soient entretenus artificiellement à des coûts plus élevés. La baisse de la productivité des sols est due à la perte des interactions dans l'écosystème d'origine ; il s'agit d'une perte bien plus importante que celle des quelques espèces qui ont disparu lorsque l'écosystème des prairies a été détruit.
Diversité des espèces actuelle
Malgré des efforts considérables, les connaissances sur les espèces qui peuplent la planète sont limitées. Une estimation récente suggère que les espèces d'eucaryotes auxquelles la science a donné des noms, soit environ 1,5 million d'espèces, représentent moins de 20 pour cent du nombre total d'espèces d'eucaryotes présentes sur la planète (8,7 millions d'espèces, selon une estimation). Les estimations du nombre d'espèces procaryotes ne sont que des suppositions, mais les biologistes s'accordent à dire que la science ne fait que commencer à cataloguer leur diversité. Même avec ce que l'on sait, il n'existe pas de répertoire centralisé des noms ou des échantillons des espèces décrites ; il n'y a donc aucun moyen de s'assurer que les 1,5 million de descriptions sont un chiffre exact. Il s'agit d'une estimation basée sur les opinions d'experts sur différents groupes taxonomiques. Étant donné que la Terre perd des espèces à un rythme accéléré, la science en sait peu sur ce qui est perdu. Le tableau\(\PageIndex{1}\) présente les estimations récentes de la biodiversité dans différents groupes.
| Source : Mora et coll., 2011 | Source : Chapman 2009 | Source : Groombridge et Jenkins 2002 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Décrit | Prédit | Décrit | Prédit | Décrit | Prédit | |
| Animaux | 1 124 516 | 9 920 000 | 1 424 153 | 6 836 330 | 1 225 500 | 10 820 000 |
| Protistes photosynthétiques | 17 892 | 34 900 | 25 044 | 200 500 | — | — |
| Champignons | 44 368 | 616 320 | 98 998 | 1 500 000 | 72 000 | 1 500 000 |
| Plantes | 224 244 | 314 600 | 310 129 | 390 800 | 270 000 | 320 000 |
| Protistes non photosynthétiques | 16 236 | 72 800 | 28 871 | 1 000 000 | 80 000 | 600 000 |
| Procaryotes | — | — | 10 307 | 1 000 000 | 10 175 | — |
| Totale | 1 438 769 | 10 960 000 | 1 897 502 | 10 897 630 | 1 657 675 | 13 240 000 |
Tableau\(\PageIndex{1}\) : Ce tableau montre le nombre estimé d'espèces par groupe taxonomique, y compris les espèces décrites (nommées et étudiées) et prédites (encore à nommer).
Il existe diverses initiatives visant à cataloguer les espèces décrites de manière accessible et plus organisée, et Internet facilite cet effort. Néanmoins, au rythme actuel de description des espèces, qui, selon les rapports sur l'état des espèces observées 1, est de 17 000 à 20 000 nouvelles espèces par an, il faudrait près de 500 ans pour décrire toutes les espèces actuellement existantes. La tâche devient toutefois de plus en plus impossible au fil du temps, car l'extinction élimine des espèces de la Terre plus rapidement qu'elles ne peuvent être décrites.
Nommer et dénombrer les espèces peut sembler une activité sans importance compte tenu des autres besoins de l'humanité, mais il ne s'agit pas simplement d'une comptabilité. La description d'une espèce est un processus complexe qui permet aux biologistes de déterminer les caractéristiques uniques d'un organisme et de déterminer si cet organisme appartient ou non à une autre espèce décrite. Il permet aux biologistes de trouver et de reconnaître l'espèce après la découverte initiale afin de répondre aux questions concernant sa biologie. Ces recherches ultérieures produiront les découvertes qui rendent l'espèce précieuse pour les humains et pour nos écosystèmes. Sans nom ni description, une espèce ne peut pas être étudiée en profondeur et de manière coordonnée par plusieurs scientifiques.
Modèles de biodiversité
La biodiversité n'est pas uniformément répartie sur la planète. Le lac Victoria contenait près de 500 espèces de cichlidés (une seule famille de poissons présente dans le lac) avant que l'introduction d'une espèce exotique dans les années 1980 et 1990 ne provoque une extinction massive. Toutes ces espèces n'ont été trouvées que dans le lac Victoria, c'est-à-dire qu'elles étaient endémiques. Les espèces endémiques ne se trouvent que dans un seul endroit. Par exemple, le geai bleu est endémique en Amérique du Nord, tandis que la salamandre de Barton Springs est endémique à l'embouchure d'une source à Austin, au Texas. Les espèces endémiques dont l'aire de répartition est très limitée, comme la salamandre de Barton Springs, sont particulièrement vulnérables à l'extinction. Les niveaux taxonomiques supérieurs, tels que les genres et les familles, peuvent également être endémiques.
Le lac Huron abrite environ 79 espèces de poissons, que l'on trouve toutes dans de nombreux autres lacs d'Amérique du Nord. Qu'est-ce qui explique la différence de diversité entre le lac Victoria et le lac Huron ? Le lac Victoria est un lac tropical, tandis que le lac Huron est un lac tempéré. Le lac Huron dans sa forme actuelle n'a que 7 000 ans environ, tandis que le lac Victoria dans sa forme actuelle a environ 15 000 ans. Ces deux facteurs, la latitude et l'âge, sont deux des nombreuses hypothèses proposées par les biogéographes pour expliquer les modèles de biodiversité sur Terre.
UNE CARRIÈRE EN ACTION : Biogéographie
La biogéographie est l'étude de la distribution des espèces du monde à la fois dans le passé et dans le présent. Le travail des biogéographes est essentiel pour comprendre notre environnement physique, comment l'environnement affecte les espèces et comment les changements environnementaux influent sur la distribution d'une espèce.
La biogéographie comporte trois principaux domaines d'étude : la biogéographie écologique, la biogéographie historique (appelée paléobiogéographie) et la biogéographie de conservation. La biogéographie écologique étudie les facteurs actuels qui influent sur la distribution des plantes et des animaux. La biogéographie historique, comme son nom l'indique, étudie la distribution passée des espèces. La biogéographie de conservation, quant à elle, est axée sur la protection et la restauration des espèces sur la base des informations écologiques historiques et actuelles connues. Chacun de ces domaines prend en compte à la fois la zoogéographie et la phytogéographie, c'est-à-dire la distribution passée et présente des animaux et des plantes.
L'un des modèles les plus anciens observés en écologie est que la biodiversité de presque tous les groupes taxonomiques d'organismes augmente à mesure que la latitude diminue. En d'autres termes, la biodiversité augmente plus près de l'équateur (Figure\(\PageIndex{3}\)).
On ne sait pas encore pourquoi la biodiversité augmente à proximité de l'équateur, mais les hypothèses incluent l'âge plus avancé des écosystèmes des régions tropicales par rapport aux régions tempérées, qui étaient largement dépourvues de vie ou considérablement appauvries au cours de la dernière période glaciaire. Plus l'âge est avancé, plus le temps de spéciation est long. Une autre explication possible est que les tropiques reçoivent plus d'énergie du soleil par rapport à un apport énergétique moindre dans les régions tempérées et polaires. Mais les scientifiques n'ont pas été en mesure d'expliquer comment un apport énergétique accru pourrait se traduire par un plus grand nombre d'espèces. La complexité des écosystèmes tropicaux peut favoriser la spéciation en augmentant l'hétérogénéité de l'habitat, ou le nombre de niches écologiques, dans les tropiques par rapport aux latitudes plus élevées. La plus grande hétérogénéité offre davantage de possibilités de coévolution, de spécialisation et peut-être de pressions de sélection plus importantes conduisant à la différenciation des populations. Cependant, cette hypothèse souffre d'une certaine circularité : les écosystèmes comptant un plus grand nombre d'espèces encouragent la spéciation, mais comment ont-ils réussi à obtenir plus d'espèces au départ ? Les régions tropicales ont été perçues comme étant plus stables que les régions tempérées, qui ont un climat et une saisonnalité de la journée prononcés. Les tropiques ont leurs propres formes de saisonnalité, telles que les précipitations, mais on suppose généralement qu'il s'agit d'environnements plus stables et cette stabilité pourrait favoriser la spéciation.
Quels que soient les mécanismes, il est certainement vrai que la biodiversité est la plus importante sous les tropiques. Le nombre d'espèces endémiques est plus élevé sous les tropiques. Les tropiques contiennent également davantage de points chauds de biodiversité. Dans le même temps, notre connaissance des espèces vivant dans les tropiques est la plus faible et, en raison de l'intense activité humaine récente, le potentiel de perte de biodiversité est le plus élevé.
L'importance de la biodiversité
La perte de biodiversité finit par menacer d'autres espèces sur lesquelles nous n'avons pas d'impact direct en raison de leur interconnexion ; à mesure que des espèces disparaissent d'un écosystème, d'autres espèces sont menacées par l'évolution des ressources disponibles. La biodiversité est importante pour la survie et le bien-être des populations humaines, car elle a des répercussions sur notre santé et notre capacité à nous nourrir grâce à l'agriculture et à la récolte de populations d'animaux sauvages.
Santé humaine
De nombreux médicaments sont dérivés de produits chimiques naturels fabriqués par un groupe diversifié d'organismes. Par exemple, de nombreuses plantes produisent des composés végétaux secondaires, qui sont des toxines utilisées pour protéger la plante des insectes et des autres animaux qui les mangent. Certains de ces composés végétaux secondaires agissent également comme médicaments à usage humain. 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. 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 seuls animaux à utiliser les plantes pour des raisons médicinales. Les autres grands singes, les orangs-outans, les chimpanzés, les bonobos et les gorilles ont tous été observés en train de s'automédicer 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\(\PageIndex{4}\)). De nombreux médicaments étaient autrefois dérivés d'extraits de plantes mais sont maintenant 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 des composés végétaux. 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 profits, ces médicaments améliorent la vie des gens. Les sociétés pharmaceutiques recherchent activement de nouveaux composés naturels pouvant 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.
Enfin, il a été avancé que les humains ont des avantages psychologiques à vivre dans un monde riche en biodiversité. Le principal promoteur de cette idée est l'entomologiste E. O. Wilson. Il soutient que l'histoire de l'évolution humaine nous a adaptés à la vie dans un environnement naturel et que les environnements bâtis génèrent des stress qui affectent la santé et le bien-être humains. De nombreuses recherches sur les avantages psychologiquement régénératifs des paysages naturels suggèrent que cette hypothèse est peut-être vraie.
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 habitants de cette région vivaient traditionnellement dans des villages relativement isolés séparés par des montagnes. 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 motivée par les exigences diverses liées aux changements d'altitude spectaculaires, à la mobilité limitée des personnes et aux exigences créées par la rotation des cultures pour différentes variétés qui se porteront bien dans différents champs.
Les pommes de terre ne sont qu'un exemple de la diversité agricole. 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 : lors de la famine tragique de la pomme de terre en Irlande (1845-1852 après JC), la seule variété de pomme de terre 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 en remplacement des variétés locales traditionnelles.
La capacité de créer de nouvelles variétés dépend de la diversité des variétés disponibles et de la disponibilité de 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 notre approvisionnement continu en nourriture.
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 variétés de semences sont perdues par accident et il n'est pas possible de les remplacer. En 2008, le Svalbard Global Seed Vault, situé sur l'île du Spitzberg, en Norvège (Figure\(\PageIndex{5}\)), 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 du Svalbard peuvent être remplacées si quelque chose devait arriver aux semences régionales. La cave à graines du Svalbard est profondément ancrée dans la roche de l'île arctique. Les conditions à l'intérieur de la voûte sont maintenues à une température et à 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
La cave à graines du Svalbard est située 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 ?
Bien que les cultures soient largement sous notre contrôle, notre capacité à les cultiver dépend de la biodiversité des écosystèmes dans lesquels elles sont cultivées. Cette biodiversité crée les conditions dans lesquelles les cultures peuvent se développer grâce à ce que l'on appelle les services écosystémiques, c'est-à-dire des conditions ou des processus précieux mis en œuvre par un écosystème. Les cultures ne sont pas cultivées, pour la plupart, dans des environnements bâtis. Ils sont cultivés dans le sol. Bien que certains sols agricoles soient stérilisés à l'aide de traitements antiparasitaires 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. Il n'est pratiquement pas possible de remplacer le travail de ces organismes dans la formation des sols arables. 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. On estime que la pollinisation par les abeilles domestiques aux États-Unis rapporte 1,6 milliard de dollars par an ; les autres pollinisateurs contribuent jusqu'à 6,7 milliards de dollars. Aux États-Unis, plus de 150 cultures nécessitent une pollinisation pour produire. 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, un nouveau phénomène 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, mais 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 ainsi que des insectes bénéfiques tels que les abeilles domestiques, et en mettant en danger la santé des travailleurs agricoles et des consommateurs. De plus, ces pesticides peuvent migrer des champs où ils sont appliqués et endommager d'autres écosystèmes tels que les cours d'eau, les lacs et même l'océan. 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 (forêts et jachères à proximité de champs cultivés) sur les ennemis naturels des ravageurs, plus la complexité est grande, plus l'effet des organismes nuisibles est important. Une autre 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 qu'une diversité de ravageurs est plus efficace qu'un seul ravageur. La perte de diversité des ennemis nuisibles rendra inévitablement la culture des aliments plus difficile et plus coûteuse. La population mondiale croissante fait face à d'importants défis liés à l'augmentation des coûts et à d'autres difficultés liées à la production alimentaire.
Sources de nourriture sauvage
En plus de faire pousser des cultures et d'élever des animaux destinés à l'alimentation, les humains tirent des ressources alimentaires des populations sauvages, principalement des populations de poissons sauvages. Pour environ un milliard de personnes, les ressources aquatiques constituent la principale source de protéines animales. Mais depuis 1990, la production issue de la pêche mondiale a diminué. Malgré des efforts considérables, peu de pêcheries sur Terre 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 humaines 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 issus de la pêche se sont déplacés vers des espèces plus petites et les plus grandes espèces sont surexploitées. Le résultat final pourrait clairement être la perte des systèmes aquatiques en tant que sources de nourriture.
Résumé
La biodiversité existe à de multiples niveaux de l'organisation et est mesurée de différentes manières en fonction des objectifs des personnes qui prennent les mesures. Il s'agit notamment du nombre d'espèces, de la diversité génétique, de la diversité chimique et de la diversité des écosystèmes. Le nombre d'espèces décrites est estimé à 1,5 million et environ 17 000 nouvelles espèces sont décrites chaque année. Les estimations du nombre total d'espèces eucaryotes sur Terre varient mais sont de l'ordre de 10 millions. La biodiversité est négativement corrélée à la latitude pour la plupart des taxons, ce qui signifie que la biodiversité est plus élevée sous les tropiques. Le mécanisme de cette tendance n'est pas connu avec certitude, mais plusieurs hypothèses plausibles ont été avancées.
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 biodiversité peut apporter d'importants avantages psychologiques aux 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.
Connexions artistiques
Figure\(\PageIndex{5}\) : La cave à graines du Svalbard est située 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 ?
- Réponse
-
Le sol est gelé en permanence afin que les graines se conservent, même en cas de panne d'électricité.
Notes
- 1 Institut international pour l'exploration des espèces (IISE), État des espèces observées (SOS) 2011. Tempe, Arizona : IISE, 2011. Consulté le 20 mai 2012. species.asu.edu/SOS.
Lexique
- biodiversité
- la variété d'un système biologique, généralement conçue comme le nombre d'espèces, mais qui s'applique également aux gènes, à la biochimie et aux écosystèmes
- diversité chimique
- la variété des composés métaboliques dans un écosystème
- diversité des écosystèmes
- la variété des écosystèmes
- espèces endémiques
- une espèce originaire d'un lieu
- extinction
- la disparition d'une espèce de la Terre ; l'extinction locale est la disparition d'une espèce d'une région
- diversité génétique
- la variété de gènes et d'allèles au sein d'une espèce ou d'un autre groupe taxonomique ou écosystème ; le terme peut faire référence à la diversité allélique ou à la diversité pangénomique
- hétérogénéité de l'habitat
- le nombre de niches écologiques
- composé végétal secondaire
- un composé produit en tant que sous-produit des processus métaboliques des plantes qui est généralement toxique, mais qui est séquestré par la plante pour se défendre contre les herbivores