Biodiversité : État actuel et méthodes d'inventaire

Ce document propose un état des lieux de la biodiversité, en comparant la biodiversité passée et actuelle et en détaillant les méthodes de recensement contemporaines.

I/ Comparaison de la biodiversité passée et actuelle

Nous traversons actuellement la sixième crise biologique, caractérisée par une réduction brutale et massive de la biodiversité à l'échelle planétaire. Une crise biologique est une période de raréfaction ou de disparition d'un grand nombre d'espèces dans divers milieux de vie, sur une échelle de temps géologique (quelques millions d'années).

Causes des crises passées et actuelles

Les causes des grandes crises biologiques passées étaient principalement géologiques (volcanisme, chute de météorites, érosion de chaînes de montagnes, tectonique des plaques), entraînant des modifications climatiques et des peuplements. La crise biologique actuelle, en revanche, est majoritairement influencée par les activités humaines qui modifient le climat de la planète.

Le taux de disparition des espèces au cours des 20 dernières années est 100 à 1000 fois plus élevé que le rythme estimé lors des grandes extinctions passées. Ce rythme rapide est préoccupant pour la résilience des écosystèmes, c'est-à-dire leur capacité à surmonter les chocs traumatiques et à se reconstituer. Les disparitions des crises anciennes sont documentées par des fossiles, ce qui introduit un biais d'échantillonnage.

II/ Les méthodes actuelles pour recenser la biodiversité

L'inventaire de la biodiversité d'un écosystème consiste à :

• Déterminer les espèces présentes (science : systématique).

• Compter les individus de chaque espèce.

• Classer les espèces dans les grands groupes de la classification des êtres vivants (science : taxonomie).

Classification des êtres vivants

La classification classique, initiée par le botaniste suédois Carl von Linné (1707-1778), est basée sur les ressemblances entre espèces. Les espèces sont nommées selon un système binomial : Nom de genre (majuscule) et nom d'espèce (minuscule), en latin et en italique (ex : Homo sapiens).

La classification phylogénétique ou cladistique, apparue en 1950, est aujourd'hui dominante. Elle repose sur les parentés évolutives entre espèces et groupes, modifiant la taxonomie tout en conservant l'usage de la classification classique.

Exemple de classification pour Homo sapiens :

• Domaine : Biota

• Règne : Animal

• Embranchement ou phylum : Chordés

• Classe : Mammifères

• Ordre : Primates

• Famille : Hominidés

• Genre : Homo

• Espèce : sapiens

Utilité de l'inventaire de la biodiversité

L'inventaire permet de :

• Suivre l'évolution des populations d'êtres vivants.

• Définir l'état de l'écosystème.

• Orienter les politiques de conservation des espèces et de création d'espaces protégés.

• Gérer l'exploitation des espèces (pêche, chasse, coupes forestières, etc.).

Composantes d'un écosystème

• Le biotope : le milieu et ses conditions physico-chimiques (température, lumière, humidité, acidité, etc.).

• La biocénose : les espèces vivantes et toutes les relations entre elles, et entre elles et le biotope (prédation, symbiose mutualiste, parasitisme, commensalisme, etc.).

Indicateurs de l'état d'un écosystème

Deux paramètres clés dans un inventaire sont :

• La richesse spécifique : le nombre d'espèces présentes.

• L'abondance relative de chaque espèce : le nombre d'individus d'une espèce divisé par le nombre total d'individus de l'ensemble des espèces.

Un écosystème est considéré en bon état si sa richesse spécifique est grande et si l'abondance relative des espèces est équilibrée.

Méthodes d'échantillonnage de la biodiversité

Les méthodes d'inventaire varient selon la taille des espèces, leur milieu de vie et leur abondance présumée. L'échantillonnage consiste à créer un échantillon représentatif de la variété des espèces et/ou du nombre d'individus.

Méthodes courantes :

1. Identification et comptage direct :

   • Applicable aux gros mammifères, oiseaux, papillons.

   • Réalisé par battues, observations postées ou itinérantes.

2. Méthodes de capture :

   • Utilisation de filets, filtres, pièges dans les milieux aquatiques, le sol ou pour les oiseaux.

   • Les espèces capturées sont remises en liberté si possible.

   • Des appareils (ex : zooscan, flowcam) peuvent assister l'identification et le comptage.

3. Méthode CMR (Capture, Marquage, Recapture) :

   • Permet d'estimer la taille de populations d'espèces connues.

   • Conditions d'application : population fermée (pas de migration), durée entre captures restreinte (pas de naissances/décès), marquage n'affectant ni la survie ni la probabilité de capture.

   • Exemples d'application : bancs de poissons, populations d'amphibiens, campagnols, tiques, fourmilières isolées, zones de nidification.

4. Métagénomique :

   • Méthode d'échantillonnage de l'ADN total présent dans un milieu donné.

   • Permet de déduire les espèces présentes et leur abondance en comparant les fragments d'ADN à des banques de données.

   • Identifie des espèces en petite quantité ou invisibles (micro-organismes, virus).

   • Explore des milieux inédits (microbiote intestinal, sol, abysses).

Ces méthodes nécessitent l'accès à des banques de données d'espèces pour distinguer les espèces connues des potentielles découvertes.

Conclusion

Trois caractères marquants de la biodiversité mondiale sont :

• Nous ne connaissons qu'une infime partie (quelques %) de la biodiversité totale (ex : 99,9 % des espèces bactériennes, 90 % des vers nématodes sont inconnus).

• La biodiversité mondiale est majoritairement composée de micro-organismes, la plupart unicellulaires (bactéries, champignons, eucaryotes unicellulaires).

• Les êtres pluricellulaires sont majoritairement des champignons. Les animaux représentent une part infime de la biodiversité, environ trois fois moins que les végétaux.

Il est également important de noter que l'espèce humaine est une espèce parmi des millions. Nous connaissons mieux les espèces végétales (71,3 % des espèces estimées sont connues) que les espèces animales (11,3 % connues) ou les champignons eumycètes (7,2 % connus).