Les écosystèmes

Du sol forestier au récif corallien, le vivant forme un réseau d’interactions. 🌍

1. Un peu de définition

Un écosystème réunit une communauté d’êtres vivants, appelée biocénose, et son milieu physique, appelé biotope. Il comprend donc les animaux, les végétaux et les micro-organismes, mais aussi l’eau, l’air, le sol, la lumière et la température.

Les organismes y entretiennent des relations de prédation, de compétition, de coopération ou de symbiose. Ils transforment également leur milieu : les vers aèrent les sols, les plantes produisent de l’oxygène et les castors créent des zones humides.

Une mare, une forêt ou un océan peuvent être étudiés comme des écosystèmes, tout comme un tronc mort. Leurs frontières sont choisies par les scientifiques, car aucun milieu n’est entièrement isolé : l’eau, les nutriments et les espèces circulent continuellement.

2. Un peu d’histoire

En 1859, Charles Darwin décrit dans L’Origine des espèces les multiples relations reliant les organismes entre eux. Sans employer le mot écosystème, il contribue à faire comprendre que la survie et l’évolution d’une espèce dépendent aussi des autres êtres vivants.

En 1877, le zoologiste allemand Karl Möbius étudie les bancs d’huîtres de la baie de Kiel, menacés par la surexploitation. Il comprend qu’ils forment une communauté d’espèces interdépendantes et crée le mot biocénose.

Le terme écosystème est proposé en 1935 par le botaniste britannique Arthur Tansley. Celui-ci affirme que les communautés vivantes ne peuvent être séparées des sols, de l’eau ou du climat qui conditionnent leur existence.

En 1942, l’Américain Raymond Lindeman décrit la circulation de l’énergie entre les niveaux alimentaires à partir de ses observations du Cedar Bog Lake, dans le Minnesota. Mort à seulement 27 ans, il contribue pourtant à fonder l’étude moderne des écosystèmes.

3. Un peu de fonctionnement

Dans la plupart des écosystèmes, l’énergie provient du Soleil. Les végétaux la transforment en matière organique grâce à la photosynthèse, puis nourrissent les herbivores et les prédateurs. Ces relations composent un vaste réseau alimentaire.

Une partie seulement de l’énergie passe d’un niveau alimentaire au suivant ; le reste est utilisé ou dissipé sous forme de chaleur. La matière est en revanche recyclée par les décomposeurs et circule à travers de grands cycles biogéochimiques, notamment ceux du carbone, de l’azote et de l’eau.

Certaines espèces clés jouent un rôle disproportionné. La disparition d’un pollinisateur, d’un prédateur ou d’un arbre structurant peut ainsi provoquer une série de transformations dans tout le milieu.

Les écosystèmes rendent aussi de nombreux services aux sociétés humaines : pollinisation, fertilité des sols, filtration de l’eau, stockage du carbone ou encore protection contre certaines inondations.

4. Quelques exemples

Sur la Grande Barrière de corail, en Australie, les coraux vivent en symbiose avec des microalgues qui leur fournissent de l’énergie. Lorsque l’eau devient trop chaude, ils les expulsent et blanchissent. Ils ne meurent pas immédiatement, mais deviennent beaucoup plus vulnérables.

Dans l’océan Austral, le krill antarctique (Euphausia superba) nourrit baleines, manchots, phoques et poissons. Une partie de son développement dépend des algues poussant sous la banquise. Le recul de la banquise, provoqué par le réchauffement climatique, peut donc fragiliser cette espèce essentielle et l’ensemble du réseau alimentaire antarctique.

Lorsqu’une baleine meurt en pleine mer, sa carcasse peut sombrer jusqu’aux fonds océaniques. Elle nourrit d’abord poissons et crustacés, puis ses os accueillent bactéries, mollusques et vers spécialisés pendant plusieurs décennies. Même morte, une baleine peut donc devenir un véritable écosystème. 🐋

À Yellowstone, aux États-Unis, 14 loups canadiens sont réintroduits en 1995, puis 17 autres en 1996, après 70 ans d’absence. Leur retour influence les wapitis, la végétation et les charognards. Cette cascade trophique reste cependant complexe : le climat, les autres prédateurs, les castors et les activités humaines participent également aux transformations observées.

À partir des années 1960, l’Union soviétique détourne les fleuves alimentant la mer d’Aral pour irriguer les cultures de coton d’Asie centrale. L’eau se retire, la salinité augmente et la pêche disparaît. Des ports comme Moynaq, en Ouzbékistan, se retrouvent à des dizaines de kilomètres du rivage.

Durant la même période, le lac Érié, entre le Canada et les États-Unis, est étouffé par les eaux usées et le phosphore des détergents. Un accord signé en 1972 permet d’améliorer son état, mais le retour d’algues toxiques montre que cette restauration reste fragile.

En Arizona, l’expérience Biosphère 2 enferme 8 personnes dans un écosystème artificiel en 1991. En 16 mois, l’oxygène chute d’environ 21 à 14 %, notamment à cause de l’activité des micro-organismes du sol. Cet échec relatif révèle la difficulté de reproduire les équilibres du vivant. 🫁

5. Entre destruction et restauration

Un écosystème n’est jamais parfaitement stable. Incendies, tempêtes, sécheresses et maladies peuvent le transformer. Certaines perturbations sont même indispensables, notamment lorsque le feu permet à des graines de germer ou qu’une crue entretient une zone humide.

Après une perturbation, une succession écologique peut se mettre en place : différentes communautés d’espèces se remplacent progressivement à mesure que le milieu se transforme.

La résilience écologique désigne la capacité d’un milieu à absorber une perturbation et à se réorganiser. Elle ne garantit pas un retour à l’état antérieur : une forêt peut devenir une savane ou un lac clair être durablement envahi par les algues.

Les activités humaines transforment désormais les écosystèmes à l’échelle planétaire, au point que le terme Anthropocène est souvent employé pour désigner cette influence, même s’il ne constitue pas une époque géologique officiellement reconnue.

En 2005, le Kazakhstan construit le barrage de Kok-Aral pour conserver les eaux du Syr-Daria dans le nord de la mer d’Aral. Le niveau remonte et plusieurs poissons reviennent, mais la partie méridionale demeure largement asséchée.

Dans Par-delà nature et culture (2005), l’anthropologue Philippe Descola montre que la séparation entre l’humanité et la nature n’est pas universelle. Cette réflexion accompagne certaines innovations juridiques : en 2008, l’Équateur reconnaît des droits à la nature dans sa Constitution ; en 2017, la Nouvelle-Zélande accorde une personnalité juridique au fleuve Whanganui, conformément à la conception défendue par les Maoris.

Protéger un écosystème ne consiste donc pas seulement à sauver quelques espèces. Il faut préserver les habitats, les sols, l’eau et les interactions permettant au vivant de se renouveler. La restauration peut réparer certains dommages, mais elle ne remplace pas toujours la préservation. 🌱