Introduction à l'écologie

Plan de l'exposé :

  1. L'écologie est une partie de la biologie
  2. Les ressources terrestres
  3. Les milieux et leurs habitants : biotopes, biocénoses, écosystèmes
  4. Les niveaux d'organisation biologique
  5. Écologie, économie et politique

L'écologie est une partie de la biologie

  • Définition donnée en 1866 par Ernst Haeckel, créateur du terme « écologie » : L'écologie est la science qui étudie « les conditions d'existence des êtres vivants et les interactions de toute nature qui existent entre ces êtres vivants et leur milieu. »
  • Définition plus moderne : L'écologie est la partie de la biologie qui étudie les organismes (« êtres vivants » = organismes cellulaires ; organismes non cellulaires = virus, plasmides, transposons, etc.) dans leurs rapports mutuels et avec leur milieu, c'est-à-dire la vie terrestre dans ses niveaux d'organisation les plus élevés (biosphère, écosystèmes, populations).

    Il s'agit de comprendre les mécanismes qui permettent aux différentes espèces d'organismes de survivre et de coexister en se partageant ou en se disputant les ressources disponibles (espace, temps, énergie, matière).

    Bien entendu, l'espèce humaine est concernée, à travers ses différents peuples, qui sont en concurrence les uns avec les autres mais qui, en même temps, échangent des ressources, en particulier de l'information, puisque le langage articulé est le propre de l'Homme.

    L'écologie est en quelque sorte une économie de la nature, valable pour toute la surface du globe : atmosphère, océans et fonds océaniques, terres émergées y compris les nappes phréatiques, les eaux continentales superficielles, les sols et tous les organismes qui s'y trouvent. Ses relations avec l'économie tout court, donc avec la politique, sont évidentes.

Les ressources terrestres

La planète Terre, apparue il y a environ 4,5 milliards d'années, est couverte d'organismes biologiques depuis environ 3,5 milliards d'années. En se diversifiant, ils créent des millions d'espèces différentes, spécialisées dans l'exploitation des ressources disponibles :

  • espace (chaque espèce utilise une aire de distribution donnée, plus ou moins continue à l'origine mais souvent discontinue par la suite)
  • temps (plusieurs espèces peuvent se succéder dans un même lieu selon les saisons ou les heures du jour et de la nuit)
  • énergie (rayonnement solaire pour les plantes vertes – nutriments organiques et proies – nutriments minéraux oxydables comme les sulfures, le méthane, etc.)
  • matière (eau, ions minéraux, sources de carbone, etc. ; les macroéléments CNHO SPKMg, les oligoéléments FeCaMnZn etc. sont indispensables, plus Na et Cl en ce qui concerne les animaux pluricellulaires et quelques autres organismes)

    Les échanges de matière et d'énergie se produisent entre le milieu extérieur (l'environnement) et des « réacteurs chimiques » représentés par les cellules, qui sont le siège d'un ensemble de réactions biochimiques, le métabolisme. Mais les organismes pluricellulaires contiennent des cavités internes, comme le tube digestif des animaux, où de telles réactions sont également possibles. Les animaux pluricellulaires (Métazoaires) ont un milieu intérieur : c'est l'ensemble des espaces extracellulaires, dont les liquides (plasma sanguin, lymphe, etc.) baignent toutes les cellules du corps ; les échanges sont alors plus compliqués.

Les milieux et leurs habitants : biotopes, biocénoses, écosystèmes

Les milieux du globe terrestre sont variés. Ils hébergent des organismes très différents. L'écologie cherche à démontrer qu'il existe des associations stables d'espèces, les biocénoses, représentatives de milieux bien définis, les biotopes. Chaque biocénose forme avec son biotope un écosystème.

Mais les milieux extérieurs ne sont pas les seuls utilisables. Les parasites vivent aux dépens d'hôtes qui leur servent de milieu biologique, surtout lorsqu'il s'agit de parasites internes. Certains sont même intracellulaires (agents du paludisme, virus, plasmides). Les transposons sont des segments d'ADN envahissants, qui se multiplient dans les chromosomes des cellules. Tout organisme constitue donc une ressource indispensable pour d'autres organismes : parasites, prédateurs, partenaires sexuels, jeunes bénéficiant de soins parentaux.

La relation est plus ou moins spécifique, c'est-à-dire qu'elle concerne une ou plusieurs espèces (ou même des races) d'une manière plus ou moins stricte. Les virus sont en général parasites d'une seule espèce, ce qui permet éventuellement de les faire disparaître définitivement par vaccination (cas de la variole et bientôt, comme on l'espère, de la poliomyélite).

 

Les niveaux d'organisation biologique

La coexistence des organismes est régie par des interactions variées : partage des ressources ou compétition, sensibilité ou insensibilité à la présence de congénères (effets de groupe, effets de la densité de population) ou d'ennemis (stratégies d'évitement), chaînes trophiques. Ces interactions sont à l'origine des structures biologiques, ou organisations, qui se manifestent à différents niveaux :

  1. biosphère (ensemble des organismes terrestres et de leur milieux de vie)
  2. écosystème, déjà défini plus haut, avec ses complexes parasitaires
  3. population spécifique (ensemble des individus de même espèce vivant ensemble)
  4. individu
  5. cellule (chez les organismes unicellulaires, la cellule est aussi un individu, donc les niveaux 4 et 5 se confondent)
  6. molécules biologiques (molécules organiques synthétisées par la cellule)

    Les disciplines biologiques les plus anciennes se sont intéressées à l'individu : forme, structure, fonctions, adaptations, développement, génétique formelle, comportement. L'invention du microscope photonique a permis l'étude des structures cellulaires (cytologie) et tissulaires (anatomie végétale, histologie animale et humaine). Par la suite, grâce à l'invention du microscope électronique, à l'emploi des radioéléments, et d'une multitude de techniques raffinées, le développement de la biologie cellulaire et moléculaire, l'étude directe des gènes et de leur évolution, l'étude de la dynamique des populations, des écosystèmes et même de la biosphère dans son ensemble (cycles des éléments chimiques et de l'eau, couche d'ozone, changements climatiques, dérive des continents), ont permis de mieux connaître la vie terrestre dans son ensemble. Les nouvelles connaissances dues à l'astrophysique, à l'astronomie et aux sciences de la Terre sont également prises en compte par la biologie actuelle.

Écologie, économie et politique

Nous venons de dépasser les 6,6 milliards d'humains. La surpopulation de certains pays, l'urbanisation croissante, les industries et les commerces dévoreurs d'espace, l'intensification de l'agriculture et de l'exploitation forestière, la consommation croissante d'énergie et d'eau potable, l'épuisement rapide de certaines ressources minières et de certains carburants fossiles (hydrocarbures), la déforestation et la destruction des sols cultivables (surtout dans les pays tropicaux), la pollution de l'air, des eaux et des sols, la disparition accélérée d'espèces sauvages et de précieuses variétés de plantes cultivées et d'animaux domestiques, constituent des menaces à plus ou moins long terme. Il faut s'en préoccuper dès maintenant. Ainsi, les climatologues ont démontré la réalité d'un changement climatique dû aux activités humaines. Ce changement risque d'aboutir d'ici 50 ans à une diminution des ressources alimentaires et forestières dans la zone actuellement tempérée. La submersion de certaines zones côtières et même de pays entiers est probable, si rien n'est fait dans l'immédiat pour réduire les émissions de CO2 (combustion du charbon, du pétrole, du bois, etc.), de méthane (élevage des ruminants, plantation de rizières, fermentation des déchets) et d'autres molécules gazeuses à effet de serre.

L'accident de la centrale nucléaire de Tchernobyl a brutalement révélé le danger extrême de ce type de production d'énergie dans des pays où l'information du public est déficiente, le régime politique instable, l'éducation et la formation technique insuffisantes, la fraude et la corruption omniprésentes, et les moyens financiers trop faibles pour construire des centrales totalement contrôlables et assurer leur fonctionnement sans la moindre défaillance durant 30 ou 40 ans. Et il faut ensuite démanteler chaque centrale, ce qui est très délicat, long et coûteux. Sans compter le danger de la dissémination des armes nucléaires.

La protection du cadre de vie urbain et rural, de la qualité des aliments destinées à la consommation humaine ou animale, de même que l'interdiction par précaution de certaines méthodes d'élevage (comme l'usage de certains antibiotiques et des hormones sexuelles, même naturelles), concernent tous les citoyens.