Biodiversité : échelles et dynamique

Le vivant est divers à plusieurs niveaux — et cette diversité évolue sous l'effet du temps et des activités humaines.

1 L'idée

La biodiversité désigne la variété du vivant à toutes ses échelles : diversité des gènes, des espèces et des écosystèmes, ainsi que les interactions qu'ils entretiennent. Loin d'être statique, elle est dynamique : elle a évolué depuis l'apparition de la vie sur Terre et se transforme aujourd'hui sous l'effet des activités humaines à un rythme sans précédent.

Les trois échelles de la biodiversité

Diversité génétique : variabilité des allèles au sein d'une même espèce (entre individus d'une même population).
Diversité spécifique : variété des espèces dans un milieu donné, mesurée par la richesse spécifique $S$ = nombre d'espèces distinctes recensées.
Diversité des écosystèmes : variété des milieux de vie (forêt, prairie, récif, tourbière…) et des interactions organismes/environnement à grande échelle.

3 Exemples par échelle

Diversité génétique

Deux chiens de la même espèce (Canis lupus familiaris) présentent des pelages et des tailles très différents : cela traduit des allèles distincts pour de nombreux gènes.

Diversité spécifique

Une prairie naturelle compte 7 espèces végétales ($S = 7$) ; un champ de blé voisin en compte 2 ($S = 2$). La prairie est $3{,}5$ fois plus riche en espèces.

Diversité des écosystèmes

La France abrite à la fois des forêts de feuillus, des marais côtiers bretons, de la garrigue méditerranéenne et des alpages : autant d'écosystèmes aux espèces et aux flux d'énergie distincts.

4 Dynamique de la biodiversité

La biodiversité a toujours évolué : les fossiles témoignent de cinq extinctions massives passées (la plus récente à la fin du Crétacé, il y a 66 millions d'années). Le taux d'extinction naturel (bruit de fond) est estimé à 0,1 espèce disparue pour 10 000 espèces par an.

Depuis le XIXe siècle, les activités humaines ont porté ce taux à 100 à 1 000 fois le bruit de fond naturel. On parle d'une possible sixième crise d'extinction, dont les causes sont :

Destruction et fragmentation des habitats (déforestation, artificialisation des sols).
Surexploitation des ressources (pêche intensive, braconnage).
Pollutions (pesticides, engrais, microplastiques).
Introduction d'espèces exotiques envahissantes.
Changement climatique (déplacement des aires de répartition, décalage phénologique).

Méthode — Comparer la richesse spécifique de deux milieux

Lister toutes les espèces distinctes de chaque milieu et compter : obtenir $S_1$ et $S_2$.
Comparer : le milieu dont $S$ est le plus élevé est le plus riche en espèces.
Quantifier l'écart en calculant le rapport $\dfrac{S_1}{S_2}$.
Interpréter en lien avec le contexte : milieu naturel ou perturbé, pratiques agricoles, ancienneté de l'écosystème.

Erreurs fréquentes

Réduire la biodiversité au seul nombre d'espèces : les échelles génétique et écosystémique en font aussi partie.
Croire que la biodiversité ne change qu'à cause de l'Homme : elle évolue naturellement depuis des milliards d'années (spéciations, extinctions).
Oublier les espèces invasives comme cause d'érosion : elles peuvent éliminer des espèces locales par compétition ou prédation directe.
Confondre extinction locale (disparition d'un milieu donné) et extinction globale (disparition de l'espèce partout sur Terre).