Écologie
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L'écologie est l'étude des interactions entre les êtres vivants et leur milieu. L'écologie est l'une des sciences naturelles.
Le terme « écologie » vient du grec oikos (« maison », « habitat ») et logos (« science », « connaissance ») : c'est la science de la maison, de l'habitat. Il fut inventé en 1866 par le biologiste allemand Ernst Haeckel, bien que Henry David Thoreau l'ait peut-être inventé dès 1852[1]. Il semble avoir été utilisé pour la première fois en français vers 1874[1]. Dans son ouvrage Morphologie générale des organismes, Haeckel désignait en ces termes:
« (...) la science des relations des organismes avec le monde environnant, c'est-à-dire, dans un sens large, la science des conditions d'existence. »
.
Le concept d'écologie fut introduit en France par les géographes de l'école des Annales de Géographie, notamment Paul Vidal de la Blache, qui suivait de près - surtout après 1871 - les travaux allemands, notamment ceux de Friedrich Ratzel. Les Annales furent le siège d'une collaboration entre géographes et botanistes comme Gaston Bonnier. Toutefois, l'orientation néolamarckienne prise en France à cette époque fit que le concept se développa beaucoup plus chez les anglo-saxons.
L'écologie se définit rigoureusement par l'objet d'étude défini ci-dessus. On y distingue deux ensembles : celui des êtres vivants (biocénose) et le milieu physique (biotope), le tout formant l'écosystème. L'écologie étudie les flux d'énergie et de matière (réseaux trophiques) circulant dans un écosystème (mot inventé par Tansley). L'écosystème désigne un ensemble homogène localisé (une forêt, une prairie, un étang... ), c'est un habitat local.
En ce sens, l'étude des phénomènes globaux de la planète (effet de serre, déforestation) ne relèvent pas de l'écologie, mais de la géodynamique externe, de la climatologie, et de la géographie quand l'activité humaine est en cause. Ce contresens, grave, résulte de l'abus du terme "écologie" et de sa déformation par l'écologisme politique.
L'écologie ne doit pas non plus être confondue avec la biogéographie, étude de la répartition des êtres vivants sur Terre aux différentes échelles, du global au local. A la charnière entre l'écologie et la biogéographie, on situe une discipline appelée "écologie du paysage", qui étudie les flux d'êtres vivants dans un espace concret, les connexions, les corridors, les échanges génétiques entre populations. A noter que l'usage du terme "paysage" pour cette discipline est discutable.
Enfin, l'écologie doit être distinguée - même si ces disciplines y contribuent - de la biologie des populations, de l'évolution et de la phylogénie.
En dehors de la définition ci-dessus, donc, le terme "écologie" est à utiliser avec parcimonie et précaution.
La notion d'écologie humaine, d'ailleurs, fut inventée à l'origine par Friedrich Ratzel pour forger la notion sulfureuse de lebensraum, mais elle est aujourd'hui utilisée par certains universitaires comme le Suisse Claude Raffestin.
Une définition généralement admise par ce courant l'écologie humaine, consiste à définir l'écologie comme le rapport triangulaire entre les individus d'une espèce, l'activité organisée de cette espèce et l'environnement de cette activité. L'environnement est à la fois le produit et la condition de cette activité, et donc de la survie de l'espèce.
Un écologue est un spécialiste de l'écologie. Le terme est souvent confondu avec la dénomination écologiste, partisan de l'écologisme.
Sommaire |
[modifier] Histoire
- Article détaillé : Histoire de l'écologie.
[modifier] Principes fondamentaux
[modifier] Différentes disciplines
Pour beaucoup, l'écologie fait partie des sciences biologiques de base qui concernent l'ensemble des êtres vivants. Il existe en biologie divers niveaux d'organisation, celui de la biologie moléculaire, de la biologie cellulaire, la biologie des organismes (au niveau individu et organisme), l'étude des populations, l'étude des communautés, les écosystèmes et la biosphère.
Le domaine de l'écologie regrouperait les dernières catégories. En effet, elle est une science holistique qui étudie non seulement chaque élément dans ses rapports avec les autres éléments, mais aussi l'évolution de ces rapports selon les modifications que subissent le milieu, les populations animales et végétales. Ces rapports sont décrits du plus petit niveau jusqu'au niveau le plus global. Certaines de ces sous-disciplines sont :
- l'écophysiologie, qui étudie les relations entre un processus physiologique et les facteurs environnementaux ;
- l'auto-écologie (ou autécologie), qui étudie les relations entre un type d'organisme et les facteurs de son environnement ;
- l'écologie des populations (ou démo-écologie), qui étudie les relations entre une population d'individus d'une même espèce et son environnement ;
- la synécologie, qui étudie les relations entre une communauté d'individus d'espèces différentes et son environnement ;
- l'étude des écosystèmes ;
- l'écologie globale, qui étudie l'écologie à l'échelle de l'écosphère ou biosphère (totalité des milieux occupés par des êtres vivants) ;
- l'économie de l'environnement, qui étudie la consommation des ressources naturelles et les incitations économiques pour rationaliser leurs consommations et la pollution.
Ce qui est appelé écologie est donc en réalité un ensemble, les sciences écologiques. Elles rassemblent un assez grand nombre de disciplines, plus ou moins indépendantes, telles que la géologie, la biochimie, la géographie, la pédologie, la physique, etc.
[modifier] Sous-disciplines
L'écologie inclut de nombreuses sous-disciplines:
Agroécologie - biogéographie - Écologie appliquée - Écologie animale - Écologie aquatique - Écologie comportementale - Écologie chimique - Écologie communautaire - Écologie de la conservation - Ecoévolution - Écologie de l'anthropologie - Écologie des écosystèmes - Éco-épidémiologie -Écotoxicologie - Écologie globale - Écologie humaine - Écologie de terrain - Macroécologie - Écologie microbienne - Écologie moléculaire - Paléoécologie - Écologie des populations - Écologie de restauration - Écologie sociale - Écologie des sols - Écologie des systèmes - Écologie théorique - Écologie tropicale - Écologie urbaine - Écologie végétale - Écologie virale - Écologie du paysage
L'écologie joue aussi un rôle important dans des domaines interdisciplinaires tels que l'économie, la santé, le design et l'industrie.
[modifier] Biosphère et Biodiversité
Pour les écologues modernes, l'écologie peut s'étudier à plusieurs niveaux : la population (individus de la même espèce), la biocénose (ou communauté d'espèces), l'écosystème et la biosphère. Considérons le niveau biosphérique dans un premier temps.
La Terre, vue d'un point de vue écologique, constitue le sein ou mamelles de plusieurs compartiments, l'hydrosphère (ou sphère de l'eau), la lithosphère (ou sphère du sol) et l'atmosphère (ou sphère de l'air).
La biosphère, parfois qualifiée de quatrième enveloppe, est la partie de la planète sur laquelle la vie s'est développée. Il s'agit d'une couche superficielle très mince, qui descend jusqu'à 11 000 mètres de profondeur et s'élève jusqu'à 15 000 mètres d'altitude, bien que la majorité des espèces vivantes vivent dans la zone située de -100 mètres à +100 mètres.
La vie s'est tout d'abord développée dans l'hydrosphère, à faible profondeur, dans la zone photique. Des êtres pluricellulaires sont ensuite apparus et ont pu coloniser également les zones benthiques. La vie terrestre s'est développée plus tardivement, après que se soit formée la couche d'ozone protégeant les êtres vivants des rayons UV. Les espèces terrestres vont d'autant plus se diversifier que les continents vont se fragmenter, ou au contraire se réunir.
Biosphère et biodiversité sont indissociables, caractéristiques de la planète Terre. On définit la biosphère comme étant la sphère du vivant, alors que la biodiversité en est la diversité. La sphère est le contenant, alors que la diversité en est le contenu. Cette diversité s'exprime à la fois au niveau écologique (écosystème), population (diversité intraspécifique) et espèce (diversité spécifique).
La biosphère contient de grandes quantités d'éléments tels que le carbone, l'azote et l'oxygène. D'autres éléments, tels que le phosphore, le calcium, le potassium sont également indispensables à la vie. Au niveau des écosystèmes et de la biosphère, il existe un recyclage permanent de tous ces éléments, qui alternent l'état minéral et l'état organique.
En effet, le fonctionnement des écosystèmes est essentiellement basé sur la conversion de l'énergie solaire en énergie chimique, grâce à la photosynthèse. Cette dernière aboutit à la libération d'oxygène, lequel permet aux êtres évolués (comme les mammifères) de dégrader les sucres par la respiration cellulaire, libérant ainsi de l'eau,du gaz carbonique et de l'energie. Ainsi, l'activité des êtres vivants est à l'origine de la composition spécifique de l'atmosphère terrestre, la circulation des gaz étant assurée par de grands courants aériens.
L'eau s'échange également entre les compartiments. Les océans sont de grands réservoirs, qui stockent l'eau, assurent une stabilité thermique et climatique, ainsi que le transport des éléments chimiques grâce aux grands courants océaniques.
Pour mieux comprendre le fonctionnement de la biosphère, et les dysfonctionnements liés à l'activité humaine, des scientifiques américains ont réalisé, sous serre, un modèle réduit de la biosphère, appelée Biosphère II.
[modifier] Écosystème
- Article détaillé : Écosystème.
Le premier principe de l'écologie est que chaque être vivant est en relation continuelle avec tout ce qui constitue son environnement. On dit qu'il y a un écosystème dès qu'il y a interaction durable entre des organismes et un milieu.
L'écosystème est analytiquement différencié en deux ensembles qui interagissent :
- la biocénose, composée de l'ensemble des êtres vivants
- le milieu (dit biotope). Au sein de l'écosystème, les espèces ont entre elles des liens de dépendance, dont alimentaire. Elles échangent entre elles et avec le milieu qu'elles modifient, de l'énergie et de la matière. La nécromasse en est un des éléments.
La notion d'écosystème est théorique : sans être fractale, elle est multiscalaire (multi-échelle), c'est à dire qu'elle peut s'appliquer à des portions de dimensions variables de la biosphère ; un étang, une prairie, ou un arbre mort. Une unité de taille inférieure est appelée un microécosystème. Il peut, par exemple, s'agir des espèces qui ont colonisé une pierre immergée. Un mésoécosystème pourrait être une forêt, et un macro-écosystème une région et son bassin versant.
Les principales questions se posant à un écologue lors de l'étude des écosystèmes sont :
- comment a pu se réaliser la colonisation d'une terre aride ?
- comment s'est poursuivie cette évolution ?
- l'état actuel est-il stable ?
- quelles sont les relations existant entre les différents éléments du système ?
Les écosystèmes sont souvent classés par référence aux biotopes concernés. On parlera
- d'écosystèmes continentaux (ou terrestres), tels que les écosystèmes forestiers (forêts), les écosystèmes prairiaux (prairies, steppes, savanes), les agro-écosystèmes (systèmes agricoles) ;
- d'écosystèmes des eaux continentales, pour les écosystèmes lenthiques (lacs, étangs) ou écosystèmes lotiques (rivières, fleuves) ;
- d'écosystèmes océaniques (les mers, les océans).
Une autre classification pourra se faire par référence à la biocénose (par exemple, on parlera d'écosystème forestier, ou d'écosystème humain).
[modifier] Homéostasie
- Article détaillé : Homéostasie.
Le biotope, ou milieu de vie, est classiquement caractérisé par un ensemble de paramètres géologiques, géographiques et climatologiques, dits facteurs écologiques abiotiques. En réalité le sol est vivant, et le climat et divers paramètres géographiques écopaysagers sont en permanence rétrocontrolés par le Vivant. Ce ne sont donc pas des compartiments stables ni indépendant des écosystèmes. Cette manière de présenter le biotope est donc simplificatrice et purement théorique, mais elle est acceptée par la Science réductionniste. Les tenants d'une approche plus holistique des écosystèmes considèrent plutôt l'écosystème et le biotope comme un élément de la biosphère, comme un organe est un élément d'un organisme) :
Dans l'approche classique, les éléments dits abiotiques sont :
- l'eau, à la fois élément indispensable à la vie, et parfois milieu de vie ;
- l'air, qui fournit l'oxygène et le gaz carbonique aux espèces vivantes, et qui permet la dissémination du pollen et des spores ;
- le sol, à la fois source de nutriment et support de développement ;
- la température, qui ne doit pas dépasser certains extrêmes, même si les marges de tolérance sont importantes chez certaines espèces ;
- la lumière, permettant la photosynthèse.
La biocénose est un ensemble de populations d'êtres vivants, plantes, animaux, microorganismes. Chaque population est le résultat des procréations entre individus d'une même espèce et cohabitant en un lieu et en un temps donné. Lorsqu'une population présente un nombre insuffisant d'individus, l'espèce risque de disparaître, soit par sous-population, soit par consanguinité. Une population peut se réduire pour plusieurs raisons, par exemple, disparition de son habitat (destruction d'une forêt) ou par prédation excessive (telle que la chasse d'une espèce donnée).
La biocénose se caractérise par des facteurs écologiques biotiques, de deux types : les relations intraspécifiques et interspécifiques.
Les relations intraspécifiques sont celles qui s'établissent entre individus de la même espèce, formant une population. Il s'agit de phénomènes de coopération ou de compétition, avec partage du territoire, et parfois organisation en société hiérarchisée.
Les relations interspécifiques, c'est-à-dire celles entre espèces différentes, sont nombreuses et décrites en fonction de leur effet bénéfique, maléfique ou neutre (par exemple, la symbiose (relation ++) ou la compétition (relation --)). La relation la plus importante est la relation de prédation (manger ou être mangé), laquelle conduit aux notions essentielles en écologie de chaîne alimentaire (par exemple, l'herbe consommée par l'herbivore, lui-même consommé par un carnivore, lui-même consommé par un carnivore de plus grosse taille). La niche écologique est ce que partagent deux espèces quand elles habitent le même milieu et qu'elles ont le même régime alimentaire.
Les interactions existantes entre les différents êtres vivants s'accompagnent d'un brassage permanent de substances minérales et organiques, absorbées par les êtres vivants pour leur croissance, leur entretien et leur reproduction, et rejetées comme déchets. Ces recyclages permanents des éléments (en particulier le carbone, l'oxygène et l'azote) ainsi que l'eau sont appelés cycles biogéochimiques. Ils confèrent à la biosphère une stabilité durable (tout du moins en dehors des interventions humaines et des phénomènes géoclimatiques exceptionnels). Cette autorégulation, en particulier due à des phénomènes de feedback négatif, assure la pérennité des écosystèmes et se manifeste par une très grande constance du taux des divers éléments présents dans chaque milieu. On parle d'homéostasie. L'écosystème tend également à évoluer vers un état théorique d'équilibre idéal, contredit par les aléas externes ou internes, le climax (par exemple un étang peut devenir une tourbière).
[modifier] Biomes
- Article détaillé : Biomes.
Les biomes sont des regroupements biogéographique d'écosystèmes par régions climatiques. Le biome constitue une formation biogéographique d'aspect homogène sur une vaste surface (par exemple, la toundra ou la steppe).
L'ensemble des biomes, ou ensemble des lieux où la vie est possible (depuis les plus hautes montagnes jusqu'aux abysses) constitue la biosphère.
Les écosystèmes ne sont pas isolés les uns des autres, mais interdépendants. Par exemple, l'eau circule de l'un à l'autre par le biais de la rivière ou du fleuve.
Le milieu liquide lui-même définit des écosystèmes. Certaines espèces, telles les saumons ou les anguilles d'eau douce passent d'un système marin à un système d'eau douce et vice-versa. Ces relations entre les écosystèmes ont amené à proposer la notion de biome.
Les biomes correspondent assez bien à des subdivisions réparties latitudinalement, de l'équateur vers les pôles, en fonction du milieu (aquatique, terrestre, montagnard) et du climat (la répartition est généralement fondue sur les adaptations des espèces au froid et/ou à la sécheresse). Par exemple, on trouve en mer des plantes aquatiques seulement dans la partie photique (où la lumière pénètre), tandis qu'on trouve principalement des conifères en milieu montagnard.
Ces divisions sont assez schématiques mais, globalement, latitude et altitude permettent une bonne représentation de la répartition de la biodiversité au sein de la biosphère. Très généralement, la richesse en biodiversité, tant animale que végétale, est décroissante depuis l'équateur (comme au Brésil) jusqu'aux pôles.
Un autre mode de représentation est la division en écozone,laquelle est aujourd'hui très bien définie et suit essentiellement les bordures continentales. Les écozones sont elles-mêmes divisées en écorégions, quoique la définition de leurs contours soient plus controversée.
[modifier] Productivité des écosystèmes
Dans un écosystème, les liens qui unissent les espèces sont le plus souvent d'ordre alimentaire. On distingue trois catégories d'organismes :
- les producteurs (les végétaux chlorophylliens),qui consomment de la matière minérale et produisent de la matière organique: ce sont des autotrophes ;
- les consommateurs (les animaux), qui peuvent être de premier ordre (phytophage), de deuxième ordre ou plus (les carnivores)et qui sont des hétérotrophes ;
- les décomposeurs (les bactéries, champignons) qui dégradent les matières organiques de toutes les catégories, et restituent au milieu les éléments minéraux.
Ces relations forment des séquences, où chaque individu mange le précédent et est mangé par celui qui le suit, on parle de chaîne alimentaire (en théorie) ou de réseau alimentaire. Dans un réseau alimentaire, on observe que lorsque l'on passe d'une chaîne trophique à l'autre (maillon du réseau), le nombre d'êtres vivants diminue.
Ces notions ont aussi donné naissance au terme de biomasse (masse totale de matière vivante en un lieu donné), de productivité primaire (accroissement de la masse des végétaux pendant un temps donné) et de productivité secondaire (masse de matière vivante produite par les consommateurs et les décomposeurs en un temps donné).
Ces deux dernières informations sont essentielles, puisqu'elles permettent d'évaluer le nombre d'êtres vivants pouvant être supportés par un écosystème donné. En effet, l'observation d'un réseau alimentaire montre que toute l'énergie contenue au niveau des producteurs n'est pas totalement transférée au niveau des consommateurs. Ainsi, d'un point de vue énergétique, est-il plus intéressant pour l'homme de se comporter en consommateur primaire (de se nourrir de grains et de légumes) qu'en consommateur secondaire (de se nourrir de viande bovine), et plus encore qu'en consommateur tertiaire (en se nourrissant de carnivores).
La productivité des écosystèmes est parfois estimée en comparant trois ensembles terrestres et un ensemble continental :
- l'ensemble forêt (1/3 de la surface émergée) représente une forte biomasse et une forte productivité. La production totale des forêts correspond à la moitié de la production primaire.
- les savanes, prairies et marais (1/3 de la surface émergée) représentent une faible biomasse, mais une bonne productivité. Ces écosystèmes représentent la majeure partie de ce qui « nourrit » l'espèce humaine.
- les écosystèmes terrestres extrêmes (déserts, toundra, prairies alpines, steppes) (1/3 de la surface émergée) ont une biomasse et une productivité très faibles.
- enfin, les écosystèmes marins et d'eau douce (3/4 de la surface totale) représentent une très faible biomasse (en dehors des zones côtières).
Les actions humaines des derniers siècles ont porté à réduire notablement la surface forestière (déforestation) et à augmenter les agroécoécosystèmes (pratique de l'agriculture). Ces dernières décennies, une augmentation de la surface occupée par des écosystèmes extrêmes est observée (désertification).
[modifier] Crises écologiques
D'une façon générale, une crise écologique est ce qui se produit lorsque l'environnement de vie d'une espèce ou d'une population évolue de façon défavorable à sa survie.
Il peut s'agir d'un environnement dont la qualité se dégrade par rapport aux besoins de l'espèce, suite à une évolution des facteurs écologiques abiotiques (par exemple, lors d'une augmentation de la température, de pluies moins importantes).
Il peut aussi s'agir d'un environnement qui devient défavorable à la survie de l'espèce (ou d'une population) suite à une augmentation du nombre de ses prédateurs (par exemple, lors de pêche intensive).
Enfin, il peut aussi s'agir d'une situation qui devient défavorable à la qualité de vie de l'espèce (ou de la population) suite à une trop forte augmentation du nombre d'individus (surpopulation).
On utilise également le concept de crises biologiques.
- Article détaillé : crise écologique.
[modifier] Écologisme et écologie politique
- Article détaillé : Écologie politique.
Ces dernières années ont vu l'émergence de mouvements, de partis écologistes, (partis Verts). Il est important de tracer une différence entre ces mouvements et courants politiques et idéologiques et la science de l'écologie.
Pour marquer cette distinction on appelle écologisme, ou encore environnementalisme le premier objet, et écologie le second.
A noter que l'utilisation politique et médiatique de l'écologie présente bien des dangers pour sa terminologie.
Un exemple est l'utilisation de l'adjectif « écologique » à tort et à travers : la voiture écologique, les maisons écologiques... Expressions qui, d'un point de vue étymologique jettent un grand flou sur l'écologie en général. Ces expressions font que dans l'opinion publique, l'écologie est souvent entièrement occultée par l'écologisme.
Certainsréf. nécessaire ont souhaité définir l'écologie par rapport à l'humain, comme l'analyse de l'interaction complexe entre l'environnement (milieu de vie de l'humanité) et le fonctionnement économique, social, éthique et politique des communautés humaines. Cette définition permet d'aborder le thème de l'écologie politique telle que développée par Alain Lipietz.
D'une façon générale, les États et les citoyens admettent de plus en plus la nécessité de respecter les lois de la nature, même si cela implique une évolution d'un état d'esprit et d'une manière de vivre. L'écologie moderne permet de définir scientifiquement les mesures à prendre pour la protection de la nature, telle que la création de parcs nationaux et de réserves naturelles, de banques de semences et de promouvoir des lois et des conventions internationales destinées à protéger la faune, la flore et les milieux naturels.
[modifier] Notes et références
- ↑ 1,0 1,1 "Retour au Contrat naturel", Michel Serres in Ctheory, 11 mai 2006
[modifier] Voir aussi
Généralités :
- Glossaire des concepts de l'écologie fondamentale
- Histoire de l'écologie
- Crise écologique
- Espèces menacées
- Monde (univers)
- Ecologie politique
Environnement et écologie :
- Environnement et les articles de la catégorie environnement
- Développement durable
- Décroissance durable
- Empreinte écologique
Écologie, philosophie et droit
- Nature ; Philosophie de la nature,
- John Locke (auteur de Law of nature) ;
- Samuel von Pufendorf ; droits naturels ;
- Hans Jonas ; le Principe responsabilité ; Principe de précaution
- Éthique de l'environnement
- Droit de l'environnement
Personnalités :
- Philibert Guinier
- August Friedrich Thienemann
- René Dubos
- Hans Jonas
- James Lovelock
- voir aussi la catégorie écologues
[modifier] Liens externes
- Désastre écologique et disparition de la civilisation de l'île de Pâques
- Termecologie : Portail documentaire et terminologique en écologie : Ressources documentaires pédagogiques et terminologiques
[modifier] Bibliographie
- Roger DAJOZ (2000) Précis d'écologie. Dunod, (Paris) 615 p.
- Paul Duvigneaud La synthèse écologique : populations, communautés, écosystèmes, biosphère, noosphère Doin éditeurs 1984 ISBN: 2704003513
- Patrick Matagne Comprendre l'écologie et son histoire. La bibliothèque du naturaliste. Les origines, les fondateurs et l'évolution d'une science..., Delachaux et Niestlé, 2002 (ISBN 2-603-01268-1)
- Marie-Claire Lefeuvre, Etude des Evangiles suivi de : les Evangiles et l'écologie, L'Harmattan, 2006
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