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Définitions de l'environnement et de la biodiversité
Le mot biodiversité est dérivé de l'expression diversité biologique. Il fait référence à la variabilité des organismes vivants - au sein des espèces, entre les espèces et au sein des écosystèmes. Les scientifiques n'ont commencé à utiliser ce terme qu'au début du 20e siècle. Voici une définition standard :
Biodiversité: la variété des organismes vivants dans un habitat particulier.
Fig. 1 - Les récifs coralliens sont des habitats biodiversifiés ; ils abritent une grande variété d'organismes vivants. Source : unsplash.com
Qu'en est-il de l'environnement ?
L'environnement: L'environnement désigne une zone et les conditions dans lesquelles vit un organisme.
Différence entre environnement et biodiversité
Les mots "environnement", "écosystème" et "milieu" sont souvent utilisés de façon interchangeable, mais ils sont légèrement différents.
Environnement: zone et conditions dans lesquelles vit un organisme.
Écosystème: Un écosystème (ou système écologique) se compose de tous les organismes et de l'environnement physique, y compris les conditions abiotiques et biotiques avec lesquelles ils interagissent.
Environnements: Les alentours font référence à ce qui entoure une population.
Environnement | Écosystème |
L'environnement dans lequel vivent les organismes. | La communauté où les composants biotiques et abiotiques interagissent les uns avec les autres. |
L'environnement change lorsqu'un organisme se déplace d'un endroit à un autre. | Dépend des processus vitaux essentiels tels que la photosynthèse. |
Juste un endroit dans le temps. | Assure l'interaction entre les éléments. |
Composants physiques. | Composants physiques et biologiques. |
Peut être macro ou micro. | Peut être aquatique ou terrestre. |
Elle fournit les conditions nécessaires à la vie. | Il fournit la relation entre les composants dans lesquels les organismes vivent. |
Différents types de biodiversité
Il existe différents niveaux de biodiversité (diversité des espèces et des écosystèmes). Ils sont détaillés ci-dessous.
Diversité des espèces
La biodiversité des espèces fait référence au nombre d'espèces différentes au sein d'un écosystème ainsi qu'à l'abondance relative de chacune de ces espèces. Il existe deux types de diversité des espèces : au sein d'une espèce et entre les espèces. La diversité intraspécifique désigne la diversité entre les individus d'une même espèce et la diversité interspécifique désigne la diversité entre différentes espèces.
intra = au sein d'une même espèce
Inter = entre espèces différentes
Diversité des écosystèmes
Notre planète comporte de nombreux écosystèmes différents qui abritent tous des espèces et des habitats différents. Par exemple, il y a des forêts, des montagnes, des déserts, etc. La variation et la diversité qui existent entre eux sont connues sous le nom de biodiversité de l'écosystème. Un écosystème se compose de tous les organismes et de l'environnement physique, y compris les conditions abiotiques et biotiques avec lesquelles ils interagissent.
Interaction des écosystèmes
Tous les écosystèmes sont interconnectés et cette interaction peut se produire entre les organismes et eux-mêmes ainsi qu'entre les organismes et leur environnement. La biodiversité est également importante car les écosystèmes interagissent les uns avec les autres. Les organismes vivants régulent :
La composition de l'atmosphère
Jusqu'à il y a environ 2,4 milliards d'années, il n'y avait pas d'oxygène dans l'atmosphère. L'abondance de la vie sur terre est due à une augmentation drastique des niveaux d'oxygène. La principale raison de l'augmentation des niveaux d'oxygène est le fait que les plantes utilisent le dioxyde de carbone de l'atmosphère et libèrent ensuite de l'oxygène.
Cycles biogéochimiques
Les cycles biogéochimiques sont la façon dont les éléments sont utilisés et recyclés dans la biosphère. Les organismes vivants interagissent avec les cycles biogéochimiques en consommant des ressources.
Relations inter-espèces
Certains organismes rendent service à d'autres organismes tandis que d'autres sont affectés négativement par d'autres organismes.
Entretien du sol
La teneur en nutriments du sol est maintenue par des processus tels que la fixation de l'azote et le couvert végétal aide à prévenir l'érosion du sol.
Diversité génétique
La diversité génétique est la variété totale des gènes d'une espèce et la façon dont ils sont exprimés.
Pourquoi la biodiversité est-elle importante ?
La biodiversité maintient la stabilité des écosystèmes. Chaque espèce a une valeur pour l'écosystème et les différentes espèces dépendent les unes des autres. Chaque organisme a un rôle à jouer. Si une espèce disparaît, l'environnement et les chaînes alimentaires de toutes les autres espèces peuvent changer. La biodiversité est également importante pour les humains qui utilisent les écosystèmes comme ressources pour la nourriture, les médicaments et le tourisme.
Chaînes et réseaux alimentaires
Une chaîne alimentaire représente les relations alimentaires entre des organismes spécifiques. Les flèches montrent le transfert d'énergie par étapes appelées niveaux trophiques. Les chaînes alimentaires commencent toujours par un producteur. Un consommateur primaire mange ensuite le producteur. Le consommateur primaire est mangé par un consommateur secondaire, qui peut éventuellement être mangé par un consommateur tertiaire. Les animaux consommés sont des prédateurs et ceux qui sont chassés et mangés sont des proies. Le consommateur qui se trouve au sommet de la chaîne alimentaire est appelé prédateur apex et n'est généralement mangé par rien d'autre.
Les réseaux alimentaires sont constitués de nombreuses chaînes alimentaires reliées entre elles. C'est une meilleure représentation de la façon dont les organismes interagissent dans le monde réel car la plupart des populations ont plus d'une source de nourriture. Elles peuvent être la proie de plus d'un organisme au niveau trophique.
Les chaînes alimentaires montrent un flux d'énergie entre les organismes alors que les réseaux alimentaires montrent comment toutes les chaînes alimentaires d'un écosystème interagissent.
Tableau 1. Les services de la biodiversité et leurs exemples.
Type de service | Exemple de service |
Services d'approvisionnement | La biodiversité et les écosystèmes nous fournissent des ressources. Celles-ci comprennent :
|
Régulation des services | La biodiversité joue un rôle important dans la régulation de la vie sur terre.
|
Services culturels | Les services culturels sont les avantages non matériels que les gens tirent des écosystèmes. Ils comprennent l'inspiration esthétique, le tourisme, les loisirs et le côté plus spirituel de la nature et de l'environnement. |
Services de soutien | Les services de soutien sont la façon dont l'écosystème fournit des espaces aux plantes et aux animaux. Ils comprennent les habitats que l'écosystème fournit et le maintien de la diversité génétique, car différentes espèces peuvent y prospérer. Certains habitats sont appelés "points chauds de la biodiversité" car ils abritent un grand nombre d'espèces, ce qui les rend plus diversifiés génétiquement que d'autres habitats. |
Biomimétique
Le terme biomimétique provient des mots grecs anciens bios et mimesis, qui signifient "imiter". C'est un concept qui s'inspire de la nature pour résoudre des problèmes humains complexes. En voici quelques utilisations :
Génétique
De nouveaux gènes permettant d'améliorer les caractéristiques génétiques des cultures peuvent être découverts. Cela se voit dans les cultures génétiquement modifiées que nous avons aujourd'hui. Par exemple, la canne à sucre dont la teneur en saccharose est plus élevée.
Cultures génétiquement modifiées (cultures GM): Cultures dont l'ADN a été modifié à l'aide de méthodes de génie génétique.
Les matériaux
Des matériaux tels que les airbags, le velcro et les gilets pare-balles ont été créés en imitant les propriétés de certains matériaux naturels.
Fig. 4. Biomimétisme de la bavure pour fabriquer du velcro. Source : unsplash.com
Le velcro a été mis au point par l'ingénieur suisse George de Mestral en 1941 après qu'il se soit inspiré des petits crochets des aiguilles à fraise pour créer le velcro.
Adhésion
Les fleurs de lotus ont des propriétés hydrophobes qui ont été utilisées pour développer du verre autonettoyant.
Des chercheurs ont récemment mis au point un nouveau bioplastique innovant basé sur les qualités de la feuille de lotus. Il est capable de repousser les liquides et la saleté, et de se décomposer rapidement lorsqu'il est enfoui dans le sol. La raison pour laquelle les feuilles de lotus ne se salissent pas est due à leur surface hydrofuge qui est composée de minuscules piliers sous une couche cireuse. Tout liquide qui atterrit sur la feuille reste une gouttelette et roule, balayant la saleté au passage. Pour imiter ce phénomène, on a produit un plastique synthétique composé d'amidon et de nanoparticules cellulosiques et imprimé d'un motif imitant les minuscules colonnes d'une feuille de lotus. Il a ensuite été recouvert d'un polymère organique à base de silicium, le PDMS. Le nouveau plastique est naturellement compostable, alors que la plupart des autres bioplastiques nécessitent des processus industriels pour se décomposer. C'est vraiment innovant car les déchets plastiques sont l'un des plus grands défis environnementaux auxquels nous sommes confrontés aujourd'hui. Ce matériau rentable et durable pourrait donc nous permettre de faire un pas de plus dans la lutte contre les déchets plastiques.
Conception du bâtiment
Les termitières sont au-dessus du sol, ce qui crée des courants de convection. Ce concept a été utilisé en architecture.
Conception de véhicules
Les plumes des extrémités des ailes des oiseaux planeurs réduisent les turbulences du vent, de sorte que les modèles d'ailes d'avion ont été copiés pour aider à augmenter le rendement énergétique.
Recherche physiologique
Nous pouvons étudier la physiologie grâce à d'autres organismes tels que :
Les calmars
L'étude des calmars nous a permis de mieux comprendre les maladies cardiaques, rénales et d'Alzheimer, ainsi que les accidents vasculaires cérébraux et le cancer. Cela est dû au fait que leurs cellules nerveuses sont plus grandes que celles des humains, ce qui les rend plus faciles à étudier.
Dauphins et chauves-souris
Ces deux organismes utilisent des sons à haute fréquence pour trouver leur nourriture. L'étude de ce mécanisme a permis de mettre au point de nouveaux échographes plus performants.
Embryons d'oursins violets
Les oursins violets femelles produisent des quantités extrêmement importantes d'œufs. Ils peuvent être utilisés pour tester si des médicaments provoquent un développement anormal de l'embryon chez l'homme.
Éponges marines
Elles produisent des protéines qui empêchent le rejet après les opérations de transplantation.
Répartition de la biodiversité
La biodiversité est partout - des organismes unicellulaires aux écosystèmes entiers. Quels sont donc certains des schémas que nous pouvons observer ?
Schémas spatiaux de la biodiversité
Il s'agit de la disposition des individus dans l'espace ainsi que de leurs relations géographiques.
La répartition de la biodiversité dépend de :
du climat
de la géographie
du sol
des activités humaines
Nous pouvons observer un gradient latéral dans la diversité des espèces car il y a moins d'espèces dans les latitudes plus élevées et plus d'espèces dans les latitudes plus basses. Les zones tropicales tendent vers une plus grande biodiversité (en raison de températures plus élevées et d'un sol plus fertile) et les régions polaires vers une plus faible biodiversité. Les régions où les populations humaines sont plus nombreuses ont moins de biodiversité car elles ont tendance à être plus construites et urbanisées. La croissance exponentielle de la population humaine crée une plus grande demande pour les ressources naturelles de la terre telles que la nourriture, l'eau et les matériaux.
Modèles temporels de biodiversité
La biodiversité temporelle fait référence aux changements saisonniers de la biodiversité. Les chercheurs étudient les schémas temporels de la biodiversité afin de mieux estimer l'extinction des espèces. Malgré cela, des données à long terme sont nécessaires et des décalages sont souvent observés en termes de réponse écologique aux changements dans les écosystèmes, ce qui rend les prédictions difficiles.
Par exemple, le parc national de Cameia, en Angola, est une savane saisonnière inondée. La composition des espèces et l'utilisation des terres par les êtres vivants sont contrôlées par les inondations saisonnières, les régimes de précipitations et les incendies. Cela s'explique par le fait que les différents organismes sont adaptés à des conditions et à des habitats différents.
Menaces pour la biodiversité
La plupart des menaces qui pèsent sur la biodiversité proviennent de l'activité humaine.
Tableau 2. Menaces pesant sur la biodiversité.
Menace | Raison |
Agriculture et élevage | Entraîne la perte de l'habitat d'une variété d'espèces à mesure que la terre est modifiée pour accueillir l'agriculture. |
Développement | Les développements résidentiels et commerciaux menacent les espèces qui interagissent et vivent dans la zone utilisée. |
Destruction de l'habitat | Destruction de l'habitat = destruction de la biodiversité. En effet, lorsque l'endroit où vit un organisme est détruit, celui-ci ne peut plus survivre dans cet environnement car il n'est pas adapté à la vie et à la reproduction dans ces conditions. Cela signifie qu'il y a moins d'espèces et donc moins de biodiversité dans l'écosystème. Les principales causes de ce phénomène sont les activités humaines, la déforestation, le réchauffement climatique et la surpopulation. |
Changement climatique et catastrophes naturelles | Les catastrophes telles que les tsunamis, les tremblements de terre, les glissements de terrain, les avalanches, etc. peuvent totalement anéantir la biodiversité d'une région. Le changement climatique entraîne une augmentation de ces événements. |
Les transports | La construction d'infrastructures de transport peut séparer les populations, ce qui entraîne une spéciation et la destruction des habitats. De plus, la pollution causée par les transports entraîne un changement climatique qui conduit à la destruction des habitats. |
La pollution | Les eaux usées non traitées, les engrais et les pesticides, les produits chimiques industriels, l'érosion des sols, les déchets, les pluies acides et les émissions des véhicules polluent tous l'environnement. |
Chasse | La chasse excessive pour la viande et le cuir détruit la biodiversité car elle élimine des espèces des écosystèmes. |
Conservation de l'environnement et de la biodiversité
Les scientifiques ont mis au point de nombreux moyens de conserver la biodiversité et d'enrayer son déclin. En voici quelques-uns.
Loi de 1999 sur la protection de l'environnement et la conservation de la biodiversité (loi EPBC)
La loi de 1999 sur la protection de l'environnement et la conservation de la biodiversité (loi EPBC) est entrée en vigueur le 16 juillet 2000. Il s'agit d'un texte majeur de la législation environnementale en Australie qui fournit les moyens juridiques de protéger les zones d'importance environnementale nationale .
La loi de 1981 sur la faune et la flore sauvages (Wildlife and Countryside Act 1981)
Il s'agit de la législation principale qui protège les animaux, les plantes et les habitats au Royaume-Uni.
La loi contient quatre parties, qui couvrent :
Partie 1 : La faune et la flore
Partie 2 : la conservation de la nature, la campagne et les parcs nationaux.
Partie 3 : Droits de passage publics.
Partie 4 : Dispositions diverses de la loi.
L'UICN - Union internationale pour la conservation de la nature
L'UICN aide à identifier les espèces dont la conservation est prioritaire. Ses rôles spécifiques consistent à coordonner les données d'étiquetage sur la conservation de la biodiversité, à accroître la compréhension et à déployer des solutions basées sur la nature.
Elle classe les organismes dans les catégories suivantes :
éteints (EX)
éteints à l'état sauvage (EW)
en danger critique d'extinction (CR)
en danger (EN),
vulnérables (VU)
quasi menacée (NT)
moins préoccupante (LC)
Les caractéristiques spécifiques qui peuvent permettre d'identifier une espèce comme devant être considérée comme prioritaire sont les suivantes :
Espèces phares
Espèces clés
Espèces endémiques
Niveau élevé de menace pour l'habitat
Population dispersée
Espèce distincte sur le plan de l'évolution
Les rôles de l'UICN :
Coordonner les données mondiales sur la conservation de la biodiversité
Mieux faire comprendre l'importance de la biodiversité
Déployer des solutions basées sur la nature pour relever les défis mondiaux en matière de climat, d'alimentation et de développement durable.
Espèces EDGE (Evolutionary Distinct and Globally Endangered) - espèces menacées d'extinction et qui ont divergé des autres taxons il y a longtemps, de sorte qu'elles présentent de plus grandes différences génétiques.
Espècesendémiques - Espèces présentes dans une seule région, surtout si la population est peu nombreuse.
Espèceclé de voûte - Espèce dont la survie est importante pour celle de nombreuses autres espèces.
Espècephare - Une espèce phare est une espèce du règne végétal ou animal qui est utilisée pour représenter un certain problème environnemental ou une certaine cause. Par exemple, les ours polaires utilisés pour sensibiliser au réchauffement climatique.
Il existe également :
EU CFP -politique commune de la pêche de l'union européenne .
Cette politique vise à rendre la pêche et l'agriculture durables d'un point de vue environnemental, économique et social. La mise en œuvre de cette politique se fait notamment par le biais de :
Les quotas de capture (pour limiter la quantité de poissons que certains navires peuvent capturer).
Réglementation des mailles des filets (pour empêcher la capture de poissons plus petits et plus jeunes afin qu'ils puissent se reproduire)
Limites de pêche
Interdiction de rejeter les poissons non désirés
OIBT - Organisation internationale des bois tropicaux
Cela vise à encourager la gestion durable des forêts.
Au Royaume-Uni :
SSI's - sites d'intérêt scientifique particulier.
NNR's - réserves naturelles nationales
Dans l'UE :
SAC's - special areas of conservation (zones spéciales de conservation)
SPA's - special protection areas (protection des oiseaux).
LNR'S -réserves naturelles locales
MNR'S - réserves naturelles marines.
sites ramsar - protection des zones humides
AONB's - zones de beauté naturelle exceptionnelle
NP's - parcs nationaux
Il existe également des programmes d'intendance environnementale auxquels les propriétaires terriens et les agriculteurs peuvent participer.
ELS - gestion de l'environnement au niveau débutant
(ouvert à tous les agriculteurs et propriétaires terriens, gestion simple et efficace des terres).
OELS - Organic entry level stewardship (gestion organique de niveau débutant)
HLS - higher level stewardship (gestion environnementale ciblée).
Voici quelques exemples de programmes de gestion de l'environnement :
Les banques de doryphores (une bande plantée dans un champ de culture, qui fournit des habitats pour les espèces qui s'attaquent aux parasites).
Les bandes tampons (réduisent la pollution de l'eau)
Les bordures de champs (permettent la nidification).
Les haies (fournissent des habitats à de nombreuses espèces).
Environnement et biodiversité - Principaux enseignements
La biodiversité est la variété des organismes vivants dans un environnement.
L'environnement est la zone et les conditions dans lesquelles vit un organisme.
Un écosystème se compose de tous les organismes et de l'environnement physique, y compris les conditions abiotiques et biotiques avec lesquelles ils interagissent.
Il existe deux types de biodiversité : La diversité des espèces et la diversité des écosystèmes.
La biodiversité est importante car sans elle, les services écosystémiques seraient limités.
De nombreuses lois, programmes et réglementations sont utilisés pour préserver la biodiversité.
Références
- Fig. 1 - Récif corallien (https://unsplash.com/photos/v8Un2Roo1Ak) par Shaun Low (https://unsplash.com/@breadboyshaun) sous licence CC0 1.0 Universal (https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)
- Fig. 4 - Burr (https://unsplash.com/photos/33hWhs61l0o) par Milos Lopusina (https://unsplash.com/@miloslopusina) sous licence CC0 1.0 Universal (https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)
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