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Les apports de la science et de la technologie au développement durable, Tome II : La biodiversité : l'autre choc ? l'autre chance ?

 

III. L'ACQUISITION ET LA GESTION DES CONNAISSANCES SUR LA BIODIVERSITÉ

L'élargissement des connaissances dans la sphère du vivant et de l'accroissement des menaces qui pèsent sur la biodiversité, source de ces connaissances, implique que ce domaine de recherches fasse l'objet d'une priorité.

L'amélioration du rythme d'identification des espèces, de leur génomique et des relations au sein des écosystèmes est une urgence.

Cette urgence est d'autant plus patente pour notre pays qu'il a une responsabilité particulière vis-à-vis de l'ensemble de ses territoires ultramarins (deuxième domaine maritime mondial, endémisme de la Nouvelle-Calédonie et de La Réunion, récifs coralliens du domaine Pacifique, richesse floristique et faunistique de la Guyane).

Mais cette priorité de recherche ne pourra être mise en oeuvre que si elle respecte les particularités de l'acquisition du savoir dans le domaine de la biodiversité et que l'on en améliore la gestion des connaissances.

A. LES CONTRAINTES DE L'ACQUISITION DES CONNAISSANCES DANS LE DOMAINE DE LA BIODIVERSITÉ

1. Gérer l'espace et le temps

a) La multilocalisation de la recherche

Par définition, les recherches sur la biodiversité ne sont pas cantonnées. Elles s'effectuent sur toute la planète. Ce qui signifie qu'une gestion efficace de l'acquisition des connaissances devrait être coopérative pour éviter les redondances.

Il est donc essentiel que ces recherches puissent être coordonnées à l'échelon mondial.

D'où l'urgence de la mise en place de deux institutions internationales :

* le réseau IMOSEB qui doit être le pendant, pour la biodiversité, de ce qu'est le GIEC pour la surveillance du climat,

* et une organisation des Nations-unies dédiée à l'environnement et au développement durable qui jouerait, entre autres, le rôle d'une agence de moyens pour coordonner les recherches sur la biodiversité.
On rappellera sur ce point que la structuration des organismes internationaux est devenue cahotique et n'est plus tenable compte tenu des enjeux liés à la préservation de la biodiversité : il existe plus de 500 accords multilatéraux sur l'environnement gérés de façon non coordonnée par une multitude d'organismes internationaux : le PNUE, la FAO, le PNUD, la Banque mondiale, l'OCDE, l'UNESCO, etc.

Mais cette cohérence de la recherche à l'échelon mondial devrait pouvoir être déclinée à l'échelon régional. Un renforcement de la coordination des initiatives européennes déjà actives dans le domaine de l'acquisition des connaissances est, par exemple, nécessaire.

b) Des temps différents

Une des caractéristiques des recherches sur la biodiversité est qu'une partie d'entre elles ne peut s'effectuer que sur des temps longs.

Observer l'évolution naturelle ou forcée d'un écosystème introduit des temps expérimentaux qui peuvent être de l'ordre de la décennie ou plus.

Il est donc essentiel que les procédures d'aides à la recherche dans ce domaine puissent prendre en considération ce facteur.

A titre d'illustration, les contrats actuels de l'ANR, dont la durée ne dépasse pas trois ans, ne sont pas adaptés à la spécificité du secteur.

2. Maintenir les modes traditionnels d'exploration de la biodiversité et faire appel à des moyens nouveaux

a) Les modes traditionnels d'exploration

L'exploration naturaliste de la biodiversité doit être poursuivie.

Et à cet égard, il convient d'insister sur deux points :

- La structuration des réseaux d'observation bénévoles (papillons, flores, faunes avicoles18(*)) est doublement importante : elle apporte une dimension quantitative indispensable et elle encourage une forme d'approche « à la base » des milieux naturels qui est une des conditions de leur appropriation et donc de leur protection.

- Le renouveau de la taxonomie traditionnelle : les disciplines « naturalistes » traditionnelles, botanique et zoologie, sont en voie de régression depuis la montée de la biologie moléculaire à la fin des années soixante-dix.

On ne forme plus assez de taxonomistes (sauf au titre d'une action sur les disciplines en voie de disparition !). Cette érosion disciplinaire n'est pas le seul fait de la France. Par exemple, au Muséum à Londres, la section consacrée aux insectes regroupe 5 chercheurs qui ont 150 ans d'expérience cumulés et pas de successeurs.

Or, le maintien à un niveau raisonnable du recrutement de ces spécialistes demeure une des conditions de l'amélioration de la connaissance de la biodiversité des milieux vivants.

Pour deux raisons.

D'une part, parce qu'il existe encore un champ de découvertes sur les espèces vivantes. Et, d'autre part, parce que la compréhension des écosystèmes dépend, en partie, du savoir sur les espèces qui les composent.

b) Mettre en oeuvre des moyens d'investigation et d'analyse nouveaux

La course « à la connaissance » qui caractérise l'exploration de la diversité du vivant et qui a pour résultat que les espèces disparaissent plus vite qu'on n'arrive à les identifier implique de développer de nouveaux instruments d'investigation et d'analyse.

(1) La création d'indices liés à la biodiversité

Si l'unité de base permettant de mesurer le changement climatique est la tonne de CO2, la mesure de l'évolution de la biodiversité est plus complexe.

Toutefois, une série de progrès ont été accomplis dans ce domaine. Par exemple :

- les indices avicoles : entre autres, l'indice des oiseaux liés à l'agriculture (Farmland Birds Index) permet de mesurer l'impact des pratiques agricoles sur la faune sauvage ;

- dans les milieux aquatiques continentaux - dont la « bonne qualité écologique » en 2015 est un des objectifs de l'Union européenne -, toute une série d'indices biologiques permettent de compléter les mesures chimiques en nitrates et en métaux lourds.

L'unité de recherche de l'INRA de Rennes, « Ecobiologie et qualité des hydrosystèmes continentaux » travaille sur des biomarqueurs représentatifs de la qualité écologique de l'eau :

- indice biologique global qui résulte de prélèvements sur les communautés de micro-vertébrés dans 8 microhabitats différents (sable, gravières, mousse, etc.) ;

- indice biologique macrophytique en rivière, qui repose sur l'analyse des communautés ou végétaux de grande taille, et qui permet notamment de suivre sur un cours d'eau les différentes zones d'apport de matériaux organiques (nitrates, phosphates) ;

- indice biologique diatomique assis sur l'étude de l'état de 209 taxons, qui permet d'évaluer la polluosensibilité des micro-organismes aquatiques ;

- indice poisson-rivière qui mesure l'écart entre la composition du peuplement sur une station donnée et le peuplement en situation de référence (peu ou pas modifié par l'homme). Cet indice permet d'avoir un aperçu d'ensemble sur la situation piscicole des cours d'eau français19(*).

Source : INRA Rennes

(2) Le développement de concepts de classification nouveaux :

La classification traditionnelle des espèces, fondée sur des critères morphologiques et physiologiques, est nécessaire mais elle n'informe qu'imparfaitement sur la place de ces espèces dans les écosystèmes.

S'impose donc la recherche de nouveaux concepts de classification qui reposent sur les relations phylogénétiques d'une espèce, sur leurs relations fonctionnelles avec le milieu et sur leur signification écologique.

Cela peut supposer de changer les démarches d'inventaire et, par exemple, d'effectuer simultanément les inventaires forestiers et botaniques, ou fauniques et floristiques dans un biotope donné.

Cela peut également impliquer que l'on n'identifie plus complètement les espèces mais uniquement de façon rudimentaire - en particulier afin de déterminer combien d'espèces cohabitent dans un écosystème pour disposer d'un aperçu de l'organisation fonctionnelle de cet écosystème.

c) La scénarisation :

En fonction des atteintes portées aux milieux et aux incertitudes sur les conséquences du changement climatique, il devient important de faire des recherches sur les dynamiques de populations en situation de forçage climatique et anthropique. Comme en matière d'étude du climat, ces scénarios devront être assis sur la modélisation du passé et rectifiés en fonction du retour d'expérience20(*).

3. Généraliser l'usage des nouvelles technologies

a) L'utilisation à grande échelle des nouvelles technologies d'information

Le filet à papillons du naturaliste conserve son utilité mais d'autres méthodes peuvent être employées pour différencier les écosystèmes sur des surfaces importantes, en particulier dans des milieux peu accessibles.

A titre d'illustration, l'IRD emploie un faisceau de technologies en forêt guyanaise :

- le satellite parle peu (un pixel sur une photo de la Guyane correspond à 1 km²), mais permet, grâce aux différences de densité de réflection, de pointer des phénomènes de changement d'écosystèmes à grande échelle,

- la télédétection (sur photos aériennes) permet d'évaluer ce qu'on appelle la rugosité de la canopée (c'est-à-dire la taille de la couvrance des arbres). Recoupée avec des observations au sol, c'est un facteur d'identification de zones de biodiversité différentes,

- l'altimétrie laser permet d'évaluer (grâce à la densité de rayons qui atteignent le sol) le relief de ce sol et la densité de la végétation.

b) Les méthodes de systématique intégrante

En milieu tropical, au fur et à mesure que les échelles diminuent, la biodiversité augmente :

- sur une surface de 12 000 km², on trouve par sondage de 50 à 2 400 espèces,

- en Guyane (84 000 km²), on dénombre de 1 300 à 1 500 espèces,

- dans des sous-blocs d'un hectare en Guyana, on trouve de 140 à 200 espèces21(*) (80 espèces d'arbres de toute l'Europe),

- entre deux sous-blocs d'un hectare contigus, la moitié des espèces diffèrent,

- dans une même espèce, on estime qu'une diversité génétique intraspécifique pouvant atteindre 30 % du génome s'établit à partir d'une distance de 150 mètres.

En d'autres termes, plus on se rapproche, plus la biodiversité se multiplie et se complexifie.

Or, ces difficultés de changement d'échelle sont accrues par ce qu'on appelle le « verrou floristique » qui multiplie les difficultés d'identification des espèces :

- les changements morphologiques (développement des feuilles, floraison, croissance des fruits) qui ne correspondent pas nécessairement au moment de l'exploration font que la flore de base est encore mal connue.

- les espèces connues sont mal décrites :

- du fait de l'hybridation, les limites entre les espèces ne sont pas très nettes,

- la plupart des espèces sont rares et donc les échantillons de référence sont peu nombreux,

- seuls 2 % des échantillons collectés sont fertiles.

Compte tenu de l'ensemble de ces problèmes, il faut aller vers une systématique intégrative :

- revitaliser la systématique tropicale en intégrant les approches « classiques » (morphologique) et « moléculaire » (génétique) :

- valoriser les connaissances de terrain en prenant en compte les caractères végétatifs et leur variabilité, afin d'établir une meilleure définition des espèces,

- cette démarche suppose l'utilisation de nouvelles technologies, comme les flores électroniques (textes + images) ou l'identification assistée par ordinateur.

c) L'utilisation des techniques d'identification biologique

Il existe un projet international « Barcode of Life » qui a pour objet l'identification des espèces à l'aide d'une carte séquence génétique prélevée et analysée sur le terrain.

Scientifiquement, cette possibilité repose sur l'isolement d'une zone comprenant 648 nucléotides dont la variabilité diffère d'une espèce à l'autre.

Le projet « Barcode of Life » qui a démarré en 2004 regroupe actuellement 150 organisations et entreprises privées (en France, l'INRA et le Muséum d'histoire naturelle) originaires de 45 pays.

Ce type d'initiative pourrait accélérer notre connaissance rudimentaire de la diversité des espèces cohabitant dans un écosystème (cf. supra).

* 18 Les Anglais disposent, grâce aux sociétés de « Bird Watchers » de séries d'observations qui dépassent le siècle et demi pour certaines espèces.

* 19 Un indice européen regroupant 25 régions hydrauliques est en voie de constitution.

* 20 Par exemple, comme cette étude menée par l'IRD comparant les prélèvements actuels et les spécimens d'herbier datant de plus d'un siècle afin de mesurer l'effet du changement climatique sur les stomates des feuilles.

* 21 300  espèces par hectare dans certaines zones du Pérou et de l'Équateur.