Écologie
L'écologie est l'étude des interactions des êtres vivants entre eux et avec leur milieu. L'écologie est l'une des sciences naturelles.
Le terme « écologie » vient du [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. »
L'écologie se définit rigoureusement par l'objet d'étude défini ci-dessus. On y distingue deux ensembles : celui des êtres vivants (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 paysage" pour cette discipline est discutable.
Enfin, l'écologie doit être distinguée - même si ces disciplines y contribuent - 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 Claude Raffestin.
Une définition généralement admise par ce courant l'survie de l'espèce.
Un écologue est un spécialiste de l'écologie. Le terme est souvent confondu avec la dénomination écologisme.
Sommaire
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Histoire
- Article détaillé : Histoire de l'écologie.
Le concept d'écologie a été introduit en France par les géographes de l'école des Gaston Bonnier. Toutefois, l'orientation néolamarckienne prise en France à cette époque fit que le concept se développa beaucoup plus chez les anglo-saxons.
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Principes fondamentaux
Différentes disciplines
Pour beaucoup, l'écologie fait partie des sciences 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 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'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 communauté d'individus d'espèces différentes et son environnement ;
- l'étude des écosystèmes ;
- l'écosphère ou biosphère (totalité des milieux occupés par des êtres vivants) ;
- l'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 physique, etc.
Sous-disciplines
L'écologie inclut de nombreuses sous-disciplines:
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.
Biosphère et Biodiversité
Pour les écologues modernes, l'écologie peut s'étudier à plusieurs niveaux : la biosphère. Considérons le niveau biosphérique dans un premier temps.
La Terre, vue d'un point de vue écologique, comprend plusieurs compartiments, 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 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 cycles biogéochimiques).
En effet, le fonctionnement des écosystèmes est essentiellement basé sur la conversion de l'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.
De même, la composition des sols est la résultante de la composition de la roche mère et de l'action des êtres vivants.
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.
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 nécromasse en est un des éléments.
La notion d'écosystème est théorique : elle est multiscalaire (multi-échelle), c'est à dire qu'elle peut s'appliquer à des portions de dimensions variables de la biosphère ; un 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).
Homéostasie
- Article détaillé : Homéostasie.
Le 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'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 photosynthèse.
La biocénose est un ensemble de populations d'êtres vivants, plantes, animaux, microorganismes. Chaque 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 coopération ou de compétition, avec partage du territoire, et parfois organisation en société hiérarchisée.
Les 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 tourbière).
Biomes
- Article détaillé : Biomes.
Les biomes sont des regroupements biogéographique d'écosystèmes par régions climatiques. Le 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 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, pôles.
Un autre mode de représentation est la division en écorégions, quoique la définition de leurs contours soit plus controversée.
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 (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 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 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 (désertification).
Crises écologiques
D'une façon générale, une 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.
Écologisme et écologie politique
- Article détaillé : Écologie politique.
Les 30 dernières années du XXème siècle ont vu dans la plupart des pays émerger des écologisme, ou encore environnementalisme le premier objet, et écologie le second, leurs acteurs respectifs étant qualifiés d'écologistes et d' écologues.
Le fait que le mot français « écologue » se traduise en anglais par « ecologist », et qu'une large utilisation publicitaire, médiatique du mot « écologie » entretiennent une certaine confusion terminologique à la fois pour les champs scientifiques et politique.
Un exemple est l'utilisation de l'adjectif « écologique » : un désherbant écologique, la voiture écologique, les maisons écologiques... Expressions qui ne semblent pas toujours écologisme.
CertainsAlain Lipietz.
D'une façon générale, les naturels.
L'Évaluation des Écosystèmes pour le Millénaire, la dernière et la plus importante des évaluations de l'État de l'Environnement mondial a estimé que la situation des écosystèmes était devenue globalement critique, nécessitant des changements rapides de comportements si l'on voulait éviter de graves conséquences économiques, sanitaires, sociales suite au déclin des services rendus par les écosystèmes.
Le cas de l'espèce humaine
L'étude de l'influence de l'espèce humaine, invasive, sur l'ensemble de la biosphère: cycles biochimiques, flux d'énergie, biodiversité, fait aussi partie de l'objet de la science écologique. L'étude des conséquences des choix humains passés permet d'éclairer ceux dont dépend le futur de la biosphère.
Quelques repères en chiffres
Quelles sont les données chiffrées de l'écologie, et que représentent-elles ? Cette liste non exhaustive en donne un aperçu.
Industrie
- 821 000 000 de tonnesTour Eiffel.
- 150 000 papier. Notons que c'est l'équivalent des forêts françaises...
Individus
- 7%[réf. nécessaire] : c'est l'économie d’énergie que nous réalisons si nous abaissons la température de chauffage à 19°C au lieu de 20°C dans les habitations.
- 353 kg/an[3]...
- 70%mise en veille (une vingtaine d'heures par jour alors qu'on ne la regarde que quatre heures maximum).
- 5[réf. nécessaire] : c'est le nombre de réacteurs nucléaires qu'il faut pour alimenter seulement les lave-vaisselles, lave-linges et sèche-linges français ! Rappelons qu'il y a 60 réacteurs en France.
- 100 000 W/an[réf. nécessaire] : c'est l'économie que vous pouvez faire en achetant un écran LCD plutôt qu'un écran à tube cathodique (avec 8h d'utilisation/j). Seul problème : le prix.
- 30%[réf. nécessaire] : c'est les pertes thermiques dues à la mauvaise isolation des toits.
Mixte
- 6 Gigatonnes/angaz à effet de serre de l'Humanité, sachant que la Terre ne peut recycler que 3 GT/an, donc 3 GT s'accumulent chaque année...
- + 0,5 à 0,7[6] : c'est l'augmentation de la température à la surface de la Terre depuis 1860.
- 12 milliards de Km/jour[réf. nécessaire] : c’est le trajet parcouru par tous les Européens en voiture, ceci équivaut à 300 000 fois le tour de la Terre par jour.
- 55%[réf. nécessaire] : c'est la part des eaux usagées qui sont dépolluées, en France.
- 40%[réf. nécessaire] : c'est la surconsommation d'un 4x4 en ville par rapport à une voiture « classique ».
- 1[réf. nécessaire] : c'est le nombre d'espèce végétale exterminée par l'Homme chaque jour !
- 156 Australie ne sont pas signataires du protocole.
- -2,9%[8] : c'est la baisse d'émission de gaz à effet de serre en Europe en 2003 par rapport à 1990. Nous nous sommes engagés à une baisse de 8% entre 2008 et 2012.
- 5 500 milliards de PIB français.
- 56,7 TWhénergies renouvelables. La France produit en tout 2312 TWh d’énergie (énergie fossile + énergie électrique + énergie renouvelable) Cela équivaut à la production de 130 réacteurs nucléaires de 5ème génération.