écologie
(allemand Ökologie)
Science ayant pour objet les relations des êtres vivants (animaux, végétaux, micro-organismes) avec leur environnement, ainsi qu'avec les autres êtres vivants.
L'ÉCOLOGIE SCIENTIFIQUE
Le terme « écologie » a été introduit en 1866 par le biologiste et naturaliste allemand Ernst Haeckel (1834-1919). Bâti à partir du grec oikos, maison, et logos, discours, il désigne la « science de l’habitat », c’est-à-dire l’étude des conditions dans lesquelles vivent les espèces et de leurs relations avec leur milieu.
Il fait également référence à un mouvement associatif et politique, qui connaît un important développement depuis les années 1970, en faveur d'une meilleure prise en compte de l'environnement dans les sociétés humaines, de l'amélioration de la qualité de la vie, du respect de l'équilibre des milieux naturels et d'une gestion durable de leurs ressources.
L'écologie s'est développée en intégrant les connaissances de la biologie et d'autres sciences, aussi diverses que la climatologie, la géologie ou l'économie.
1. Domaine d’étude de l’écologie
Le domaine d'étude de l'écologie est représenté par l'environnement au sens large, c'est-à dire l'ensemble des éléments naturels ou artificiels formant les différents milieux de vie de l'homme et des autres êtres vivants (animaux, plantes, micro-organismes), ainsi que ces êtres vivants eux-mêmes. L'environnement est déterminé par de multiples paramètres physiques, liés notamment à la géographie et au climat, et biologiques, car tous les organismes agissent sur leur milieu de vie.
L'écologie 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.
2. Histoire de l’écologie
On ne peut jamais déterminer la date de fondation d'une science ; toutefois, en remontant l'échelle du temps, on peut repérer quelques dates ou périodes charnières. L'une des plus importantes, pour l'écologie, est sans conteste l'année 1866, quand le biologiste allemand Ernst Haeckel, dans son ouvrage Morphologie générale des organismes (Generelle Morphologie der Organismen), définit le terme « écologie » à partir des termes grecs oikos (« maison » ou « habitat ») et logos (« science »).
2.1. Les précurseurs
On peut faire remonter les racines de l’écologie à l’Antiquité grecque, avec Aristote ; celui-ci en effet ne s'est pas contenté de décrire tous les animaux qu'il a recensés, mais il les a appréhendés dans leur environnement. De nombreux naturalistes, tel Buffon au xviiie s., lui ont d'ailleurs rendu hommage dans leurs ouvrages. On peut considérer que l’écologie moderne, elle, prend naissance avec la notion d'« économie de la nature » avancée par Carl von Linné, selon lequel la nature forme un équilibre résultant des interactions de tous ses objets.
Parallèlement, les expéditions scientifiques des xviiie s. et xixe s. permettent de découvrir de nombreuses espèces nouvelles, enrichissant de façon considérable les connaissances sur la nature.
En 1804, l'explorateur allemand Alexander von Humboldt rapporte une quantité impressionnante d'espèces, en particulier des végétaux, dont il cherche à expliquer la distribution géographique en s'appuyant sur les données géologiques. Il est ainsi l’un des premiers à étudier les liens entre les espèces et leur environnement, notamment le climat auquel elles sont associées. Dès lors, les bases de la biogéographie sont posées.
Une rupture a lieu, en 1859, avec la parution de l'ouvrage de Charles Darwin sur l'origine des espèces et les travaux d’Alfred Russel Wallace : on passe de la vision d’espèces fixes et « juxtaposés », créées par la volonté divine, à la représentation d’espèces en évolution et interconnectées.
Les investigations s'enrichissent de connaissances acquises en chimie au siècle précédent par Antoine de Lavoisier et Horace Bénédict de Saussure, qui étudient notamment le cycle de l'azote : un nouveau niveau écologique est abordé, la biosphère – terme inventé en 1875 par Eduard Suess –, qui englobe la flore, la faune, les minéraux, les cycles de la matière, etc.
En 1877, Karl Möbius introduit le terme de biocénose, élevant l’étude des espèces au niveau des communautés d’êtres vivants et non des seuls individus. Le botaniste danois Eugenius Warming, qui propose dans son ouvrage Plantesamfund (1895), une étude des communautés de plantes et des facteurs qui influencent les peuplements végétaux , peut être considéré comme l’un des fondateurs de l’écologie végétale. Il étudie aussi les relations entre animaux et végétaux (symbiose, mutualisme, parasitisme, etc.). À la fin du xixe s., certains naturalistes, prenant conscience de leur propre science, revendiquent le titre d'écologistes.
2.2. Le tournant du xxe s.
Au xxe s., l'écologie est surtout une science d'observation. Des techniques nouvelles sont mises au point pour suivre les migrations animales, pour recenser les animaux (dynamique des populations). Les observations pratiquées sur le terrain relèvent à la fois de l'écologie et de l'éthologie. En 1935, Arthur George Tansley invente le terme d’écosystème pour désigner le système biocénose/biotope, et voit l’écosystème comme l’unité de base de la nature : les organismes forment avec leur milieu un système physique (industr→ écosystème).
À partir de la Seconde Guerre mondiale, la menace nucléaire a imposé la nécessité d'étendre l'écologie à la planète entière. En même temps, l'industrialisation (occupation des sols) de plus en plus poussée, et ses conséquences (pollution, notamment), a posé le problème crucial de la place et du rôle de l'homme sur la Terre, dont on réalise l’impact majeur des activités sur l’environnement et les autres espèces ; l'écologie humaine est née
Le gaspillage des ressources naturelles par les pays industrialisés et la croissance exponentielle de la démographie des pays en développement constituent les facteurs de la crise actuelle. Les États et les citoyens ont admis la nécessité de respecter les lois de la nature, même s'ils doivent pour cela modifier leur état d'esprit et leur manière de vivre. L'écologie permet de définir scientifiquement les mesures indispensables à la protection de la nature (création de parcs nationaux et de réserves naturelles, → parc naturel), et de promouvoir des lois et des conventions internationales destinées à protéger la faune, la flore et les milieux naturels.
3. Les disciplines de l'écologie
Science très vaste, l'écologie procède d'un assez grand nombre de disciplines, qui ont parfois acquis une certaine indépendance. Il existe, en effet, de multiples façons d'aborder les problèmes écologiques, selon que l'on s'intéresse à un milieu naturel dans son ensemble, ou seulement à une partie des espèces qui le peuplent, ou encore à une seule espèce. Un scientifique qui choisit, par exemple, d'étudier l'écologie d'un petit bois des régions tempérées essaiera d'en faire l'inventaire floristique et faunique. Or il est quasi impossible d'effectuer un tel inventaire, tant est grande la variété des plantes et des insectes, sans oublier celle des organismes microscopiques (→ biodiversité). Il doit se limiter à un inventaire sommaire, ou faire appel à des chercheurs spécialistes de groupes zoologiques vastes.
De plus, une véritable étude écologique ne se résume pas à dresser une liste d'espèces, mais essaie d'établir l'abondance, ou la rareté, des populations et la variation des effectifs au cours de l'année. En été, les effectifs sont en général maximaux, après la période de reproduction. L'hiver, au contraire, beaucoup d'espèces sont absentes, soit parce qu'elles hibernent, soit parce qu'elles migrent. Quant à la végétation, de nombreuses espèces ont un cycle annuel.
3.1. Les spécialisations
Souvent, l'écologiste ne s'intéresse qu'à un groupe d'espèces – les rongeurs, les coléoptères, les arbres, les champignons –, ou encore à une seule espèce. Un ornithologiste (spécialiste des oiseaux), qui s'attache, par exemple, à l'observation du geai des chênes peut étudier sa population soit à l'échelle d'un bois ou d'une forêt, soit à l'échelle de la France ou de l'Europe. Dans un cas comme dans l'autre, il cherche à connaître l'habitat privilégié (superficie du bois, climat, etc.) de cet oiseau, à expliquer ses préférences (type d'arbres, hauteur à laquelle se trouve le nid…), à définir son alimentation (→ nutrition) et ses éventuels prédateurs. L'ornithologiste étudie également la densité de population de l'espèce, selon les lieux et l'époque de l'année, le taux de réussite de ses nichées, sa mortalité, ses migrations éventuelles, sans négliger l'influence, favorable ou défavorable, de l'homme sur l'espèce. Certaines de ces investigations débordent fatalement sur l'éthologie, la physiologie, la démographie et d'autres disciplines connexes.
La phénologie a pour objet d'étude les lois climatiques qui régissent les phénomènes biologiques saisonniers : la floraison des plantes, la fructification, la chute des feuilles, mais aussi l'hibernation, les migrations. Cette science s'applique surtout au règne végétal, même si elle est aussi concernée par les phénomènes périodiques du monde animal.
3.2. Le problème des effectifs de population
La dynamique des populations est une science qui a pris beaucoup d'importance depuis les années 1960. C'est en quelque sorte la démographie des populations animales sauvages. Rappelons que la population d'une espèce est son effectif, soit total, soit limité à une région ou à un milieu déterminé : on parle de la population de carpes d'un étang, de sangliers d'une forêt, de tigres d'un parc naturel. À l'aide de recensements et d'observations précises, les spécialistes en dynamique de population cherchent à résoudre certaines questions : Quelle est l'évolution de l'effectif de la population étudiée au cours de l'année ? Quelle est la proportion des sexes (ou sex-ratio) ? Quelle est la fécondité de l'espèce ? Quel est son taux de mortalité et quelles sont les causes de celle-ci ?
Dans la nature, une population finit toujours par atteindre une limite, qui dépend de la capacité des individus à s'adapter. Les moyens qu'ils possèdent sont d'ordre à la fois comportemental et physiologique, et définissent une stratégie éthophysiologique. Deux types de stratégies ont été définis :
• la stratégie r se caractérise par une reproduction si rapide qu'il peut y avoir risque de pullulation (elle s'observe chez les insectes, les rongeurs et certaines plantes, dont la petite taille, caractère fréquent, leur permet de coloniser rapidement de nouveaux milieux) ;
• la stratégie K, en revanche, se caractérise par une longévité plus grande, une reproduction plus lente et une capacité à vivre en équilibre avec le milieu (c'est le cas de la plupart des mammifères, mais aussi des arbres).
Souvent liée à la dynamique de population, l'étude des migrations est également devenue une branche importante de l'écologie. De nombreux animaux, mammifères, oiseaux, poissons, insectes, effectuent d'importants déplacements, en général réguliers, au cours de l'année. Ils intéressent la biogéographie, ou science de la répartition géographique des êtres vivants à la surface du globe, ou la zoogéographie si l'on ne considère que les animaux.
3.3. Écologie et géographie
L'aire de répartition (ou de distribution) géographique d'une espèce vivante correspond aux régions qu'elle habite : celle du loup comprenait l'Amérique du Nord (excepté sa partie sud, mais le Groenland inclus), l'Europe (d'où il a en partie disparu) et l'Asie (au nord d'une ligne qui irait d'Israël à la Chine du Sud). Une aire de répartition géographique n'est pas stable dans le temps : une espèce peut disparaître de certains secteurs ou se répandre, parfois rapidement, sur de vastes surfaces (la tourterelle turque a envahi l'Europe en une trentaine d'années). Les causes de ces changements peuvent être naturelles (augmentation de la fécondité dans le cas d'une expansion, par exemple), les autres dues à l'activité humaine (la modification des milieux entraîne la raréfaction de certaines espèces, mais en favorise d'autres).
On a montré que plus une biocénose (une communauté d’êtres vivants) est riche en espèces différentes – ce qui implique l'existence de réseaux trophiques (ensembles de chaînes alimentaires) complexes – mieux elle résiste aux perturbations. Mais, dès lors que la biodiversité se réduit, les biocénoses (et plus largement les écosystèmes) deviennent d’autant plus sensibles aux perturbations, naturelles ou dues à l’homme. La compréhension de ce phénomène est complétée par l'étude des moyens d'adaptation propres aux individus et aux populations, c'est-à-dire les stratégies (comportementales, physiologiques ou démographiques) qu'ils mettent en place.
4. Les méthodes d'étude
Les systèmes que cette science étudie sont trop complexes pour être appréhendés dans leur globalité. Il est nécessaire de multiplier les observations sur le terrain afin d'établir des statistiques sur les caractéristiques générales d'une population. Les données permettent ensuite de déterminer le fonctionnement d'un écosystème. Les modélisations et les simulations restent cependant difficiles à manier, car le plus grand obstacle auquel sont confrontés les chercheurs est celui de l'expérimentation : il est en effet extrêmement difficile, voire parfois impossible, de recréer en laboratoire un écosystème.
4.1. Observer
L'écologie est donc avant tout une science d'observation, et bien souvent les yeux d'un bon observateur sont insuffisants. Des outils tels que les jumelles, l'appareil photographique ou la caméra complètent utilement sa panoplie.
Une étude efficace suppose que les observations soient poursuivies pendant un certain temps, parfois des années, soit au même endroit, soit sur une même espèce – souvent d'ailleurs, sur la même espèce au même endroit. Les recensements sont devenus une méthode d'étude très employée, surtout en dynamique des populations. Ils s'opèrent de façon très variable, car l'on ne recense pas des daphnies (minuscules crustacés) comme on dénombre des éléphants. Par exemple, l'évaluation de l'effectif d'une espèce d'oiseaux peut être faite à partir du recensement du nombre d'individus rencontrés au cours d'un trajet; cette technique permet d'établir des indices kilométriques d'abondance. Des méthodes « à points fixes » fournissent des indices ponctuels d'abondance. L'emploi de la photographie aérienne peut alors se révéler très utile pour dénombrer, par exemple, les oiseaux de mer vivant sur un îlot.
4.2. Repérer
En dynamique de population, la technique du marquage, beaucoup utilisée, nécessite la capture puis la recapture des animaux étudiés : par exemple, les oiseaux sont bagués par l'ornithologiste qui veut connaître leur lieu de migration. Quand les animaux sont retrouvés, les données obtenues sont traitées mathématiquement. Cette science s'appuie beaucoup sur l'usage de courbes et de graphiques. Si le baguage des oiseaux est utilisé depuis longtemps, la biotélémétrie a été appliquée plus récemment à de nombreux animaux, des cervidés aux requins : elle consiste à placer sur un spécimen un petit émetteur qui permettra de savoir, à chaque instant, où il se trouve; les satellites artificiels peuvent être mis à contribution.
4.3. Expérimenter
Malheureusement, de telles méthodes, outre la gêne qu'elles occasionnent aux animaux, entraînent parfois la mort de certains individus – ce qui, en dehors même de considérations morales, réduit à néant la recherche entreprise. Aussi ces techniques tendent-elles de plus en plus à être limitées à des opérations ponctuelles et à être confiées à des chercheurs expérimentés.
D'une façon générale, l'écologie scientifique, à mesure qu'elle constituait les bases de la protection de la nature, s'est trouvée contrainte de réviser certaines de ses méthodes. Par exemple, l'analyse des contenus stomacaux implique le sacrifice de nombreux spécimens, alors que d'autres approches peuvent être envisagées pour définir le régime alimentaire d'une espèce, à commencer par la simple observation (observation des comportements alimentaires d’une part, des fèces d’autre part). La biogéographie fait appel à des cartes notamment, qui indiquent les régions où l'espèce s'est éteinte, ou, dans le cas d'animaux migrateurs, à des cartes distinguant les zones de reproduction, de passage, d'hivernage…
5. L'écologie, fondement de la protection de la nature
Le souci de préserver la faune, la flore et les milieux naturels s'est imposé à certains esprits clairvoyants bien avant l'apparition de l'écologie scientifique, au xixe s. Ainsi, Platon se montra partisan du reboisement de l'Attique, et Pétrarque, poète italien du xive s., chanta la fontaine de Vaucluse et souhaita la protection du mont Ventoux.
Toutefois, des espèces étaient protégées, soit pour des motifs religieux (le cas de l'Égypte antique, dans laquelle divers animaux étaient associés à des dieux et par conséquent sacrés, est l'un des plus célèbres), soit pour que les souverains aient de grands animaux à chasser. Des initiatives plus désintéressées sont à signaler : en 1392, Eleonora d'Arborea inclut la protection des rapaces dans le code dont elle dota la Sardaigne. (Des ornithologistes lui ont rendu hommage en baptisant un petit rapace « faucon d'Éléonore ».)
Peu à peu, des lois sont édictées ici ou là pour limiter la chasse ou protéger les espèces en danger, tandis que des actions communes sont menées au niveau international : en 1902, la plupart des pays d'Europe ont signé une convention pour la protection d'oiseaux considérés comme utiles ; la première convention internationale pour la limitation de la chasse à la baleine date de 1937. De même, la nécessité de préserver dans leur intégralité des espaces naturels, plus ou moins vastes, va s'imposer progressivement : le premier parc national, celui de Yellowstoneaux États-Unis, est créé en 1872, à l'instigation des émissaires qui, paradoxalement, avaient été chargés d'étudier la mise en valeur de la région.
En France, la première réserve naturelle importante, créée en 1912 par la Ligue française pour la protection des oiseaux, est la réserve des Sept-Îles, au large de Perros-Guirec (Côtes-d'Armor) ; elle a protégé efficacement les oiseaux de mer (macareux, fou de Bassan, etc.)… jusqu'à ce qu'elle soit ravagée par les marées noires. La réserve naturelle de Camargue est créée en 1927 par la Société nationale de protection de la nature, puis ce n'est qu'en 1963 – après en avoir réglementé les statuts, les modes de création, de gestion, etc. – que la France se dote de ses premiers parcs nationaux, sur le massif de la Vanoise et sur l'île de Port-Cros. Protection de la nature.
5.1. L'écologie : mode de vie ou mouvement politique ?
Au fil des années, le mouvement pour la protection de la nature est devenu, dans les pays occidentaux notamment, un groupe de pression que les autorités doivent prendre en compte. Ce mouvement s'appuie sur de nombreuses associations locales, régionales, nationales ou internationales, dont les objectifs sont variables. À l'échelle locale, elles se battent contre la construction d'un bloc de béton ou d'une autoroute, pour la préservation d'un site, pour la création d'une réserve, par exemple. Les associations nationales, souvent groupées en fédérations, défendent les oiseaux ou les reptiles, ou contestent l'utilisation de l'énergie nucléaire.
Les termes « écologie » et « écologiste » sont devenus ambigus. Les militants de la protection de la nature, souvent qualifiés d'écologistes, sont confondus avec les partis politiques écologistes, auxquels ils n'adhèrent pas forcément. Il est vrai que ceux qui œuvrent pour la protection de la nature, qu'ils agissent ou non dans des associations, témoignent d'une grande motivation et de méthodes qui s'apparentent au militantisme politique : tracts, affiches, réunions publiques, manifestations de rue, communiqués de presse, interventions auprès des hommes politiques. Leurs actions transgressent parfois les limites de la légalité quand, par exemple, des militants opposés à la vivisection vont libérer des animaux dans des laboratoires d'expérimentation.
La protection des animaux tient d'ailleurs une grande place dans le mouvement pour la sauvegarde de la nature. Cependant, les protecteurs de la nature s'attachent à la préservation des espèces, tandis que les protecteurs des animaux considèrent avant tout l'individu : à leurs yeux, la vie d'une souris blanche compte autant que celle d'un grand panda ; les protecteurs de la nature, en revanche, s’attachent au statut d’espèce menacée du panda, ce que n’est pas – loin s’en faut – la souris blanche. Parallèlement, les gouvernements et les organisations internationales tentent de résoudre les « grands problèmes écologiques » : surpopulation, pollution, destruction des forêts tropicales (déforestation), effet de serre, réduction de la couche d'ozone, sécheresse, désertification. Répercutés par les médias, ces dangers inquiètent l'opinion publique, qui pourtant persiste, dans son ensemble, à les considérer comme lointains.
5.2. Vers une politique écologique ?
La contestation de l'énergie nucléaire et la promotion des , énergies renouvelables notamment l'énergie solaire et l'énergie éolienne, sont l'un des aspects principaux du mouvement écologique. Celui-ci a reçu le renfort des partisans des médecines naturelles comme des partisans de l'agriculture biologique. Au cours des années, le fossé s'est souvent creusé entre l'écologie scientifique et l'écologie politique, à tel point que certains écologistes scientifiques préfèrent être qualifiés d'« écologues » pour être distingués des militants politiques.
Si elles reçoivent l'adhésion – au moins sur les principes – d'une bonne partie de l'opinion publique, les thèses écologiques rencontrent de nombreux obstacles. Elles heurtent en effet de front de nombreuses puissances économiques et financières : industries pétrolière, automobile, chimique ou pharmaceutique, promoteurs immobiliers, etc. Les ministères et les administrations ne se montrent, en général, guère empressés à répondre aux attentes des écologistes, tandis que la plus grande partie de la population admet difficilement de renoncer aux avantages à court terme que lui offre la société de consommation.
Si les écologistes sont devenus, dans de nombreux pays, des partis politiques qui présentent des listes aux élections, les autres partis ont été amenés à prendre position sur les problèmes écologiques. Parfois accusés, à tort ou à raison, de récupération, ils se voient en tout cas obligés de satisfaire, au moins en paroles, une opinion publique inquiète des atteintes dont est victime notre planète. Mais est-elle prête à revenir aux lois d'une écologie (au sens scientifique) qu'elle ne connaît guère ?
