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12.1A : Perte de Biodiversité - Biologie

12.1A : Perte de Biodiversité - Biologie



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L'activité humaine est le moteur de la crise actuelle de la biodiversité, qui provoque une grande perte d'espèces en peu de temps.

Objectifs d'apprentissage

  • Expliquer la crise de la biodiversité

Points clés

  • La biodiversité est la variété des espèces présentes dans la biosphère ; l'objectif principal des écologistes est de préserver la biodiversité.
  • Un exemple de perte de biodiversité a été l'extinction de plus de 200 espèces de cichlidés dans le lac Victoria ; cela a été causé par l'introduction de la perche du Nil ainsi que par l'augmentation de l'agriculture et de la pêche.
  • Contrairement aux cinq extinctions de masse précédentes, l'actuelle est le résultat d'activités humaines néfastes.
  • La perte actuelle de biodiversité causée par l'homme est le résultat d'activités telles que la destruction de l'habitat, l'introduction d'espèces exotiques envahissantes et la surexploitation des espèces.

Mots clés

  • biodiversité: la diversité (nombre et variété d'espèces) de la vie végétale et animale dans une région
  • radiation adaptative: la diversification des espèces sous des formes distinctes qui s'adaptent chacune pour occuper une niche environnementale spécifique
  • les espèces envahissantes: toute espèce qui a été introduite dans un milieu où elle n'est pas indigène et qui est depuis devenue une nuisance par une propagation rapide et une augmentation en nombre, souvent au détriment des espèces indigènes
  • extinction: disparition d'une espèce de la terre ; l'extinction locale est la disparition d'une espèce d'une région

La crise de la biodiversité

Traditionnellement, les écologistes ont mesuré la biodiversité, terme général désignant la variété des espèces présentes dans la biosphère, en tenant compte à la fois du nombre d'espèces et de leur commune. La biodiversité peut être estimée à plusieurs niveaux d'organisation du vivant. Ces indices d'estimation, issus de la théorie de l'information, sont les plus utiles comme première étape pour quantifier la biodiversité entre et au sein des écosystèmes, mais ils sont moins utiles lorsque la principale préoccupation des biologistes de la conservation est simplement la perte de biodiversité. Cependant, les biologistes reconnaissent que les mesures de la biodiversité, en termes de diversité des espèces, peuvent aider à concentrer les efforts pour préserver les éléments biologiquement ou technologiquement importants de la biodiversité.

Cichlidés dans le lac Victoria

Les cichlidés du lac Victoria fournissent un exemple à travers lequel nous pouvons commencer à comprendre la biodiversité. Les biologistes qui ont étudié les cichlidés dans les années 1980 ont découvert des centaines d'espèces de cichlidés représentant une variété de spécialisations dans des types d'habitats particuliers et des stratégies d'alimentation spécifiques : manger du plancton flottant dans l'eau, gratter puis manger des algues sur les rochers, manger des larves d'insectes du fond et manger les œufs d'autres espèces de cichlidés. Les cichlidés du lac Victoria sont le produit d'un rayonnement adaptatif. Un rayonnement adaptatif est un rapide (moins de trois millions d'années dans le cas des cichlidés du lac Victoria) qui se ramifie par spéciation d'un arbre phylogénétique en de nombreuses espèces étroitement apparentées ; généralement, les espèces « rayonnent » dans différents habitats et niches. Les pinsons des Galápagos sont un exemple de rayonnement adaptatif modeste avec 15 espèces. Les cichlidés du lac Victoria sont un exemple de rayonnement adaptatif spectaculaire qui comprend environ 500 espèces.

Au moment où les biologistes faisaient cette découverte, certaines espèces ont commencé à disparaître rapidement. L'un des coupables de ces déclins était une espèce de gros poisson qui a été introduite dans le lac Victoria par les pêcheries pour nourrir les personnes vivant autour du lac. La perche du Nil a été introduite en 1963, mais n'a pas posé de problème jusqu'aux années 1980, lorsque sa population a commencé à augmenter en consommant des cichlidés, entraînant espèce après espèce jusqu'à l'extinction (la disparition d'une espèce). En fait, plusieurs facteurs ont joué un rôle dans l'extinction de peut-être 200 espèces de cichlidés dans le lac Victoria. Ces facteurs comprenaient non seulement la perche du Nil, mais aussi la baisse de la qualité de l'eau du lac en raison de l'agriculture et du défrichement sur les rives du lac Victoria, et de la pression accrue de la pêche. Les scientifiques n'avaient même pas catalogué toutes les espèces présentes, tant d'entre elles ont été perdues qu'elles n'ont jamais été nommées. La diversité est maintenant l'ombre de ce qu'elle était autrefois.

Causes de la biodiversité

Les cichlidés du lac Victoria sont un aperçu de la perte rapide contemporaine d'espèces causée par l'activité humaine sur toute la terre. L'extinction, un processus naturel de macroévolution, se produit au rythme d'environ une espèce sur 1 million qui s'éteint chaque année. Les archives fossiles révèlent qu'il y a eu cinq périodes d'extinction massive dans l'histoire avec des taux de perte d'espèces beaucoup plus élevés. Le taux de disparition des espèces aujourd'hui est comparable à celui des périodes d'extinction massive. Cependant, il existe une différence majeure entre les extinctions de masse précédentes et l'extinction actuelle que nous vivons : l'activité humaine. Plus précisément, trois activités humaines ont un impact majeur : la destruction de l'habitat, l'introduction d'espèces exotiques envahissantes et la surexploitation. Les prédictions de disparition d'espèces au cours du siècle prochain, une infime quantité de temps sur des échelles de temps géologiques, vont de 10 à 50 pour cent. Les cinq extinctions précédentes à cette échelle ont été causées par des événements cataclysmiques qui ont changé le cours de l'histoire de la vie dans chaque cas. La Terre est maintenant dans un de ces temps.


La perte de biodiversité dans les cours d'eau menace un processus biologique vital

Les photographies de détritivores aquatiques de ce graphique représentent un sous-ensemble de familles (classées de gauche à droite de la plus abondante à la moins abondante dans l'étude). Partout dans le monde, les populations de détritivores diminuent et disparaissent à un rythme alarmant. Crédit : laboratoire Bradley Cardinale/Penn State

Le déclin et l'extinction rapides de nombreuses espèces de détritivores - des organismes qui se décomposent et éliminent les matières végétales et animales mortes - peuvent avoir des conséquences désastreuses, suggère une équipe internationale de scientifiques dans une nouvelle étude.

Les chercheurs ont observé une relation étroite entre la diversité des détritivores et la décomposition de la litière végétale dans les cours d'eau, notant que la décomposition était la plus élevée dans les eaux contenant le plus d'espèces de détritivores, y compris les insectes aquatiques tels que les phlébotomes, les phryganes, les éphémères et les grues, et les crustacés tels que les scuds et l'eau douce. crevettes et crabes.

La décomposition est un processus biologique essentiel à la vie, a expliqué le co-auteur de l'étude Bradley Cardinale, professeur et chef du Département des sciences et de la gestion des écosystèmes, College of Agricultural Sciences, Penn State.

"La matière végétale qui n'est pas mangée par les animaux finit par mourir et doit être recyclée afin que les nutriments biologiquement essentiels soient relibérés dans l'environnement où ils peuvent être réutilisés par les plantes", a-t-il déclaré. "Si ce processus de décomposition ne se produit pas ou ralentit considérablement, la vie s'arrête brutalement. Le phosphore, l'azote et d'autres nutriments dont nous avons besoin en tant qu'êtres humains n'existent même pas sous une forme biologiquement disponible à moins qu'ils ne soient décomposés et recyclés. ."

Mais partout dans le monde, les populations de détritivores diminuent et disparaissent à un rythme alarmant, une triste réalité qui a stimulé l'étude. Il existe de bonnes preuves que le taux d'extinction de ces organismes est 1 000 à 10 000 fois plus rapide que ce qui s'est produit à travers les archives historiques, a souligné Cardinale.

Les chercheurs ont mené l'étude dans 38 cours d'eau d'amont situés dans différentes régions de 23 pays sur six continents. Les ruisseaux étaient de taille similaire - environ 13 pieds de large avec des radiers et des piscines alternés. La plupart avaient un substrat rocheux et étaient ombragés par une végétation riveraine dense. Crédit : DM/Flickr

"Il y a eu une énorme question de savoir si la diversité de ces insectes et crustacés aquatiques est cruciale", a déclaré Cardinale. "S'ils disparaissent, ce processus biologique de décomposition va-t-il ralentir ou non ? Nous n'avions pas de bonne réponse avant cette étude. Nous ne savions pas si l'extinction de ces animaux affecterait grandement la capacité des écosystèmes à maintenir la vie, ou si d'autres organismes tels que les bactéries et les champignons rempliront la niche écologique et accompliront un niveau de décomposition similaire. »

Il y a un certain nombre de causes d'extinction, a déclaré Cardinale. Par ordre d'importance, il s'agit de la perte d'habitat, de la surexploitation (ce qui ne s'applique pas à cette étude), de la concurrence des espèces envahissantes, des maladies, de la pollution et du changement climatique, qu'il a qualifié de "grande inconnue à ce stade".

L'étude était mondiale et exceptionnellement robuste, impliquant 75 scientifiques analysant la décomposition dans 38 cours d'eau d'amont de taille, de profondeur et d'habitat physique similaires dans 23 pays sur six continents. La plupart des cours d'eau sélectionnés par les chercheurs avaient un substrat rocheux et étaient ombragés par une végétation riveraine dense.

Sur chaque site, les chercheurs ont incubé des mélanges de litière végétale identiques composés de neuf espèces collectées à différents endroits dans le monde et réparties entre les partenaires de l'étude. Les mélanges de litière étaient enfermés dans des sacs à litière appariés à mailles grossières et à mailles fines contenant la même quantité et le même type de litière.

"Les deux types de sacs à litière nous ont permis de quantifier la quantité de décomposition effectuée par les détritivores et par les organismes microbiens dans les cours d'eau", a déclaré Cardinale. "Nous avons vu que dans la litière entourée de sacs à mailles fines inaccessibles aux insectes aquatiques ou aux crustacés, il y avait beaucoup moins de décomposition."

Cette carte montre la répartition mondiale des sites d'étude dans différents biomes. Les cours d'eau étaient situés dans la toundra, la forêt tempérée de feuillus, la forêt tempérée de conifères, la forêt méditerranéenne, la brousse xérique, la forêt tropicale humide et la savane tropicale. Crédit : laboratoire Bradley Cardinale/Penn State

Cela indique que les bactéries et les champignons seuls ne peuvent probablement pas accomplir la quantité de décomposition nécessaire dans les écosystèmes des cours d'eau, a-t-il ajouté.

"Lorsque nous avons exclu ces animaux, nous avons constaté une énorme baisse des taux de décomposition, ce qui signifie que d'autres organismes ne les ont pas compensés", a déclaré Cardinale. « Lorsque les détritivores ont été exclus, simulant l'extinction, nous avons perdu bien plus de 50 % de la décomposition dans les cours d'eau. »

Dans des conclusions récemment publiées dans Communication Nature, les chercheurs ont noté que les cours d'eau avec une abondance de détritivores avaient les taux de décomposition les plus élevés. Ils ont signalé que la relation entre la diversité des détritivores et la décomposition était plus forte dans les zones tropicales que dans les zones tempérées et absente dans les zones boréales, et que l'abondance et la biomasse étaient importantes dans les zones tempérées et boréales, mais pas dans les zones tropicales.

Selon l'équipe de recherche, les résultats de l'étude suggèrent que la décomposition de la litière est probablement altérée par les extinctions de détritivores et que ces effets sont particulièrement forts dans les zones tropicales, où la diversité des détritivores est déjà relativement faible et certains facteurs de stress environnementaux sont particulièrement répandus.

Certains des résultats de l'étude ne sont pas surprenants, a suggéré Cardinale. L'abondance et la taille des détritivores sont connues pour avoir un très fort impact sur la décomposition. Ainsi, les cours d'eau qui en contiennent plus ou qui contiennent des invertébrés plus gros, tels que les gros crabes et les crevettes, ont plus de décomposition.

"Mais ce qui a été une surprise, c'est que nous avons également constaté que la diversité, le nombre d'espèces différentes présentes dans les cours d'eau, était l'un des prédicteurs les plus dominants de la décomposition", a-t-il déclaré. "Et entre l'abondance, la taille corporelle et la diversité, nous pourrions expliquer 82% de toutes les variations mondiales de la décomposition. Cela signifie que ces animaux s'éteignant, nous allons perdre la capacité de décomposer et de recycler les matériaux biologiquement essentiels que d'autres organismes besoin pour la survie et la croissance."


Perte de zones humides et conservation de la biodiversité

College of Environmental Science and Forestry, State University of New York, 350 Illick Hall, Syracuse, New York, 13210, États-Unis, courriel [email protected]

College of Environmental Science and Forestry, State University of New York, 350 Illick Hall, Syracuse, New York, 13210, États-Unis, courriel [email protected]

Résumé

Résumé: La plupart des espèces d'organismes dépendant des zones humides vivent dans de multiples populations locales soutenues par des migrations occasionnelles. Le maintien de densités minimales de zones humides dans les paysages dominés par l'homme est fondamental pour la conservation de ces organismes. Une analyse des mosaïques de zones humides a été réalisée pour deux régions du nord-est des États-Unis afin d'évaluer dans quelle mesure la perte historique de zones humides modifie les paramètres des mosaïques de zones humides et d'évaluer les effets futurs potentiels médiés par des réglementations des zones humides structurées différemment. Ces analyses ont indiqué que de profondes réductions de la densité et de la proximité des zones humides sont associées à une augmentation des populations humaines et que les protections de toutes les zones humides >1 acre (0,4 ha) est probablement nécessaire pour conserver des densités de terres humides minimalement suffisantes pour soutenir le biote des terres humides.

Résumé

CV : La mayoría de los organizationos de especies que dependen de humedales viven en múltiples poblaciones locales sostenidas mediante migraciones ocasionales. Para conservar estos organizationos es fondamental la retención de densidades minimas de humedales en pisajes dominados por humanos. Para evaluar el grado al cual la pérdida histórica de humedales altera las dinámicas de los mosaicos de humedales se llevó a cabo un análisis de mosaicos de humedales en dos regiones del noreste de los Estados Unidos, así mismo, se porevaluaron mediaos de futuros es regulaciones de humedales estructuradas de diferente manera. Estos análisis indicaron que las reducciones fuertes en la densidad de humadales y en la proximidad estan asociadas con incrementos en la población humana y que posiblemente se requiere de protecciones para todos los humedales >1 acre (0,4 ha) pour conserver la densité minimale suficiente de humedales para sostener la biota que los habita.


La dégradation de l'écosystème exacerbe la perte de biodiversité avec la perte d'habitat

Bien que la perte d'habitat soit le facteur prédominant menant à la perte de biodiversité dans l'Anthropocène 1,2 , exactement comment cette perte se manifeste - et à quelle échelle - reste un débat central 3-6 . L'hypothèse « d'échantillonnage passif » suggère que les espèces sont perdues proportionnellement à leur abondance et à leur répartition dans l'habitat naturel 7,8, tandis que l'hypothèse « pourriture de l'écosystème » suggère que les processus écologiques changent dans des habitats plus petits et plus isolés, de sorte que davantage d'espèces sont perdu que ce à quoi on aurait pu s'attendre simplement à cause de la perte de l'habitat seulement 9,10 . Les tests généralisables de ces hypothèses ont été limités par des plans d'échantillonnage hétérogènes et une focalisation étroite sur les estimations de la richesse des espèces qui dépendent fortement de l'échelle. Ici, nous analysons 123 études d'abondances au niveau des assemblages de taxons focaux prélevés sur plusieurs fragments d'habitat de taille variable pour évaluer l'influence de l'échantillonnage passif et de la dégradation de l'écosystème sur la perte de biodiversité. Nous avons trouvé un soutien global pour l'hypothèse de la dégradation de l'écosystème. Dans toutes les études, écosystèmes et taxons, les estimations de la biodiversité à partir de fragments d'habitat plus petits - lorsqu'elles sont contrôlées pour l'effort d'échantillonnage - contiennent moins d'individus, moins d'espèces et moins de communautés que prévu à partir d'un échantillon de fragments plus grands. Cependant, la perte de diversité due à la dégradation de l'écosystème dans certaines études (par exemple, celles dans lesquelles la perte d'habitat a eu lieu il y a plus de 100 ans) était moins que prévu d'après le modèle global, en raison du changement de composition par des espèces qui n'étaient pas à l'origine présents dans les habitats intacts. Nous concluons que l'incorporation des effets non passifs de la perte d'habitat sur le changement de biodiversité améliorera les scénarios de biodiversité dans le cadre de l'utilisation future des terres et de la planification de la protection et de la restauration de l'habitat.


Perte de biodiversité

La colonisation des îles tropicales du Pacifique par l'homme a entraîné l'extinction de plus de 2 000 espèces. La liste de l'UICN (2004) documente l'extinction de 784 espèces au cours des 500 dernières années. Certains taxons sont plus vulnérables à l'extinction que d'autres. À l'heure actuelle, plus de 15 500 espèces dans le monde sont en danger. À l'heure actuelle, 12% de toutes les espèces d'oiseaux, 23% de toutes les espèces de mammifères, 32% de toutes les espèces d'amphibiens et 31% de toutes les espèces de gymnospermes dans le monde sont menacées d'extinction.

L'extinction de masse s'est également produite dans le passé. Mais le taux d'extinction actuel est estimé à 100 à 1 000 fois plus rapide. Les écologistes prédisent que près de la moitié de toutes les espèces sur terre seraient anéanties dans les 100 prochaines années.

La perte de biodiversité dans une région peut conduire à

  • Baisse de la production végétale
  • Résistance réduite aux perturbations environnementales comme la sécheresse.
  • Variabilité accrue de certains processus écosystémiques, par ex. productivité des plantes, utilisation de l'eau, etc.

Causes des pertes de biodiversité : Il y a quatre causes principales qui sont considérées comme ''The Evil Quartet'.

  1. Perte et fragmentation de l'habitat : La déforestation à grande échelle pour faire place aux activités humaines entraîne une perte d'habitat. Cela a également entraîné une fragmentation des habitats en petites parties. La perte et la fragmentation de l'habitat est la cause la plus importante qui entraîne l'extinction des plantes et des animaux.
  2. Surexploitation : Le besoin humain de ressources naturelles s'est transformé en cupidité. Il en résulte une surexploitation des ressources naturelles. De nombreuses espèces de plantes et d'animaux ont disparu en raison de la surexploitation.
  3. Invasions d'espèces exotiques : Certaines espèces exotiques deviennent envahissantes, entraînant le déclin ou l'extinction des espèces indigènes. Par exemple, l'introduction de carotte (Parthenium), de Lantana et de jacinthe d'eau (Eichhornia) a causé des dommages à de nombreuses espèces de plantes indigènes en Inde.
  4. Co-extinctions : Certaines espèces de plantes et d'animaux sont associées de manière obligatoire. L'extinction d'une espèce entraîne l'extinction des espèces associées. Par exemple, lorsqu'un poisson hôte s'éteint, les parasites qui en dépendent s'éteignent également.

Biodiversité et conservation

La perte de biodiversité dans une région peut entraîner (a) un déclin de la production végétale,
(b) une résistance réduite aux perturbations environnementales telles que la sécheresse et
(c) variabilité accrue de certains processus écosystémiques tels que la productivité des plantes, l'utilisation de l'eau et les cycles des ravageurs et des maladies.

(iii) Diversité des communautés et des écosystèmes.

Comment les écologistes estiment-ils le nombre total d'espèces présentes dans le monde ?

Donnez trois hypothèses pour expliquer pourquoi les tropiques présentent les niveaux les plus élevés de richesse en espèces.

1. Les latitudes tropicales sont restées intactes pendant des millions d'années et ont donc eu une longue période d'évolution pour la diversification des espèces.

2. Les environnements tropicaux sont constants, prévisibles et moins saisonniers, ce qui favorise la spécialisation de niche et conduit à une plus grande diversité d'espèces.

3. Il y a plus d'énergie solaire disponible dans les tropiques, ce qui conduit à une plus grande productivité et donc à la diversité des espèces.

Des exemples de bosquets sacrés sont les collines de Khasi et Jaintia dans le Meghalaya, les collines d'Aravali au Rajasthan, les régions de Western Ghat du Karnataka, le Maharashtra et Sargiya, les régions de Chanda et de Bastar du M.P. Au Sikkim, le lac Khecheopalri est déclaré lac sacré par les gens, protégeant ainsi la flore et la faune aquatiques.

Rôle dans la conservation. De nombreuses espèces de plantes et d'animaux rares, menacées et endémiques ont été protégées dans des bosquets sacrés. Ces zones se sont avérées être les moins perturbées et riches en espèces.


Les scientifiques décrivent une «crise cachée de la biodiversité» alors que la variation au sein des espèces est perdue

La nature a toujours été une source d'inspiration artistique et de matériaux, et la variation, à la fois entre les espèces et au sein des espèces, un contributeur important à l'art et à la culture. Cette peinture illustre la variation intraspécifique des montaisons de saumons rouges et a été créée à partir de pigments botaniques naturels provenant d'espèces indigènes d'Amérique du Nord, notamment le cèdre rouge de l'Ouest (écorce), l'aulne rouge (cônes), le sumac staghorn (baies) et le salal (baies). Crédit : Simone Des Roches

La perte rapide de variation au sein des espèces est une crise cachée de la biodiversité, selon les auteurs d'une nouvelle étude examinant comment cette variation soutient les fonctions écologiques essentielles et les avantages que la nature offre aux humains.

Publié le 1er mars dans Écologie et évolution de la nature, l'étude met en évidence la nécessité de mieux comprendre et conserver la variation au sein des espèces afin de sauvegarder les contributions de la nature à l'homme.

"La biodiversité signifie plus que le nombre d'espèces, et lorsque nous nous concentrons sur les extinctions au niveau des espèces, nous manquons une partie de l'histoire", a déclaré l'auteur correspondant Eric Palkovacs, professeur d'écologie et de biologie évolutive à l'UC Santa Cruz. "La variation intraspécifique est un aspect négligé de la biodiversité, mais elle a de la valeur pour les gens, et nous devons commencer à le reconnaître et à protéger cette forme de biodiversité."

Une étude antérieure dirigée par le premier auteur Simone Des Roches, chercheuse postdoctorale à l'UC Santa Cruz maintenant à l'Université de Washington, a montré que la perte de variation au sein des espèces peut avoir de graves conséquences écologiques. Cela a amené Des Roches et Palkovacs à réfléchir aux implications plus larges de leurs découvertes pour les valeurs et les services que la nature fournit aux gens, des matériaux forestiers et de l'eau propre à la pêche commerciale et aux médicaments dérivés de produits naturels.

Pour la nouvelle étude, ils ont passé en revue la littérature scientifique pour des études montrant comment la variation intraspécifique soutient les services écosystémiques et d'autres aspects des contributions de la nature aux personnes. Ils ont trouvé des liens bien documentés entre une grande variété d'espèces, y compris les poissons et la pêche commerciale, les insectes et la pollinisation des cultures, les plantes ligneuses et les produits forestiers, de nombreuses cultures différentes et leurs ancêtres sauvages, et plus encore.

"Il existe toute une série de cas documentés, y compris plusieurs exemples de ce qui se passe lorsque nous perdons une variation intraspécifique", a déclaré Palkovacs. "L'un des meilleurs exemples est la pêche commerciale, où divers stocks de poissons aident à stabiliser la population globale."

Les sous-populations de saumon, par exemple, sont localement adaptées aux conditions des différents bassins hydrographiques, ce qui permet à la population globale de rester stable même si les fluctuations environnementales entraînent des déclins dans certaines sous-populations et des augmentations dans d'autres. Ces « effets de portefeuille » chez le saumon sont compromis par les barrages, qui bloquent les sous-populations de l'habitat de frai essentiel, et par la production en écloserie, qui peut réduire la variation génétique. La perte de variation intraspécifique chez le saumon peut entraîner des cycles d'expansion-récession de la population qui nuisent à la valeur à long terme de la pêche.

La variation intraspécifique des espèces de base telles que les mangroves (ci-dessus), les coraux et les forêts de varech sert à maintenir la résilience des écosystèmes face à un climat en évolution rapide. Crédit : Simone Des Roches

Des Roches a noté que les gens ont longtemps dépendu de la variation au sein des espèces domestiquées et importantes pour l'agriculture. "Notre histoire de coévolution avec des centaines d'espèces domestiquées est caractérisée par notre sélection continue de variantes inhabituelles et bénéfiques au sein des espèces", a-t-elle déclaré. "Nous sommes souvent allés trop loin et avons ainsi perdu une diversité génétique critique chez les espèces domestiquées. Nous dépendons de la consanguinité avec des populations sauvages ou ancestrales plus génétiquement variables (lorsqu'elles existent) pour restaurer cette diversité."

Les plantes à valeur médicinale fournissent d'autres exemples bien documentés de la valeur de la variation intraspécifique, a déclaré Palkovacs. "Différentes variétés de la même espèce végétale peuvent avoir différents composés avec différentes propriétés médicinales, tels que différents médicaments antipaludiques qui dépendent de la diversité génétique des plantes dont ils sont dérivés."

Les auteurs ont souligné l'importance de collaborer avec des groupes locaux et autochtones qui ont une connaissance approfondie des relations entre la variation intraspécifique et les produits et services naturels qu'ils utilisent. "Nous devons tirer parti des systèmes de connaissances locaux pour éclairer notre compréhension de ces connexions", a déclaré Palkovacs.

Il a noté que la science occidentale s'est concentrée massivement sur les extinctions au niveau des espèces, et que seuls les groupes d'organismes les mieux étudiés ont été caractérisés du point de vue de la variation intraspécifique. De toutes les espèces évaluées par l'Union internationale pour la conservation de la nature (UICN), par exemple, seulement 1 pour cent environ ont été évaluées en dessous du niveau de l'espèce, et beaucoup d'entre elles présentent des déclins abrupts de la diversité.

"Il existe des preuves solides que la perte de variation intraspécifique peut être un problème très répandu, mais nous ne savons même pas ce qui est perdu", a déclaré Palkovacs.

Il y a des mesures pratiques qui peuvent être prises maintenant, a-t-il dit, pour mieux documenter cette variation, préserver la biodiversité et protéger ses contributions au bien-être des personnes. De nouveaux outils génomiques, par exemple, sont disponibles pour caractériser rapidement et systématiquement la variation au sein des espèces. Cette variation intraspécifique peut être directement intégrée dans les évaluations de la biodiversité, telles que celles réalisées par l'UICN et la Plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques (IPBES).

Aborder cet aspect de la biodiversité devrait être un objectif majeur des efforts mondiaux de conservation, ont déclaré les auteurs. "Les preuves disponibles suggèrent fortement que les avantages de l'étude et de la conservation de la variation intraspécifique l'emporteront de loin sur les coûts", a déclaré Palkovacs.

Il a noté que la variation au sein des espèces est la matière première de l'évolution adaptative. Dans un monde en évolution rapide, cette variation est d'une importance cruciale pour permettre aux espèces de s'adapter aux conditions d'un avenir imprévisible.


Diversité agricole

Depuis le début de l'agriculture humaine il y a plus de 10 000 ans, des groupes humains ont cultivé et sélectionné des variétés de cultures. Cette diversité de cultures correspondait à la diversité culturelle de populations humaines très subdivisées. Par exemple, les pommes de terre ont été domestiquées il y a environ 7 000 ans dans les Andes centrales du Pérou et de la Bolivie. Les pommes de terre cultivées dans cette région appartiennent à sept espèces et le nombre de variétés se compte probablement par milliers. Même la capitale inca du Machu Picchu possédait de nombreux jardins cultivant des variétés de pommes de terre. Chaque variété a été sélectionnée pour prospérer à des altitudes et des conditions pédologiques et climatiques particulières. La diversité est motivée par les diverses exigences de la topographie, le mouvement limité des personnes et les demandes créées par la rotation des cultures pour différentes variétés qui se porteront bien dans différents domaines.

Les pommes de terre ne sont qu'un exemple de la diversité générée par l'homme. Chaque plante, animal et champignon qui a été cultivé par l'homme a été élevé à partir d'espèces d'ancêtres sauvages d'origine en diverses variétés résultant des exigences de valeur alimentaire, d'adaptation aux conditions de croissance et de résistance aux ravageurs.

La pomme de terre présente également des risques de faible diversité des cultures. La tragique famine irlandaise de la pomme de terre s'est produite lorsque la seule variété cultivée en Irlande est devenue sensible à la brûlure de la pomme de terre, anéantissant toute la récolte. La perte de la récolte de pommes de terre a entraîné une famine de masse et la mort de plus d'un million de personnes, ainsi qu'une émigration massive de près de deux millions de personnes.

La résistance aux maladies est l'un des principaux avantages de la biodiversité des cultures, et le manque de diversité des espèces cultivées contemporaines comporte des risques similaires. Les entreprises semencières, qui sont à l'origine de la plupart des variétés de cultures dans les pays développés, doivent continuellement sélectionner de nouvelles variétés pour suivre l'évolution des organismes nuisibles. Ces mêmes entreprises semencières ont cependant participé au déclin du nombre de variétés disponibles car elles se concentrent sur la vente de moins de variétés dans davantage de régions du monde.

La capacité à créer de nouvelles variétés de cultures repose sur la diversité des variétés disponibles et l'accessibilité des formes sauvages liées à la plante cultivée. Ces formes sauvages sont souvent la source de nouvelles variantes génétiques qui peuvent être croisées avec des variétés existantes pour créer des variétés avec de nouveaux attributs. La perte d'espèces sauvages liées à une culture signifiera la perte du potentiel d'amélioration des cultures. Le maintien de la diversité génétique des espèces sauvages liées aux espèces domestiquées assure notre approvisionnement alimentaire continu.

Depuis les années 1920, les départements gouvernementaux de l'agriculture ont maintenu des banques de semences de variétés de cultures comme moyen de maintenir la diversité des cultures. Ce système a des défauts car, au fil du temps, les banques de semences sont perdues à cause d'accidents, et il n'y a aucun moyen de les remplacer. En 2008, le Svalbard Global Seed Vault (Figure 2) a commencé à stocker des semences du monde entier en tant que système de sauvegarde pour les banques de semences régionales. Si une banque de semences régionale stocke des variétés au Svalbard, les pertes peuvent être compensées à partir du Svalbard. Les conditions à l'intérieur de la voûte sont maintenues à une température et une humidité idéales pour la survie des graines, mais l'emplacement souterrain profond de la voûte dans l'Arctique signifie que la défaillance des systèmes de la voûte ne compromettra pas les conditions climatiques à l'intérieur de la voûte.


Résumé du chapitre

La biodiversité existe à plusieurs niveaux d'organisation et est mesurée de différentes manières selon les objectifs de ceux qui prennent les mesures. Il s'agit notamment du nombre d'espèces, de la diversité génétique, de la diversité chimique et de la diversité des écosystèmes. Le nombre d'espèces décrites est estimé à 1,5 million, avec environ 17 000 nouvelles espèces décrites chaque année. Les estimations du nombre total d'espèces eucaryotes sur Terre varient mais sont de l'ordre de 10 millions. La biodiversité est négativement corrélée avec la latitude pour la plupart des taxons, ce qui signifie que la biodiversité est plus élevée dans les tropiques. Le mécanisme de ce modèle n'est pas connu avec certitude, mais plusieurs hypothèses plausibles ont été avancées.

Les humains utilisent comme médicaments de nombreux composés découverts ou dérivés d'organismes vivants : composés végétaux secondaires, toxines animales et antibiotiques produits par des bactéries et des champignons. D'autres médicaments devraient être découverts dans la nature. La perte de biodiversité aura un impact sur le nombre de produits pharmaceutiques disponibles pour les humains. La biodiversité peut apporter des avantages psychologiques importants aux humains.

La diversité des cultures est une exigence pour la sécurité alimentaire, et elle est en train de disparaître. La perte de parents sauvages des cultures menace également la capacité des sélectionneurs à créer de nouvelles variétés. Les écosystèmes fournissent des services écosystémiques qui soutiennent l'agriculture humaine : pollinisation, cycle des nutriments, lutte antiparasitaire, développement et entretien des sols. La perte de biodiversité menace ces services écosystémiques et risque de rendre la production alimentaire plus chère, voire impossible. Les sources de nourriture sauvage sont principalement aquatiques, mais peu sont gérées dans un souci de durabilité. La capacité des pêcheries à fournir des protéines aux populations humaines est menacée en cas d'extinction.

21.2 Menaces pour la biodiversité

Les principales menaces pour la biodiversité sont la croissance de la population humaine et l'utilisation non durable des ressources. À ce jour, les causes les plus importantes d'extinction sont la perte d'habitat, l'introduction d'espèces exotiques et la surexploitation. Le changement climatique devrait être une cause importante d'extinction au cours du siècle à venir. La perte d'habitat se produit par la déforestation, la construction de barrages sur les rivières et d'autres activités. La surexploitation est une menace en particulier pour les espèces aquatiques, mais le prélèvement de viande de brousse dans les tropiques humides menace de nombreuses espèces en Asie, en Afrique et dans les Amériques. Les espèces exotiques ont été à l'origine d'un certain nombre d'extinctions et sont particulièrement dommageables pour les îles et les lacs. Les introductions d'espèces exotiques augmentent en raison de la mobilité accrue des populations humaines et de la croissance du commerce et des transports mondiaux. Le changement climatique force des changements d'aire de répartition qui peuvent conduire à l'extinction. Cela affecte également les adaptations au moment de la disponibilité des ressources qui affecte négativement les espèces dans les environnements saisonniers. Les impacts du changement climatique sont actuellement les plus importants dans l'Arctique. Le réchauffement climatique augmentera également le niveau de la mer, éliminant certaines îles et réduisant la superficie de toutes les autres.

21.3 Préserver la biodiversité

Cinq extinctions massives avec des pertes de plus de 50 pour cent des espèces existantes sont observables dans les archives fossiles. Les extinctions récentes sont enregistrées dans l'histoire écrite et constituent la base d'une méthode d'estimation des taux d'extinction contemporains. L'autre méthode utilise des mesures de la perte d'habitat et des relations espèces-aire. Les estimations des taux d'extinction contemporains varient, mais sont jusqu'à 500 fois supérieures au taux de fond, tel que déterminé à partir des archives fossiles, et devraient augmenter.

Il existe un cadre législatif pour la protection de la biodiversité. Des traités internationaux tels que la CITES réglementent le transport des espèces menacées à travers les frontières internationales. La législation au sein des pays individuels protégeant les espèces et les accords sur le réchauffement climatique ont eu un succès limité. Il n'y a actuellement aucun accord international sur les objectifs d'émissions de gaz à effet de serre. Aux États-Unis, l'Endangered Species Act protège les espèces inscrites, mais est entravée par des difficultés de procédure et une focalisation sur les espèces individuelles. La Loi sur les oiseaux migrateurs est un accord entre le Canada et les États-Unis visant à protéger les oiseaux migrateurs. Le secteur à but non lucratif est également très actif dans les efforts de conservation de diverses manières.

Les réserves de conservation sont un outil majeur dans la protection de la biodiversité. Actuellement, 11% de la surface terrestre de la Terre est protégée d'une manière ou d'une autre. La science de la biogéographie insulaire a éclairé la conception optimale des réserves, cependant, les réserves ont des limites imposées par les forces politiques et économiques. De plus, le changement climatique limitera l'efficacité des réserves actuelles à l'avenir. Un inconvénient des réserves est qu'elles peuvent réduire la pression sur les sociétés humaines pour qu'elles fonctionnent de manière plus durable en dehors des réserves.

La restauration de l'habitat a le potentiel de restaurer les écosystèmes aux niveaux antérieurs de biodiversité avant que les espèces ne disparaissent. Des exemples de restauration comprennent la réintroduction d'espèces clés et la suppression de barrages sur les rivières. Les zoos ont tenté de jouer un rôle plus actif dans la conservation et peuvent avoir un rôle limité dans les programmes d'élevage en captivité. Les zoos ont également un rôle utile dans l'éducation.


Conservation de la biodiversité

En 1988, l'environnementaliste britannique Norman Myers a développé un concept de conservation pour identifier les zones riches en espèces et présentant un risque important de perte d'espèces : les points chauds de la biodiversité. Points chauds de la biodiversité sont des zones géographiques qui contiennent un grand nombre d'espèces endémiques. Le but du concept était d'identifier des endroits importants sur la planète pour les efforts de conservation, une sorte de triage de conservation. En protégeant les points chauds, les gouvernements sont en mesure de protéger un plus grand nombre d'espèces. Les critères initiaux d'un hotspot incluaient la présence d'au moins 1 500 espèces végétales endémiques et 70 pour cent de la zone perturbée par l'activité humaine. Il existe désormais 34 points chauds de la biodiversité (voir la figure ci-dessous) contenant un grand nombre d'espèces endémiques, dont la moitié des plantes endémiques de la Terre.

Conservation International has identified 34 biodiversity hotspots, which cover only 2.3 percent of the Earth’s surface but have endemic to them 42 percent of the terrestrial vertebrate species and 50 percent of the world’s plants.