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Le Vivant

Monde vivant

Qu'est-ce que la vie ? Qu'est-ce qui fait du monde vivant un espace particulier de l'univers physique ? " La vie est un mode d'organisation d'être, d'existence qui relève totalement de l'univers physique et dans ce sens il faut chasser l'idée de vie pour comprendre la vie Mais en même temps la vie est un mode d'organisation, d'être, d'existence totalement original et alors se pose le problème : qu'est ce qui dans la vie, tout en dépendant d'elle échappe aux explications seulement physiques, chimiques, thermodynamiques, cybernétiques, systémiques et constitue la vie de la vie ? " (Edgar Morin, La vie de la vie, Seuil) Il n'est bien entendu pas possible de répondre simplement à ces interrogations fondamentales, mais ces questions se poseront de nouveau à des niveaux essentiels de la gestion de la diversité biologique. On les retrouvera dans les savoirs et pratiques de communautés culturelles en relation avec leur mode de représentation et système de valeur, ou pour la légitimisation des brevets industriels appliqués aux vivants, ou encore dans le domaine de la bioéthique... La diversité biologique (on utilise aussi l'expression " biodiversité ") concerne le nombre et la variété des organismes vivants sur la planète. Elle a été définie en termes de gènes, d'espèces et d'écosystèmes qui sont la résultante de plus de 3 milliards d'années d'évolution et constituent la base de la survie de l'espèce humaine. La variété de la vie est notre police d'assurance. La vie des êtres humains et ses moyens d'existence en dépendent. Les trois niveaux d'intégration des constituants de la diversité des vivants - gènes, espèces et écosystèmes - organisent d'une façon pratique la structure d'un ensemble d'un grande complexité. Chaque niveau renvoie à des disciplines et des secteurs d'activités propres, mais les différents niveaux d'étude ne constituent pas des compartiments étanches et les enjeux principaux de la gestion de la biodiversité, sont nécessairement traités de manière transversale.

Ressources génétiques

Parmi les milliers d'espèces animales et végétales que compte la Terre, un certain nombre sont utilisées par les humains à diverses fins. L'alimentation et l'agriculture sont, naturellement, les deux domaines principaux d'utilisation de la diversité biologique. Cependant, un bon nombre d'espèces sont aussi utilisées à des fins médicinales et industrielles. Si aux 5000 espèces de plantes utilisées dans l'alimentation humaine mondiale, l'on ajoute les plantes médicinales et les plantes de cueillette, on obtient le chiffre d'environ 12000 espèces végétales utiles, ce qui représente approximativement 5 % de la biodiversité végétale. Il convient de préciser, cependant, que 80 % de l'alimentation humaine repose sur 20 espèces cultivées, dont la variabilité génétique est à l'heure actuelle fortement menacée. Les ressources génétiques désignent aussi les espèces animales et les micro-organismes utilisés pour l'élevage, dans la production de matériaux divers ou l'élaboration de procédés industriels, dans la médecine. Cette catégorie reçoit cependant moins d'attention que les ressources phytogénétiques, bien que des moyens non-négligeables soient mis en oeuvre pour l'étude et l'amélioration génétique de certaines espèces domestiquées telles que le porc, le boeuf, le mouton, la chèvre ou la poule. Les ressources phytogénétiques sont, quant à elles, l'objet d'un intérêt international relativement soutenu depuis quelques années. Parmi ces ressources, l'on distingue les variétés locales (ou cultivars primitifs), les variétés cultivées actuelles (qui deviennent des 'cultivars obsolètes' lorsqu'elles sont retirées du marché ou des circuits de production), les lignées de sélection, désignant le matériel présélectionné issu du travail des améliorateurs, et enfin les formes sauvages ou adventices qui constituent en quelque sorte le réservoir de variabilité génétique des espèces cultivées. Depuis les années 50, les programmes d'amélioration des plantes, jusque là implantés principalement dans les nations industrialisées, ont proliféré dans les pays en voie de développement. Les nouvelles variétés ont remplacé, à grande échelle, les populations locales qui représent la source de variation nécessaire au développement futur de l'agriculture. Devant la perte irrémédiable de ces ressources, divers acteurs se sont mobilisés pour collecter et inventorier le matériel phytogénétique local par le biais des banques de gènes, et, plus récemment, pour lancer des programmes de conservation in situ de cette diversité. La participation des communautés rurales dans la gestion de ces ressources commence à émerger comme un élément incontournable. L'accès aux ressources génétiques est, par ailleurs, un enjeu économique de taille, car les espèces, et maintenant les gènes servent à développer une gamme de variétés, et de produits commercialisables. L'accès à ces ressources est de plus en plus fréquemment soumis à des droits de propriété, droits qui s'exercent au niveau des obtenteurs ou des firmes pour ce qui est des variétés nouvelles, mais qui restent très ténus dans le cas des cultivars locaux sélectionnés par les agriculteurs. Du contrôle des ressources génétiques dans les années et décennies à venir dépendront la gestion de la sécurité alimentaire et le maintien des ressources génétiques dans le domaine public.

Centres de diversité

La géographie de la domestication des plantes cultivées fut abordée au XIXème siècle par De Candolle, qui tenta de repérer les zones d'origine de certaines plantes cultivées. Cette recherche fut poursuivie par N.I.Vavilov, un agronome et généticien russe, qui fut à l'origine du premier programme d'exploration des ressources génétiques. Ce travail lui permit d'identifier huit centres d'origine des principales espèces cultivées dans le monde, correspondant aux régions où la diversité génétique d'une plante était la plus riche. Il développa aussi la notion de 'plante cultivée secondaire' pour désigner des plantes cultivées dérivées d'adventices. Les centres d'origine ont, depuis Vavilov, été redéfinis grâce à des données plus nombreuses et plus précises. On utilise aujourd'hui plus volontiers le terme de 'centres de diversité' car ceux-ci ne correspondent pas toujours aux régions d'origine des espèces sauvages. En effet, en s'éloignant de son centre d'origine, une plante peut intégrer les caractères de formes sauvages apparentées, ou évoluer sous l'effet de la sélection humaine. Dans les années 70, J.R.Harlan retraca la cartographie de la domestication des plantes cultivées à l'aide de deux concepts: les "centres" du Proche Orient, de la Chine septentrionale, et de la Mésoamérique, et les "non-centres", des régions plus vastes où la diversité génétique se serait accrue, en Asie du Sud-Est et dans le Pacifique Sud, en Afrique sub-saharienne, et en Amérique du Sud. L'agriculture du Proche Orient repose sur l'orge, le blé, le pois, le pois chiche, la lentille et la betterave. Celle du centre mésoaméricain s'est développée autour du maïs, du haricot, de la courge, de la patate douce, et de l'amarante. Le centre de diversité chinois s'articule, quant à lui, autour du sarrasin, du riz, du millet, du soja, et du lotus (pour ne citer, dans chaque cas, que quelques plantes). L'évolution des plantes cultivées, fascinante dans sa complexité, est intimement liée aux migrations humaines, à la diffusion de pratiques culturales d'une région à l'autre, aux échanges de plantes d'un continent à l'autre qui ont marqué le passé et qui se perpétuent dans le présent.

Convention sur la Diversité Biologique

L'idée d'élaborer une convention sur la biodiversité a été émise à l'origine par l'Alliance mondiale pour la Nature (UICN). En novembre 1988, le Programme des nations Unies pour l'Environnement (PNUE) a réuni un premier comité d'experts. Après 1990, de plus en plus de consultations ont été menées, notamment avec les secrétaiats des diverses conventions existantes, le groupe de conservation des écosystèmes PNUE-UNESCO-FAO-UICN et des groupes de scientifiques. L'objectif était de finaliser un texte pour être présenté au Sommet de la Terre. Malgré la lenteur de la progression du texte, il a pu être présenté et signé à Rio par 153 pays (plus la CEE), les Etats-Unis ayant refusé de le signer, le président Bush ayant avancé comme arguments que la convention ferait perdre des emplois aux Américains et qu'il ne voulait pas imposé à 'lindustrie des biotechnologies la moindre restriction en matière de protection des droits intellectuels. Ce refus a constitué pour la biodiversité un des principaux enjeux de la Conférence de Rio, amenant sans doute de nombreuses signatures issues des pays du Sud, jusque là réticents, voire violemment opposés comme la Malaisie ou l'Inde. L'idée de départ était de traiter de la faune et de la flore sauvage et de leurs milieux naturels. Le domaine a été étendu aux plantes cultivées, aux animaux domestiques et aux micro-organismes. Un autre élément important est le cheminement entre conservation, qui était l'objectif de départ et utilisation qui devint la préoccupation principale.

Espèces

Les espèces sont des unités de base de la diversité de la nature. De tout temps les êtres humains ont désigné par des noms les différentes groupes d’individus de plantes et d’animaux partageant des caractéristiques communes . Il existe une grande variabilité à l’intérieur des espèces d’animaux et des plantes, ce qui entraîne une grande difficulté dans la délimitation des espèces. Le concept d’espèce a été élaboré pour préciser la classification correcte des groupes dans différentes catégories. Le concept d’espèce en biologie a souvent changé de définition dans l’histoire. Il peut être encore controversé . Mais celui qui est le plus généralement admis aujourd’hui est le concept biologique de l’espèce, fondé sur la notion d’une population reproductivement isolée d’autres populations et occupant une niche particulière dans la nature. L’espèce est l’unité de base de l’écologie puisque les écosystèmes sont composés d’espèces en interaction. L’espèce est aussi l’unité fondamentale de la biologie de l’évolution. Tant qu’elles ne sont pas isolée par des barrières reproductives, les populations malgré les changements dans leur diversité génétique appartiennent toutes à la même espèce. Chez les espèces animales l’hybridation est rare, et lorsqu’elle se produit, les hybrides sont généralement stériles. Les zoologistes parlent de sous espèces ou encore de semi-espèces regroupées, lorsque des populations d’une même espèce animale bien différenciées vivent dans des habitats différents. L’espèce humaine, apparaît au paléontologiste à travers l’évolution biologique du système nerveux central d’une lignée de primate lente et régulière sur des millions d’années qui est accompagnée, depuis quelques dizaines de milliers d’années, d’une évolution culturelle explosive. Les espèces végétales peuvent entretenir des relations fonctionnelles au sein d’un même complexe d’espèces. Il existe des barrières reproductives entre les espèces d’un même complexe qui limitent leur hybridation spontanées. Cependant des taux très faible d’hybridation - on parle aussi d’introgression - peuvent survenir et avoir des implications évolutive très significative. La notion d’espèce biologique peut aussi s’appliquer à de nombreuses espèces qui se reproduisent asexuellement, en particulier des micro-organismes, et qui de se fait se caractérisent par la discontinuité des niches écologiques . L’inventaire des espèces décrites serait de l’ordre de 1,4 millions. Des extrapolations scientifiques ont estimé entre 10 et 100 millions les espèces vivantes sur la Terre.

Espèces animales

Le monde animal comprend des espèces simples unicellulaires comme les amibes, et des espèces aux plans d'organisation plus complexes telles les oiseaux ou les mammifères. Du point de vue de la diversité des espèces, certaines classes ou familles sont beaucoup mieux représentées : on estime le nombre d'espèces d'insectes à un million alors que l'on recense seulement 9000 espèces d'oiseaux et 4500 espèces de mammifères. Du point de vue zoologique, l'espèce humaine appartient au règne animal. Le point commun entre ces espèces très disparates, c'est que contrairement aux plantes, les animaux dépendent d'une nourriture végétale et animale. Les espèces sauvages désignent toutes les espèces animales non domestiques. Ce sont les espèces qui n'ont pas subi de modification par la sélection de la part de l'homme. Les espèces sauvages forment la faune naturelle, elle est actuellement très menacée par l'anthropisation des écosystèmes et la transformation des habitats. Les espèces animales qui font l'objet d'une sélection et d'un élevage sont, par contre, de plus en plus nombreuses : poissons, gibier... Si l'élevage implique une domestication, il est davantage destiné à accroître la production animale pour l'alimentation d'une population humaine de plus en plus carnivore. On conserve le terme d'espèce domestique à certaines espèces animales qui occupent auprès des humains une place familière de compagnie, ou même d'assistant.

Espèces animales sauvages

L'intérêt de la faune pour la biodiversité peut s'apprécier par la richesse en espèces endémiques. Il existe de plus en plus une approche intégrée de la préservation de la faune sauvage avec la flore des habitats naturels. Les modifications des activités humaines - techniques de pêche et de chasse, commerce d'animaux exotiques, mais aussi agriculture industrielle, urbanisation... - peuvent avoir de conséquences rapides sur la populations de certains animaux. Par ailleurs, certains animaux sont perçus comme des prédateurs et des nuisibles car ils concurrencent les activités humaines et sont systématiquement exterminés. On a crée des milliers de réserves à travers le monde pour conserver des espèces individuelles ou des ensembles d'espèces. Les réserves naturelles ne sont pas la seule méthode de conservation des espèces. Certaines espèces sont largement dispersées et ne peuvent pas être efficacement conservées dans des aires protégées. Cependant, les aires protégées apparaissent comme le principal moyen de conserver les espèces rares et menacées. La conservation ex situ de la faune sauvage dans des parcs zoologiques et la mise en place de centre de sauvetage et de reproduction sont parfois les moyens les plus adaptés pour maintenir une espèce rare, en voie d'extinction. Mais l'adaptation des individus à la captivité ne permet pas de garantir leur survie dans les habitats sauvages où les animaux sont destinés à être relâchés. Les actions concernent davantage les vertébrés supérieurs menacés, la sauvegarde des sites ornithologiques importants et en particulier les couloirs aériens de migrations d'oiseaux. Beaucoup de pays ont un " livre rouge " des espèces menacées, édité par la Commission du service de sauvegarde de l'Union Internationale pour la Conservation de la Nature(UICN).

Espèces animales domestiquées

La domestication des animaux est un processus très ancien. Dès le Néolithique, il y a environ10 mille ans, l'être humain favorise le développement d'espèces animales utiles à proximité de son lieu de vie, en aménageant l'espace alentour. La domestication s'est développée avec les techniques d'élevage et les pratiques de sélection d'animaux exprimant des caractères plus intéressants pour les besoins humains. Peu à peu, les brassages génétiques entre populations sauvages et domestiques se sont raréfiés, menant souvent à l'isolement reproductif des populations domestiques et à la spéciation. A partir du XVIIIe siècle en Angleterre des éleveurs ont cherchés à définir le standard de la race pour certains caractères visibles (couleur, conformation). A chaque génération, seuls les individus correspondant au type idéal étaient retenus pour la reproduction. Les races animales ont une base biologique mais aussi culturelle et sociale s'insérant dans le terroir et les pratiques sociales. L'élevage dans les agricultures traditionnelles est très diversifié : chaque famille produit les différents animaux dont elle a besoin comme animaux de compagnie (le chien représente l'espèce la plus diversifiée avec plus de 300 races reconnus)ou encore pour son alimentation (ovins , bovins, volailles..), pour le transport(chevaux, âne...)... Issues de la variété d'adaptation aux milieux naturels et de pratiques agricoles ancestrales, la diversité des animaux d'élevage s'est récemment fortement réduite avec l'évolution technique et économique de l'agriculture. Des méthodes de sélection de plus en plus complexes (utilisant des techniques d'insémination artificielle et de transplantation d'embryons) ont mis à la disposition des éleveurs des sujets aux performances accrues mais posent de nouveaux problèmes en particulier celui lié à la consanguinité et l'homogénéité génétique des animaux, nécessitant une prophylaxie destinée à empêcher l'apparition de maladies. Les effets de standardisation du cheptel sur la diminution de la diversité génétique des espèces domestiques fait obligation de mettre en place des programmes de préservation. A la conservation du sperme et des embryons dans l'azote liquide doit être associé une conservation sur pied des troupeaux de races animales rustiques dans leur milieu d'origine (troupeaux conservatoires).

Espèce humaine

En se basant sur l'anatomie et la forme du corps, les zoologistes placent les êtres humains actuels et préhistoriques dans la famille des Hominidés qui est comprise dans l'ordre des Primates. Les plus vieux représentants des Hominidés vivaient il y a environ 3.5 millions d'années en Afrique orientale. Les différences décisives entre les êtres humains et les parents les plus proches dans le règne animal (performances cérébrales, paroles et culture qui en découle) se sont formées peu à peu, parallèlement au développement du genre Homo. Ce qui fonde l'avantage adaptatif de l'espèce humaine sur les autres espèces animales c'est la fabrication d'outils. Ces outils sont transmis de génération en génération , intégrés à l'ensemble des rapports sociaux qui en conditionnent la production, l'utilisation et le renouvellement . Aux processus biologiques de l'adaptation se superposent ainsi les processus sociaux de transformation du milieu. A l'hérédité de la diversité génétique se superpose l'héritage de la diversité culturelle.

Espèces végétales

La répartition des végétaux dépend de trois principaux facteurs : l’eau, la température et la lumière. La densité de la végétation et le nombre d’espèces est d’autant plus important que ses conditions sont réalisées. Sur une même surface de100km de coté on trouve d’importante variations entre les différentes régions du globe : soit 3000 à 4000 espèces dans les forêts tropicales, 2000 espèces pour la flore méditerranéenne et seulement 150 espèces pour le Sahara. La richesse floristique peut s’apprécier à travers l’endémisme. Ce sont les espèces rares dont l’aire est réduite à un territoire restreint. Cette rareté, comme les caractéristiques d’adaptation et de résistance à certains milieux confère à certaines espèce une plus grande valeur dans la conservation de la biodiversité. Les espèces végétales se regroupent en plusieurs catégories : espèces supérieures ( plantes à fleurs et fougères), espèces non vasculaires (lichens, les mousses, les algues, les champignons). Espèces bactériennes et micro-organismes peuvent être associées mais sont généralement étudiées séparément. L’identification des espèces est facilitée par la consultation des herbiers qui conservent les collections de spécimen des différentes espèces, et des flores, ouvrages de référence, véritables synthèse des connaissances relative aux caractères systématiques des espèces végétales et à leur distribution géographique. Par rapport à leur domestication et leur utilisation, les espèces végétales sont généralement distinguées entre espèces spontanées ou sauvages et espèces cultivées.

Micro-organismes

Les micro-organismes forment un ensemble hétérogène d'êtres vivants dont le point commun est d'avoir une taille très petite, observable seulement au microscope. Parmi les micro-organismes on comptent des espèces de champignons, de levures, des bactéries et des protistes représentants du règne animale et végétal formés d'une seule cellule. Chez les micro-organismes, la séparation entre monde végétal et animal n'est pas toujours facile à établir ; certains comme les virus ne possèdent pas toujours toutes les caractéristiques permettant de les rattacher au monde vivant (absence de système de reproduction autonome). Un grand nombre de micro-organismes possède un système de reproduction asexuée, ils se disséminent par multiplication végétative. Des informations plus récentes indiquent des disséminations horizontales d'informations génétiques entre espèces de micro-organismes éloignées, et même des transferts génétiques des bactéries vers les plantes. Par ailleurs les micro-organismes ayant un génome simple et un cycle de vie court, l'évolution des populations par mutation contribue à la diversification. L'identification et la description des micro-organismes suivent le développement des techniques d'observation, d'analyse et de culture in vitro. Il a été décrit environ 100.000 espèces en culture, mais le nombre existant dans la nature serait estimé à 10 fois, voir 100 fois plus. Des programmes spécifiques de recherche ont été proposés pour améliorer les connaissances sur la diversité microbiologique qui restent encore très insuffisantes. Ce petit monde caché est source de mystère et d'inquiétude, car il abrite aussi un grand nombre de pathogènes à l'origine de la plupart des maladies. Sous l'impulsion des industriels principalement du secteur biomédical et agro-alimentaire, l'essor des technologies a permis de faire des progrès considérables dans l'identification, le fonctionnement, et la conservation ex situ des micro-organismes dans des collections de référence. L'intérêt économique de l'utilisation des micro-organismes a considérablement amélioré la mise en réseau des collections de souches microbiennes (WFCC, WDC, ICECC, MIRCEN, MINE..) devenues stocks de ressources génétiques pour l'industrie biotechnologique.