La biodiversité : définition, niveaux et mesure

La biodiversité, c'est la diversité du vivant sous toutes ses formes : la variété des gènes au sein d'une espèce, la variété des espèces, et la variété des milieux qu'elles composent. La définition de référence vient de la Convention sur la diversité biologique, adoptée en 1992 au sommet de la Terre de Rio. Son article 2 parle de la « variabilité des organismes vivants de toute origine », y compris les écosystèmes terrestres, marins et aquatiques, et précise que cela comprend « la diversité au sein des espèces et entre espèces ainsi que celle des écosystèmes ».

Trois niveaux, donc, et un point souvent oublié : les relations entre êtres vivants font partie du tableau. Une prairie riche en fleurs mais sans insectes pour les visiter n'a pas la même biodiversité qu'une prairie où tout ce petit monde interagit. C'est le fil de la rubrique Le vivant : on ne comprend jamais une espèce seule.

Les trois niveaux de la biodiversité

La diversité génétique

À l'intérieur d'une même espèce, aucun individu n'est identique à un autre (sauf les vrais jumeaux et les clones). Les différences de gènes se voient parfois : la couleur des coquilles de l'escargot des haies varie du jaune au brun, avec ou sans bandes. Elles sont souvent invisibles, comme une meilleure résistance à la sécheresse ou à une maladie.

Cette diversité interne compte parce qu'elle permet à une espèce de s'adapter. Si le climat change ou si un parasite arrive, les individus porteurs des bonnes variantes ont plus de chances de survivre et de se reproduire. Une population réduite à quelques individus apparentés perd cette marge de manœuvre.

Les variétés de pommes, de blé ou de haricots cultivées dans les jardins sont aussi de la diversité génétique, sélectionnée par les humains au fil des siècles.

La diversité des espèces

C'est le niveau auquel on pense spontanément : combien d'espèces différentes vivent dans un lieu, et combien sur la planète. La réponse globale reste très incertaine. Une étude de Camilo Mora et ses collègues, publiée en 2011 dans PLoS Biology, estime à environ 8,7 millions le nombre d'espèces eucaryotes (animaux, plantes, champignons et autres organismes à noyau), avec une marge d'erreur importante. Seulement 1,2 million environ figuraient alors dans les grandes bases de données ; les auteurs en concluaient qu'environ 86 % des espèces de la planète restaient à décrire. Les bactéries et les archées ne sont pas comptées dans ce total.

Autrement dit, nous connaissons surtout les gros, les visibles et les proches : les oiseaux, les mammifères, les plantes à fleurs. Les insectes, les champignons, les petits invertébrés du sol et des fonds marins réservent la plupart des découvertes.

La diversité des écosystèmes

Un écosystème, c'est un milieu (sol, eau, climat) et l'ensemble des êtres vivants qui y vivent et interagissent. Une hêtraie, une tourbière, une dune, un estuaire, une mare de jardin sont des écosystèmes différents, chacun avec ses espèces et ses façons de fonctionner.

À ce niveau, la diversité tient à la variété des milieux d'une région. Un paysage qui alterne haies, prairies, bois, fossés et mares offre bien plus de niches qu'une grande parcelle uniforme. C'est aussi à ce niveau qu'on voit le mieux les relations entre espèces : qui mange qui, ce que décrit notre article sur la chaîne alimentaire, qui pollinise qui, qui abrite qui.

Les trois niveaux d'un coup d'œil

Comment on mesure la biodiversité

Mesurer la diversité du vivant est plus subtil que compter. Deux lieux avec le même nombre d'espèces peuvent être très différents.

La richesse spécifique : compter les espèces

Premier outil, le plus simple : la richesse spécifique, c'est-à-dire le nombre d'espèces recensées sur une surface donnée. Les botanistes délimitent souvent un carré au sol, un « quadrat », et notent tout ce qui y pousse.

En atelier, je fais ce comptage avec les enfants sur un carré de pelouse délimité par quatre piquets et une ficelle. Ils s'attendent à trouver « de l'herbe », et ils découvrent des pâquerettes, du plantain, du trèfle, de la mousse, parfois une petite euphorbe. Dans mon herbier, plusieurs de ces plantes « banales » tiennent une planche entière, et elles ne se ressemblent pas tant que ça une fois pressées côte à côte.

L'abondance relative : compter aussi les individus

Imaginons deux prairies de dix espèces chacune. Dans la première, chaque espèce représente un dixième des plantes. Dans la seconde, une graminée occupe presque tout, et les neuf autres espèces ne sont que quelques pieds épars. La richesse est la même, mais la diversité ressentie, et réelle, est bien plus forte dans la première.

Pour en tenir compte, les écologues utilisent des indices qui combinent le nombre d'espèces et leur répartition. Les plus connus sont l'indice de Shannon et l'indice de Simpson. Le principe commun : un milieu est d'autant plus diversifié qu'il compte d'espèces et que ces espèces sont présentes en proportions équilibrées.

Les échelles : local, entre sites, régional

On distingue aussi la diversité d'un seul lieu, la différence entre deux lieux voisins (deux mares qui n'abritent pas les mêmes espèces), et la diversité d'une région entière. Une région peut être riche parce que chacun de ses milieux est riche, ou parce que ses milieux sont très différents les uns des autres.

Les listes rouges : mesurer le risque

Mesurer, c'est aussi évaluer l'état des espèces. L'Union internationale pour la conservation de la nature (UICN) tient une Liste rouge mondiale qui classe les espèces selon leur risque d'extinction. Lors de sa mise à jour présentée en décembre 2023, elle comptait 157 190 espèces évaluées, dont 44 016 menacées d'extinction. Ce chiffre ne couvre que les espèces évaluées, une petite partie de celles qui existent.

En France, la Liste rouge nationale est menée depuis 2008 par l'Office français de la biodiversité, le Muséum national d'histoire naturelle et le Comité français de l'UICN, groupe par groupe (oiseaux, reptiles, orchidées, papillons…), selon les mêmes critères.

Les suivis dans le temps

Un inventaire donne une photo ; un suivi donne un film. Le programme STOC (Suivi temporel des oiseaux communs), coordonné par le Muséum depuis 1989 dans le cadre de Vigie-Nature, repose sur des observateurs qui recomptent les oiseaux aux mêmes points chaque printemps. Ses bilans montrent un déclin marqué des espèces spécialistes des milieux agricoles, de l'ordre d'un tiers de leurs effectifs depuis le début du suivi selon les publications successives. Beaucoup de ces suivis reposent sur des bénévoles : c'est tout l'objet des sciences participatives.

Les techniques récentes complètent ces comptages. L'ADN environnemental, par exemple, consiste à analyser les fragments d'ADN laissés dans l'eau ou le sol pour repérer des espèces discrètes sans les voir.

Pourquoi la biodiversité recule

En 2019, la Plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques (IPBES) a publié sa première évaluation mondiale. Elle estimait qu'environ un million d'espèces animales et végétales étaient menacées d'extinction. Elle classait aussi les causes directes de ce déclin. Par ordre d'impact à l'échelle mondiale : les changements d'usage des terres et de la mer, l'exploitation directe des organismes (pêche, chasse, cueillette, coupe), le changement climatique, la pollution, et les espèces exotiques envahissantes.

Ces causes agissent sur les trois niveaux à la fois. Un milieu détruit fait disparaître un écosystème ; les espèces qui en dépendaient régressent ; les populations restantes, plus petites et isolées, perdent de la diversité génétique.

Et les relations entre espèces souffrent en premier. Quand une plante perd ses insectes pollinisateurs, comme nous l'avons décrit à propos de la pollinisation, elle produit moins de graines, et ceux qui s'en nourrissent en pâtissent à leur tour.

Ce qu'une définition change

Pourquoi tant de soin à définir et à mesurer ? Parce qu'on ne suit bien que ce qu'on a nommé. Parler de biodiversité plutôt que de « nature » oblige à regarder les gènes, les espèces et les milieux ensemble, et à se demander, pour chacun, s'il gagne ou perd du terrain. Les chiffres cités ici ont tous une marge d'incertitude, et les scientifiques qui les produisent le disent eux-mêmes. Mais leurs tendances vont dans le même sens, et elles reposent pour une bonne part sur des comptages que chacun peut faire, un carré de pelouse à la fois.