La Terre est, à notre connaissance, la seule planète à abriter la vie. L'ensemble des êtres vivants occupe, à sa surface, une mince pellicule, système clos complexe : la biosphère. Toutes les espèces, des micro-organismes aux végétaux et aux animaux supérieurs, l'espèce humaine comprise, sont on ne peut plus dépendantes du bon fonctionnement de la biosphère et de sa sauvegarde. Système clos, la biosphère est le domaine d'étude de l'écologie. Cette science saisit les conditions d'existence des êtres vivants ainsi que les interactions entre les organismes et celles établies entre eux et leur substrat. Dans l'absolu, l'écologie perçoit, à l'échelle planétaire et de manière globale, l'ensemble de ces réseaux complexes d'interactions. Pour des raisons de saisie et d'analyse de l'information, elle a subdivisé l'objet de son étude, la planète Terre et ses habitants, en entités de tailles plus accessibles, les écosystèmes. Cette réduction de taille n'entraîne cependant pas la simplification de l'analyse des réseaux d'interactions. C'est à partir de la réunion et de l'intégration de l'ensemble des écosystèmes que prend corps la notion de biosphère. Cette dernière repose sur un recyclage permanent et continu des éléments constitutifs de la matière. Si l'existence de ces cycles est nécessaire à l'autorégulation de la biosphère, ses richesses, notamment les combustibles fossiles, ne sont pas inépuisables ; les déchets industriels, agricoles et humains ne sont pas toujours aisément biodégradables ni résorbés sans dangers pour l'équilibre du système. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats écologie écosystèmes Historique La première définition qui fut donnée de la biosphère est due à Jean-Baptiste Lamarck. Il saisit ce concept nouveau d'un point de vue strictement biologique, en assimilant la biosphère à « la masse globale des êtres vivants «. La définition de Lamarck précise également la localisation spatiale de la biosphère ainsi que son caractère discontinu. En effet, les organismes vivants, occupant en partie la lithosphère (milieu terrestre), l'hydrosphère (milieu aquatique) et l'atmosphère (milieu aérien), sont inégalement répartis sur la Terre. Les régions arides et polaires, les hautes montagnes et les abysses ne sont que faiblement peuplés. Quand on accorda un poids de plus en plus grand aux échanges entre organismes et milieux, la définition donnée à la biosphère se modifia sensiblement. Au critère biologique de Lamarck se substitua la représentation géochimique de la biosphère, qui désigne désormais, non plus seulement la masse des êtres vivants, mais aussi l'espace occupé par ceux-ci. Le concept de biosphère s'étend aux différentes parties de l'écorce terrestre (lithosphère, hydrosphère et atmosphère) qui servent de milieu à la vie. La modification apportée à la définition de la biosphère ne constitue pas une simple extension du concept, la complexification induite met en évidence l'impact des êtres vivants sur les facteurs abiotiques, et réciproquement. La biosphère est la somme des écosystèmes ; cette somme n'est pas une simple juxtaposition d'éléments divers ou différents, elle doit traduire aussi l'extraordinaire complexité des réseaux d'interrelations existant entre les organismes ainsi qu'entre eux et leurs milieux. Ce système, présentant une diversité extrême de formes de vie, réalise un équilibre dynamique sans cesse réajusté. C'était du moins le cas jusqu'à ce que l'intervention de l'homme perturbe ce système avec toutes les incidences que l'on commence à estimer. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats abiotique (milieu) atmosphère atmosphère - Composition de l'atmosphère terrestre hydrosphère Lamarck (Jean-Baptiste de Monet, chevalier de) lithosphère Les livres biosphère - impalas dans la savane (Kenya), page 656, volume 2 biosphère - vue aérienne à basse altitude de la forêt amazonienne, qui couvre quelque 6 millions de km2, page 656, volume 2 La composition de la biosphère La biosphère est en majeure partie constituée d'eau. On y rencontre, comme dans les organismes qui la composent, les éléments les plus communs à la surface de la Terre. L'affinement des méthodes d'analyse fait apparaître constamment l'importance de nouveaux oligo-éléments, dont une concentration même minime peut jouer un rôle fondamental pour tel ou tel organisme dont la vie en dépendrait. Par exemple, une carence en bore affecte les tissus en développement des plantes et favorise, chez la betterave, l'installation d'un champignon et la pourriture. L'importance qualitative et quantitative des oligo-éléments est un rapport inverse ; ils sont les constituants de vitamines ou d'enzymes. Il est important de signaler que ce stock d'éléments chimiques (éléments majeurs et oligo-éléments dont la liste n'est pas close) indispensables à la vie des êtres vivants, tant à leur élaboration qu'à leur fonctionnement, n'est rien sans apport énergétique. L'unique source d'énergie à la disposition de la biosphère est le Soleil. Cependant, tous les êtres vivants ne peuvent pas transformer l'énergie lumineuse que dispense le Soleil à la surface de la Terre. Les organismes capables d'utiliser directement le flux solaire s'avèrent donc, au même titre que les constituants fondamentaux de la matière et l'énergie solaire, indispensables à la vie. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats bore eau - L'eau et la vie écosystèmes - L'organisation fonctionnelle des écosystèmes oligo-élément Terre - Structure de la Terre - Introduction Les médias biosphère - composition de la biosphère et des milieux qui l'entourent Les livres biosphère - zonation verticale de la biosphère, page 657, volume 2 La production de la biosphère À partir des éléments minéraux disponibles et du flux d'énergie solaire, des organismes, les producteurs (plantes à fleurs, fougères, algues, certaines bactéries), peuvent synthétiser les molécules nécessaires à la vie. C'est la synthèse des végétaux chlorophylliens, surtout les phanérogames, mais aussi des ptéridophytes et des bryophytes ; pour le milieu marin, le plancton et les algues jouent ce rôle. Cette synthèse de matière organique à partir d'éléments minéraux est appelée productivité primaire ; elle permet l'autonomie nutritive des végétaux, dits alors autotrophes. Cet apport se révèle fondamental car, hormis ces organismes autotrophes, aucun être vivant ne peut utiliser l'énergie solaire pour fabriquer de la matière organique et l'utiliser pour ses besoins (dépenses d'entretien, d'activité, croissance et reproduction). Les végétaux chlorophylliens sont le point de départ de toutes les chaînes alimentaires. Ainsi, bien que la source d'énergie fournissant la biosphère ne soit pas restreinte, la majorité des êtres vivants ne saurait l'utiliser directement. Ils emploient un intermédiaire, le producteur primaire, dont ils se nourrissent. La totalité des êtres vivants qui ne sont pas des producteurs dépendent donc de l'existence des végétaux chlorophylliens. Il est évident, dès lors, que leur capacité de production doit demeurer en équilibre avec les besoins de ceux qui la consomment. L'explosion démographique de l'espèce humaine pose de façon inquiétante le problème de l'approvisionnement des populations. La productivité primaire de la biosphère est inégalement répartie selon les climats et les biocénoses. Les océans, qui occupent les sept dixièmes de la surface de la Terre, ne représentent que 40 % de la productivité primaire, tandis que les forêts, pour une surface équivalant à peine au dixième, produisent à elles seules près de la moitié de la matière disponible. Les forêts sont l'écosystème naturel le plus productif, avec 2 200 g par m 2 et par an de matière sèche ; les déserts atteignent 3 g par m2 et par an, et les pleines eaux, 125 g par m 2 et par an. Seuls quelques écosystèmes dépassent la productivité primaire de la forêt : les estuaires, les récifs coralliens et les terres cultivées. Afin d'obtenir un rendement optimal de la biosphère, l'homme a développé les cultures en accroissant leur productivité de façon artificielle par l'emploi d'engrais et la sélection des semences. La productivité atteint 1 000 à 3 000 g/m 2/an et, s'agissant de cultures tropicales comme la canne à sucre, elle arrive à des valeurs de 6 000 à 10 000 g/m 2/an. L'extension des zones de culture, l'apparition de molécules de synthèse (pesticides, fongicides...) et l'emploi forcené d'engrais azotés posent à leur tour un problème crucial, celui de la pollution de la biosphère. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats algues autotrophie biocénose capacité - 3.AGRONOMIE chaîne alimentaire écosystèmes - La productivité des écosystèmes engrais insectes - Le rôle des insectes dans la biosphère insectes - Le rôle des insectes dans la biosphère - Introduction plancton producteurs productivité - 2.ÉCOLOGIE Les livres biosphère - chaîne trophique courte du phytoplancton à la baleine bleue, page 658, volume 2 biosphère - pyramide trophique théorique du milieu océanique, page 658, volume 2 biosphère - répartition de la productivité primaire de la biosphère, page 659, volume 2 La biosphère en danger L'équilibre de la biosphère peut être perturbé de plusieurs façons. La plus évidente est le rejet de polluants. Est polluante toute entrée nouvelle dans la biosphère pour laquelle n'existe pas d'agent de dégradation, ou dont la dégradation ne s'effectue que très lentement ; c'est le cas pour le DDT par exemple. L'augmentation démesurée de certains rejets rend impossible leur retraitement normal ; leur présence, alors non dégradée, est très polluante. L'accroissement du nombre d'animaux en élevage intensif, sur de faibles surfaces (batterie, stabulation), concentre le rejet des excréments dans des zones où leur surabondance diminue la capacité de dégradation. Un autre danger, non moins grave, menaçant la biosphère réside dans la perturbation des cycles biogéochimiques. Les éléments constitutifs de la biosphère, essentiels à son fonctionnement, circulent des organismes au milieu, passant d'un état organique à un état minéral, et inversement. Ce recyclage permanent est un mécanisme fondamental à l'autorégulation de la biosphère, qui est un système clos. L'emploi des combustibles fossiles a remis en circuit des quantités élevées de carbone, sous forme de gaz carbonique, ce qui pourrait entraîner le réchauffement de l'atmosphère. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats DDT (dichloro-diphényl-trichloréthane) écotoxicologie élevage - L'évolution des conditions de production environnement environnement - La biosphère menacée fossiles (combustibles) insectes - Le rôle des insectes dans la biosphère - Les insectes nuisibles pour les activités humaines pollution - La circulation des polluants dans la biosphère pollution - Les principales causes de pollution ressources naturelles serre (effet de) stabulation techniques (histoire des) - La civilisation industrielle moderne Les médias serre (effet de) Les livres biosphère - la destruction de la forêt amazonienne vue de l'espace, page 659, volume 2 La protection de la biosphère En 1971, l'UNESCO lançait son programme d'études intitulé MAB (Man and Biosphere, « l'Homme et la biosphère «), tandis qu'en 1972 la conférence des Nations unies se penchait sur les problèmes d'environnement. Avec le programme MAB, l'UNESCO mit en place non seulement des projets de recherche dans le monde entier, mais aussi ce qui fut nommé des « réserves de biosphère «. En Chine, en Colombie, en Allemagne, en Italie, en Roumanie, au Sénégal, en Ouganda, etc., ces réserves de biosphère permettent de « protéger un matériel génétique qui risquerait de disparaître sous les assauts répétés des hommes «. Ce sont des forêts tropicales humides, des savanes tropicales, des prairies, des déserts, des écosystèmes préservés intacts, mais aussi des zones dévastées par les activités humaines (mines à ciel ouvert), où pourraient être entrepris des projets de restauration, ou encore des villes comme Rome. Elles s'ajoutent au programme de création de parcs nationaux et de réserves naturelles de l'UICN (Union internationale de la conservation de la nature et de ses ressources). Mais les résultats obtenus sont encore dérisoires. Les surfaces couvertes par ces réserves ne représentent que 0,5 % de la totalité des terres émergées. Protéger la nature est de plus en plus difficile, car les pollutions ne sont plus locales ; elles concernent maintenant la totalité de la biosphère. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats environnement environnement - Le droit de l'environnement milieu naturel protection de la nature - Les principaux types de zones protégées réserves naturelles UICN (Union internationale pour la conservation de la nature et de ses ressources) UNESCO (United Nations Educational Scientific and Cultural Organization) Les médias biosphère - vivre en harmonie avec la nature Les livres Honduras - région de la Mosquitia, page 2388, volume 5 protection de la nature - deux exemples d'aménagement d'une réserve de biosphère, page 4147, volume 8 Complétez votre recherche en consultant : Les indications bibliographiques F. Ramade, Éléments d'écologie, écologie appliquée, Mc Graw-Hill, Paris, 1989. Éléments d'écologie, écologie fondamentale, Mc Graw-Hill, Paris, 1991.
