Souvent, on pense que l'écologie est juste une idée politique, mais c'est avant tout une science à part entière. Elle se consacre à l'étude de la façon dont les êtres vivants interagissent avec leur environnement. Cependant, en France, le mot "écologie" est devenu synonyme de militantisme. Cela risque de faire oublier le travail très important des écologues, alors que leurs connaissances sont absolument nécessaires pour faire face à la crise environnementale actuelle.
Dans son livre « L’Écologie est une science », publié par les éditions Belin, Sébastien Barrot, qui est directeur de recherche à l’IRD (Institut de Recherche pour le Développement), nous fait découvrir son domaine de recherche. Ce domaine est encore peu connu du grand public. Nous vous proposons ici un extrait de son avant-propos.
Quand j'avais 10 ans et qu'on me demandait ce que je voulais faire plus tard, je répondais : « Je veux être un -logue ! » Je voulais dire par là que je rêvais de devenir archéologue ou paléontologue. Finalement, j'ai pris un autre chemin et je suis devenu écologue, un chercheur en écologie. J'ai décidé d'écrire ce livre parce que, honnêtement, personne ne sait vraiment ce que cela signifie. Tout le monde a une idée de ce qu'est un chercheur, qu'elle soit juste ou fausse, mais en France, en dehors des milieux universitaires, presque personne ne sait que l'écologie est une science.
Même aujourd'hui, alors que nous traversons une grave crise environnementale, je dois encore expliquer quel type d'études j'ai faites, c'est-à-dire un master et une thèse en écologie. Les gens ont souvent du mal à y croire et me le font répéter au moins trois fois, car cela leur semble peu plausible. Ils pensent souvent que j'ai étudié la biologie, ce qui leur paraît plus sérieux, mais ce n'est pas le cas. D'autres personnes s'imaginent que le seul souci d'un écologue est de protéger les petits oiseaux, ou qu'il invente des nouvelles méthodes pour recycler les déchets.
Ce sont bien sûr deux sujets importants, mais l'écologie scientifique ne se limite pas à la protection de la nature. D'ailleurs, le recyclage des déchets organiques fait effectivement partie du domaine de l'écologie, car cela implique des organismes qui décomposent la matière, comme les bactéries ou les vers de terre.
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Un seul mot pour beaucoup de choses différentes
Plusieurs raisons expliquent pourquoi l'écologie scientifique est si peu connue. Elles sont liées les unes aux autres.
Pour commencer, l'écologie est une science assez récente. Le terme a été inventé par Ernst Haeckel en 1866, mais les sciences qui s'occupent d'écologie ne se sont vraiment développées dans le monde académique qu'après la Seconde Guerre mondiale pour les pays anglophones et dans les années 1970 en France. C'est donc une évolution très récente. Cela signifie que les bases de cette science ont encore besoin d'être solidifiées et sa structure affinée. Le système universitaire est plutôt traditionnel, c'est pourquoi l'écologie scientifique a parfois du mal à trouver sa place aux côtés des disciplines plus anciennes. Malgré la gravité des problèmes environnementaux actuels, et contrairement à ce que l'on pourrait croire, il est souvent difficile d'augmenter le nombre d'heures consacrées à l'écologie, de l'école primaire à l'université. De plus, la recherche en écologie ne bénéficie pas d'un financement particulièrement important.
Ensuite, en France, le mot « écologie » est utilisé à la fois pour parler de la science et des mouvements politiques qui défendent l'environnement ou les partis verts. Cela crée une confusion entre le travail de recherche et l'action politique, voire le militantisme. Il est important de préciser que, la plupart du temps, quand quelqu'un s'exprime dans les médias sur la protection de la nature, il s'agit d'un militant ou d'une militante (ou parfois même d'un chercheur d'une autre discipline !). Même si ces personnes utilisent souvent les connaissances issues de l'écologie scientifique, elles ne sont pas pour autant des chercheurs en écologie.
On pense facilement à des personnalités connues, comme Hubert Reeves, qui ont joué et jouent un rôle important et utile pour faire connaître les savoirs et les idées sur l'environnement. Ces personnalités médiatiques mélangent souvent dans leurs discours des messages sur l'environnement et d'autres plus fondamentaux, plus proches des sciences écologiques. Tout cela a des effets globalement positifs, mais cela contribue à rendre moins visible la science écologique et le travail des chercheurs qui la pratiquent. D'autant plus que dans les autres sciences (biologie, physique, chimie…), quand les médias ont besoin d'explications, ils font généralement appel à un spécialiste du domaine concerné.
Enfin, l'écologie est une science qui intègre de nombreuses autres disciplines. Elle utilise les connaissances d'autres sciences comme la biologie, la géologie, la climatologie, la chimie, etc. C'est pourquoi il est parfois difficile de la définir clairement en tant que telle. Cette façon de fonctionner fait sa force, mais rend aussi son positionnement plus compliqué. En effet, les systèmes universitaires et médiatiques fonctionnent beaucoup par « catégories » bien définies. Quand une science et ses spécialistes ne sont pas clairement identifiés, il devient plus difficile de prendre en compte les connaissances qu'elle produit.
Cela explique en partie pourquoi les sociétés humaines mettent tant de temps à adopter des mesures pour réduire la crise de la biodiversité. De plus, cette crise est moins prise en compte par les gouvernements que la crise climatique (même si, de ce côté-là, des progrès sont faits, bien que beaucoup trop lentement).
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Alors, qu'est-ce que l'écologie exactement ?
Ma définition préférée de l'écologie est la suivante : c'est la science qui étudie les relations entre les êtres vivants (par exemple, comment les différentes plantes d'une prairie interagissent entre elles) et leur environnement physique et chimique (par exemple, comment ces plantes sont liées aux caractéristiques du sol, comme son pH ou sa teneur en azote). Elle étudie aussi les conséquences de ces relations sur toutes les périodes de temps possibles (de quelques secondes à des millions d'années) et dans tous les espaces possibles (d'un petit morceau de sol de quelques millimètres à la planète entière). Cette définition peut sembler un peu compliquée au début, mais elle deviendra très claire au fil de la lecture du livre.
Il est important de comprendre que l'écologie s'intéresse aux organismes vivants, tout en étant différente de la biologie. La biologie a tendance à étudier le fonctionnement interne des êtres vivants. Historiquement, grâce à des outils de plus en plus performants, la biologie a décomposé les organismes en parties de plus en plus petites (l'organe, la cellule, la molécule, le gène) pour comprendre comment leur fonctionnement interne et divers mécanismes de régulation leur permettent de grandir, de survivre et de se reproduire. C'est aussi grâce à la biologie que l'on comprend comment un organisme se développe à partir de ses gènes.
À l'inverse, les sciences qui étudient l'univers (comme la géochimie, la climatologie, l'hydrologie…) se concentrent principalement sur le fonctionnement physique et chimique, sur les éléments non vivants de l'environnement et de la Terre. Par exemple, ces sciences permettent de calculer la quantité d'eau qui circule (évaporation, pluie, ruissellement…) à différentes échelles, du mètre carré à la planète entière. Elles étudient aussi les cycles de l'azote, un élément chimique essentiel à toute matière vivante.
L'écologie se situe exactement entre la biologie et les sciences de l'univers : elle étudie à la fois les organismes vivants et leur environnement physique et chimique. Elle fait le lien entre ces deux domaines et examine leurs interactions qui vont dans les deux sens. Les organismes dépendent de leur environnement (température, humidité…) et des ressources qu'ils y trouvent. Si les conditions sont favorables (ni trop chaud ni trop froid, assez d'eau…), ils peuvent grandir et se reproduire ; si les conditions sont un peu moins bonnes, cela devient plus difficile ; et si elles se dégradent, les organismes risquent fort de mourir. D'une manière peut-être moins évidente, mais tout aussi importante, les organismes modifient leur environnement physique et chimique en y puisant des ressources (comme le CO2, l'eau et les minéraux dont une plante a besoin), en effectuant diverses activités (comme les galeries creusées par les vers de terre) ou simplement par leur présence (un arbre crée de l'ombre).
L'écologie est une science à part entière qui a développé son propre cadre théorique, ses courants de pensée et ses outils. Au quotidien, elle fonctionne comme les autres sciences : il existe des formations (masters, écoles doctorales), des chercheurs et des chercheuses, des laboratoires et des revues scientifiques internationales publiées en anglais.
Elle s'appuie cependant, comme nous l'avons vu, sur de nombreuses autres sciences, allant de la biologie à la climatologie, en passant par la physique ou la chimie. Les résultats de ces différents domaines servent à comprendre le contexte, et leurs méthodes et outils sont utilisés comme des outils polyvalents pour répondre à des questions spécifiques à l'écologie. Par exemple, pour étudier les interactions entre un ver de terre et le sol, il peut être nécessaire de connaître le fonctionnement interne du ver de terre, comme son système digestif (biologie), mais aussi son impact sur la composition chimique du sol (chimie).
L'écologie peut aussi examiner comment le climat influence la croissance des plantes, en tenant compte de l'énergie solaire disponible pour la photosynthèse, ou de la température et de l'humidité de l'air qui affectent la quantité d'eau que les plantes rejettent sous forme de vapeur. Elle peut aussi étudier comment les plantes influencent le climat en absorbant plus ou moins de carbone par la photosynthèse, ou en libérant plus ou moins de vapeur d'eau dans l'atmosphère. Ces informations peuvent ensuite être utilisées par les climatologues pour améliorer leurs prévisions du climat.
De plus, l'écologie est étroitement liée à l'évolution des organismes vivants au sens de Darwin. En effet, tous les organismes ont une histoire évolutive : ils ont été façonnés par une série de pressions de sélection et de processus d'évolution qui ont conduit à leurs caractéristiques actuelles et ont contribué à leur diversité. Par conséquent, les interactions écologiques entre eux ou avec leur environnement physique et chimique ont été façonnées par l'évolution. Il est important de prendre cela en compte pour mieux comprendre et analyser les fonctionnements écologiques actuels.
Ainsi, au cours de leur évolution, les plantes ont développé des relations mutuellement bénéfiques avec leurs pollinisateurs. Étudier cette évolution peut aider à comprendre la pollinisation et ses conséquences. Inversement, les interactions écologiques elles-mêmes sont l'un des principaux moteurs de l'évolution : la sélection naturelle repose sur le fait que les organismes les mieux adaptés à une situation écologique donnée (caractéristiques de l'environnement, présence d'un prédateur…) ont plus de descendants. Par conséquent, leurs caractéristiques deviennent dominantes au sein de l'espèce grâce à leur transmission génétique.
Dans ce contexte, les mécanismes qui donnent un avantage à certains individus sont liés aux interactions écologiques : certaines caractéristiques leur permettent de mieux interagir avec les autres organismes ou avec leur environnement physique et chimique, leur permettant ainsi d'obtenir plus de ressources, d'augmenter leurs chances de survie ou leur fertilité. Tous ces mécanismes sont étudiés en écologie. On sait maintenant que l'évolution peut être suffisamment rapide pour avoir un impact sur les processus écologiques à des échelles de temps courantes. Cela signifie que ce n'est pas seulement un phénomène ancien qu'il faut étudier pour comprendre des organismes disparus depuis longtemps, mais que les organismes continuent d'évoluer actuellement.
Des domaines aux sous-domaines
Plus généralement, l'écologie traite de sujets si variés qu'il est nécessaire de la diviser en plusieurs sous-domaines.
Bien sûr, on peut organiser les différents domaines selon le milieu étudié (écologie forestière, écologie aquatique, écologie des sols…), mais il est aussi important de distinguer certaines approches. En effet, une partie importante de l'écologie, l'écologie des populations, se concentre sur les groupes d'individus de la même espèce qui interagissent entre eux dans un environnement donné (ce que l'on appelle une « population »). Elle s'intéresse donc aux individus, à leurs actions et à leur démographie (comme on le ferait pour des populations humaines), en s'appuyant notamment sur leur recensement (on peut, par exemple, compter le nombre d'arbres dans une forêt). L'écologie des populations est étroitement liée à l'écologie évolutive, qui étudie l'évolution darwinienne des organismes, car l'individu est l'unité de base dans tous les processus évolutifs.
Proche de l'écologie des populations, on trouve aussi l'écologie du comportement, qui cherche à analyser le comportement des individus au sein d'une population en fonction de leur environnement, avec souvent des interprétations liées à l'évolution darwinienne des organismes. On distingue ensuite l'écologie des communautés, qui étudie les interactions entre différentes populations (d'espèces différentes) dans le même milieu. Cela permet d'aborder, par exemple, les relations proie-prédateur, les symbioses, ou de décrire des communautés d'organismes (le nombre d'espèces, leur abondance relative, leurs caractéristiques, et les facteurs qui déterminent tout cela). Nous arrivons ensuite à l'écologie fonctionnelle, qui étudie comment les organismes parviennent à puiser des ressources dans leur milieu et à les transformer en biomasse, ainsi que la quantité de matière et d'énergie qu'ils échangent avec leur environnement…
Enfin, l'écologie des écosystèmes est proche de l'écologie fonctionnelle car elle étudie leur fonctionnement. Un écosystème comprend à la fois l'ensemble des populations qui interagissent dans un lieu donné et leur environnement physique et chimique (sol, climat…). Il s'agit donc d'intégrer tous les types d'interactions écologiques entre les populations, ainsi qu'entre elles et leur environnement, et de comprendre comment cela détermine les propriétés qui émergent des écosystèmes, comme leur production primaire. Alors que l'écologie des populations se concentre sur les individus, l'écologie fonctionnelle et celle des écosystèmes étudient plutôt les flux de matière (carbone, azote, eau…) et d'énergie entre les organismes et avec leur environnement. Ce type d'approche permet souvent d'aborder des échelles spatiales de plus en plus grandes. On peut, par exemple, mesurer la quantité de matière vivante végétale ou la quantité de carbone dans la matière organique du sol à l'échelle du mètre carré, mais aussi d'une prairie, d'une région, d'un continent…
Sébastien Barrot ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas d'actions, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.