597px-Efflorescence_verte_6_Cyanobacteria[1]Quand on pense à la détérioration de l'environnement, on y associe souvent une action humaine. D'ailleurs, si les détériorations de l'environnement ne sont pas liées à l'activité humaine, on aura plutôt tendance à parler de modification ou d'évolution. Même si franchement, c'est sale et abimé.

Quand hommes et algues s'allient pour salir

Prenons le cas de l'eutrophisation par exemple (à la demande générale de mon seul lecteur régulier).

Etymologiquement, eutrophe, c'est bien nourri. Ca a l'air plutôt sympa. Et dans un premier temps, effectivement, l'eutrophisation c'est vert et luxuriant.

Voyons ce qui se passe en général.

Cela commence par une activité agricole ou une urbanisation intense.

Les épandages d'engrais, la production des déchets dans les élevages ou les déchets organiques liés à la présence humaines (égouts et déjections non drainées) vont produire un excès de substances nutritives pour le milieu. Notamment l'azote (sous forme de nitrate) et le phosphore (sous forme de phosphate). Par ruissellement, ces nutriments vont se concentrer dans les cours d'eau ou les zones humides et faire le bonheur de tout un tas de monde. Plus particulièrement, des organismes qui puisent les nutriments dans le milieu pour produire de l'énergie par photosynthèse, à savoir les algues, et leur (très) lointaines cousines les cyanobactéries.

Jusque-là, on est vraiment dans l'eutrophisation, le milieu bien nourri. Si le phénomène est lent, et si des gros herbivores aquatiques sont disponibles, ça peut très bien se passer. La faune profite de cette nouvelle manne, les poissons se multiplient, leurs prédateurs aussi, et tout le monde est content, à part quelques esprits chagrins qui trouvent que les cyanobactéries c'est mortel*.

Là où ça se gâte vraiment, c'est quand les consommateurs ne sont pas au banquet, ce qui arrive fréquemment lorsque le changement est trop rapide. Les plantes, algues et cyanobactéries vont proliférer, puis mourir sans avoir été consommés par leur prédateurs (oui, les herbivores sont les prédateurs des plantes). Ce qui fera le bonheur d'autres organismes, un peu plus gênants, les bactéries sans chlorophylle.

Parce qu'une cyanobactérie a de la chlorophylle, et donc produit de l'oxygène (rappel très sommaire de la photosynthèse : lumière + CO2  => O2 + sucres). Mais quand elle meurt et tombe au fond, accompagnée de ses amies les lentilles d'eau ou les algues vertes, elle est métabolisée par des bactéries sans chlorophylle, qui vont consommer de l'oxygène. Et ça c'est pas bon, car ces bactéries vont consommer tout l'oxygène dissout dans l'eau, qui va devenir irrespirable. Poissons, crustacés, mollusques, insectes aquatiques, et même certaines plantes ne trouvent plus l'oxygène nécessaire à leur survie, et disparaissent. Il y a alors trop à manger, et pas assez de consommateurs, l'eutrophisation a abouti à une dystrophie. Des zones mortes apparaissent dans les lacs, les cours d'eau lents, les estuaires, et même au large des côtes.

On n'a pas toujours besoin des hommes...

Si la dystrophie (l'eutrophisation excessive, et surtout excessivement rapide) est souvent liée aux activités humaines, il ne faut pas non plus ignorer que les animaux sont parfois les seuls responsables.

Prenons un Cormoran. C'est joli, un cormoran. Ses plongeons gracieux, sa nage agile qui se joue des flots agités montre la puissance et l'ingéniosité de la nature, et tout et tout.

Bon, prenons 1 000 cormorans, sur une petite île. Ca commence à devenir un peu bruyant. Et puis ça sent mauvais. Car le cormoran, comme tout le monde, évacue allègrement.

Le guano est un excellent engrais, au point qu'il a été un produit d'exportation considérable pour le Pérou et le Chili au 19ème siècle. Mais nous l'avons vu, trop d'engrais peut être nuisible, surtout sur des petites superficies et sur de longues périodes.

Le guano de nos cormorans s'accumule. Tandis que les phosphates imprègnent sur le sol, le nitrate contenu dans le guano se transforme en ammoniaque. Un partie s'évapore, un autre ruisselle vers les eaux avoisinantes. Cela stimule la prolifération de microalgues à croissance rapide et du phytoplancton, au détriment des algues plus grosses. La surface devient opaque, et les algues du fond n'ont plus assez de lumière pour survivre. La diversité des algues diminuant, la diversité des herbivores est elle aussi atteinte.

Sur Ryssmasterna, petite île de l'archipel de Stockholm habitées par les cormorans depuis 2003, une étude d'impact sur les invertébrés a montré une chute de 50% de la diversité des Chironomidae (une famille de diptères, des bestioles qui ressemblent à des moustiques et dont les larves sont aquatiques), et la quasi disparition de l'un de leur prédateur, les araignées terricoles (qui ne tissent pas de toiles et se baladent sur les cailloux).

Vous me direz peut-être que des moustiques et des araignées, en s'en moque un peu. Sauf quand on mange des moustiques et des araignées, comme certains oiseaux. En bref, c'est toute la chaîne alimentaire endémique de l'archipel qui se trouve bouleversée par les cormorans et leurs déjections. Encore sommes-nous ici cantonnés à une petite île battue par les vents et les embruns, et naturellement assez peu peuplée. On ne parle pas d'une forêt luxuriante de plusieurs centaines de kilomètres carrés.

Mais on pourrait.

Un éléphant, ça bouleverse énormément

L'éléphant est un goinfre. Il peut avaler jusqu'à 2 kilos de plante par minute quand il tombe sur un met appétissant, qu'il attrape en 0 et 8m du sol. Capable de déraciner un arbre de 60 cm de diamètre, l'éléphant est l'un des rares herbivores capables de tuer un arbre mature, et il n'est pas rare de voir des baobab très gravement endommagé par le gentil Dumbo, à telle point que les populations de baobab se trouvent retranchées dans les coins les moins accessibles lorsque les pachydermes se font trop nombreux.

Certaines plantes plus petites, comme l'aloès Aloe Africana ou le gui (qui fait office de confiserie pour nos amis), peuvent tout simplement disparaître de la zone fréquentée.

L'occupation permanente par des éléphants peut, à la longue, transformer des zones boisées en savane.

Cela entraine une baisse drastique des populations des fourmis, un fuite totale des cigales, une baisse de la biodiversité des oiseaux, particulièrement chez les frugivores. Les guibs harnachés (un truc qui ressemble à une antilope) disparaissent aussi pratiquement, à l'inverse de koudous et des impalas (d'autres trucs qui ressemblent tellement à des antilopes que ça doit en être) qui deviennent plus nombreux. Le potamochère ou l'antilope raphicère suivent leur copain guib et désertent la zone.

Dans les aires peu arborées, les éléphants font une razzia sur les légumineuses, qui ont pour particularité de très bien fixer l'azote. Leur disparition aboutit à un appauvrissement des sols, rapidement suivi par une hausse du Ph.

Bref, l'éléphant, ça change tout, et du point de vue de nombreuses espèces, ça abime tout. Surtout quand, sous la pression des zones urbaines en constante augmentation, ils se concentrent dans des zones limitées, comme celle des chutes Morchison en Ouganda. Là, le résultat fut la mort de plus de 99% des arbres. Autant dire la disparition d'une forêt.

Contrairement à l'eutrophisation présentée plus haut, l'éléphant ne crée pas des zones mortes, mais modifie tellement son écosystème que les espèces de plantes et d'animaux qui peuvent y vivre ne sont plus les mêmes. Et pour les populations endémiques, la catastrophe est bien totale : plus d'abri, plus de nourriture, et le triste choix entre la mort et l'exode (mais vers où ?).

Pour qu'une île meure

Si cette fois on prend un forêt et un île, plus précisément une forêt sur une île, on peut observer en quelques siècles des conséquences irréversibles.

Mais qui est le coupable ?

Sur l'ïle de Pâques, qui était encore couvertes de forêts au 10ème siècle, tous les arbres ont disparu. Les rares qui y poussent aujourd'hui ont été replantés. Difficile de dater précisément la catastrophe, mais elle aurait eu lieu entre 1722 (date de la première visite d'un navire occidental) et 1786 (date de la seconde visite, par La Peyrouse) - elle aurait en fait débuté bien avant, mais en 1722 subsistaient encore quelques bosquets.

On a longtemps présenté le cas de l'île de Pâques comme un exemple emblématique de la folie de l'homme, qui a totalement détruit son écosystème, pour nourrir les quelques 10 000 habitants qu'auraient connus l'île à son apogée et ériger les centaines de statues qui la ceignent. Les 171 hectares n'auraient pas suffi à nourrir la population, et la construction, le transport et l'érection des imposants Moai auraient nécessité de couper les cocotiers à un rythme trop effréné.

Sauf que finalement, l'explication est peut-être à chercher ailleurs. Les analyses menées à partir des années 2000 par un groupe de scientifiques de l'université de Hawaii a totalement bouleversé notre vision de l'histoire humaine et naturelle de l'île. L'arrivée des polynésiens serait datée du 13ème siècle (et non du 9ème). Leur nombre n'aurait jamais dépassé les 4 à 6 000, ce qui resterait tolérable pour un territoire de cette dimension. Et l'abatage des arbres ? En fait, le problème pourrait être lié au non renouvellement, plutôt qu'à l'abattage. Et le non renouvellement serait lié à la consommation des noix, très longues à germer, des cocotiers. Et le consommateur serait le rat de Polynésie.

Celui-ci est d'ailleurs coutumier du fait, il a à son passif plusieurs destructions d'écosystèmes dans les îles de Polynésie, sur un long parcours allant de la Nouvelle Zélande à l'île de Pâques. Capable, comme tout rat qui se respecte, de se reproduire sans cesse, avec un doublement de population toutes les 7 semaines, cette petite bête détruit toute chance de renouvellement des populations de cocotiers en quelques années.

Les hommes ont donc été plus victimes que coupables de cette catastrophe écologique. Si on oublie de préciser que c'est eux qui ont amené les rats...

Nota bene : la quasi-disparition des populations humaines locales (il ne reste qu'un centaine d'individus à la fin du 19ème siècle) est plus classiquement liée à des coups de fusils et à des maladies contagieuses sympathiquement apportée par les européens. ll ne faudrait pas tout mettre sur le dos des rats non plus.

Tabula rasa

Mais le plus grand bouleversement écologique qu'ait connu la terre n'est pas dû à l'homme. Et de très loin.

Il y a à peu près 2,7 milliards d'années émerge une nouvelle sorte de bactéries. Celles-ci produisent, par leur métabolisme, l'élément chimique le plus oxydant qui soit. Elle le produise en telle quantité que sa concentration dans l'atmosphère passe de 0,0001% à près de 1% en 1,5 milliard d'années.

L'environnement dans son intégralité est bouleversé : les autres bactéries sont pratiquement éradiquées, le fer dissout rouille et provoque d'immenses dépôts sous-marins, l'oxydation du méthane atmosphérique en eau + dioxyde de carbone provoque une chute drastique de l'effet de serre, et donc un refroidissement planétaire généralisé. De -2,7 MA à -2.4 MA, les effets sont si puissants que survient une période de glaciation de 300 millions d'années, pendant laquelle la température chute de plus de 10°C pour s'établir, en moyenne, à à peine plus de 0...

Le fond de l'océan devient une décharge de rouille, l'atmosphère devient toxique... la terre est déjà sale et abimée.

Les bactéries coupables ? Les cyanobactéries, encore elles.

L'oxydant ultime rejeté dans l'environnement ? le dioxygène. O2. Deux molécules d'oxygène. Ce que nous respirons.

Encore 600 000 000 ans et le dioxygène (O2) réagira en haute athmosphère en ozone (O3), stoppant une partie significative des rayons UV et rendant envisageable la vie hors de l'eau. Les cyanobactéries, puis les plantes, permettrons de nourir des organisme prédateurs, incapable de produire de l'énergie mais mobiles et capables de se nourrir des organismes chlorophylliens.

C'est le début des chaînes alimentaires, qui permettra à la vie telle que nous la connaissons d'émerger. Car rappelez-vous, que vous soyez amateur de tofu ou de gigot d'agneau, vous ne faites qu'ingérer des nutriments produits par d'autres, des cyanobactéries ou, le plus souvent, des bouts de cyanobactéries enfermés dans les cellules de plantes et des algues.

 

* certaines rejettent des neurotoxines parmi les plus puissantes connus, sans antidote - on notera toutefois que les neurotoxines ne gênent que ceux qui ont des neurones, et pas les êtres vivants dans leur ensemble


Bonus : La cyanobactérie à l'origine de toute chaîne alimentataire

Bon, tempérons tout de suite : la cyanobactérie à l'origine de toute les chaînes alimentaires dans les écosystèmes photosynthétiques.

Car il existe quelques écosystème non photosynthétiques. Il ne sont pas basés sur l'énergie du soleil, mais sur l'énergie chimique (au fond des océans, le long des dorsales océaniques, où des sources hydrothermales rejettes de l'eau saturée en sulfures). J'en parlerai bien un de ces jours.

Mais chez nous, sous le soleil, toute chaîne alimentaire dépend d'organismes capables de produire des nutriments par photosynthèses. Zooplanctons, algues, et plantes.

Et les cyanobactéries dans tout ça ?

Il y a 1,5 à 1,6 milliards d'années, une cellule à noyau incapable de produire elle-même de l'énergie a ingéré une cyanobactérie. Elle l'a ingérée, mais pas digérée. 

La cyanobactérie s'installe, prolifère, et fournit à la cellule de l'énergie. Petit à petit, au fil des générations, se crée une dépendance mutuelle entre la cellule à noyau et son hôte forcé. L'ADN de la cyanobactérie se simplifie, elle devient incapable de produire autre chose que de la chlorophylle et de l'énergie. La cellule à noyau acquiert de nouvelles propriétés. Elle devient algue, puis algue multicellulaire.

Elle se spécialise en feuille, en tige ou en racine : elle devient plante. S'installe sur terre. Produit des gamètes, mâle ou femelles. Enferme sa descendance dans des graines, puis ses graines dans des fruits. Qui font le délice des éléphants, des rats et des primates.

Certains primates ont même l'idée curieuse de faire fermenter ses fruits pour fabriquer du champagne.

Alors, les cyanobactéries, bon ou pas bon ?

 


Image de Lamiot