ANALYSES DES DOCUMENTS

Qui a enlevé la reine des fourmis… ?

Dans une forêt tropicale une colonie de fourmis rouges a perdu sa reine. Toute la cité en est affectée, car une seule reine pond dans cette organisation monogyne. Sans les quelque cent cinquante mille œufs quotidiens, la démographie baisse, et les fourmis noires pourraient profiter de ce déclin pour conquérir leur territoire. L’avenir de la fourmilière est subordonné à la présence de cette pondeuse.

À l’échelle d’une forêt, cette disparition peut sembler anodine, mais pour les deux fourmis que les auteurs de l’album personnifient, l’événement revêt toute son importance. Mandibule de Savon et Élytre de Lait, tous deux de la caste des soldats, sont encharge de l’enquête…

Dans un genre policier, l’album La reine des fourmis a disparu de Fred Bernard, illustré par François Roca chez Albin Michel Jeunesse, invite à suivre les investigations des deux hyménoptères détectives. Avant de s’atteler à la lourde tâche qui leur incombe, ils prennent des forces au Bar à pucerons où ils s’abreuvent du miellat des insectes que les ouvrières élèvent. Ce repas est également l’occasion de questionner les membres de la colonie. Chez ces insectes sociaux, la communication est importante. Ils échangent des données en entrechoquant leurs antennes.

Un poil découvert dans la chambre de la reine est le seul indice de l’enlèvement. Pour découvrir son à qui il appartient, les deux acolytes parcourent la forêt à la recherche des animaux dont la peau est recouverte de poils. Si les insectes et autres arthropodes ne sont pas, en règle générale, porteurs de l’enveloppe tégumentaire recherchée, les quelques exceptions ne sont pas à négliger. Un papillon de nuit et une grosse araignée sont interrogés. Toutefois, la plupart des suspects font partie de la classe des mammifères. L’un des premiers à attirer la méfiance est le tamanoir ou grand fourmilier (DOC B). Son museau en forme de tube terminé par une bouche étroite pourvue d’une longue langue gluante lui permet de s’insinuer dansles galeries des fourmilières et des termitières. Mais dans cette affaire, il ne peut être inculpé. L’orang-outan, la panthère noire, le jaguar et le tapir ne sont pas non plus à incriminer.

La texture, l’épaisseur, la longueur, la couleur du poil sont essentielles dans cette enquête. Les hypothèses émises s’avèrent infructueuses lorsque Mandibule de Savon et Élytre de Lait croisent une colonne d’ouvrières qui transportent des détritus inconnus. En suivant le chemin qu’elles ont emprunté, ils débouchent sur une immense surface de terre rouge dépourvue de toute végétation. « Qui a saccagé la forêt ? »

Sous forme de fiction, le DOC A invite à s’intéresser aux tout petits êtres qui peuplent la biomasse des forêts tropicales, et qui font partie de la diversité du vivant. Il permetd’appréhender l’organisation des insectes sociaux, les relations de mutualisme ou de prédation qu’ils entretiennent avec d’autres animaux. Il suggère un questionnement sur l’impact de l’homme sur son milieu. • Voir dans TDC n° 1001, Activité 1, p. 33.

L’interdépendance des espèces

La diversité des espèces est formée en grande partie par de petits êtres vivants comme les vers, les insectes et autres arthropodes (myriapodes, cloportes, arachnides), qui représentent 80 % des espèces animales, un nombre beaucoup plus important que les mammifères, les oiseaux et les poissons.

L’étude de la biodiversité ne peut pas faire l’impasse sur ces êtres vivants qui peuplent la Terre, dont le nombre d’espèces est estimé à huit ou dix millions. Pour en savoir plus, des chercheurs de quinze nationalités différentes ont initié le projet Ibisca (acronyme qui désigne l’Inventaire de la biodiversité des insectes du sol et de la canopée) qui a débuté à l’automne 2003 dans la forêt de la réserve de San Lorenzo au Panama. Les recherches entreprises n’ont pas pour seul objectif d’évaluer le nombre d’espèces d’arthropodes. Une connaissance de la biodiversité passe par une approche écologique qui étudie la dynamique des populations et le fonctionnement des écosystèmes.

Les expéditions dans les forêts tropicales, de la litière à la canopée, visent à mieux connaître les espèces dans leur milieu, leurs modes de vie, les interactions et relations entre elles : prédation, parasitisme, mutualisme…

Le DOC C est un exemple de diversité écosystémique. Il témoigne de l’interdépendance entre espèces animales et végétales, et met l’accent sur le mutualisme dont chacune tire bénéfice. L’Hydnophytum, tubercule d’une plante épiphyte (DOC C1) qui se développe à la cime des arbres des forêts tropicales pour accéder (avoir accès) à la lumière, abrite des fourmis arboricoles qui vivent en symbiose avec la plante. Celles-ci peuvent être à l’origine de leur habitat, ces jardins suspendus, qu’elles confectionnent avec de la terre et de la matière végétale et où elles introduisent des graines de plantes épiphytes qui y germent et s’y développent.

Dans une relation mutualiste, la plante sert d’abri aux fourmis et leur procure de la nourriture sous forme de nectar extrafloral. De leur côté, les fourmis nourrissent la plante de leurs excréments et détritus, elles la protègent contre les prédateurs et disséminent ses graines.

Ces plantes à fourmis − plantes myrmécophiles − sont des niches écologiques où vivent et interagissent plusieurs autres espèces. Les fourmis y élèvent des pucerons (DOC C3) qui leur procurent du miellat. Un champignon se développe sur les déjections des fourmis et permet à la plante de les assimiler.

Au cours de la mission scientifique Santo, à Espiritu Santo, la plus grande île de l’archipel de Vanuatu, dans le Pacifique, Bruno Corbara, chercheur à l’université Blaise-Pascal de Clermont-Ferrand, déloge tout un monde dans la soixantaine de tubercules qu’il dissèque (DOC C2). Hormis les fourmis dont plusieurs espèces peuvent cohabiter, la structure abrite blattes, scolopendres, sauterelles (DOC C4), scorpions, cocons d’araignées, ainsi que des œufs de geckos (DOC C2). Ce document propose en outre une approche des notions de biotope (habitat d’un ensemble de végétaux et d’animaux) et de biocénose (ensemble des végétaux et des animaux vivant en équilibre dans un milieu), et incite à se questionner sur l’équilibre d’un écosystème. • Voir dans TDC n° 1001, Activité 1, p. 33.

L’homme dans la longue histoire du vivant

La vie est apparue en milieu aquatique, il y a 3,8 milliards d’années, au Précambrien, sous forme d’archéobactéries (anciennes bactéries), puis d’eubactéries (vraies bactéries), des êtres unicellulaires sans noyau (Procaryotes), qui progressivement se sont diversifiées. Il y a environ 2 milliards d’années, des algues assuraient la photosynthèse, ce qui a permis l’apport d’oxygène dans l’eau et dans l’atmosphère terrestre. Certains organismes anaérobies (vivant sans air) se sont réfugiés dans les profondeurs abyssales, d’autres ont disparu. Des êtres à cellules pourvus de noyau (Eucaryotes) se sont d’abord développés sous forme unicellulaire. Puis, des structures multicellulaires sont apparues, donnant naissance à des organismes plus complexes et de plus grande taille.

Au début du Cambrien (- 550 Ma), une explosion évolutive a fait émerger de nombreux embranchements donnant naissance à une diversité d’espèces. Mais, près de 100 Ma plus tard, à l’Ordovicien, des mouvements de continents suivis de glaciations induisant la baisse du niveau des mers ont eu raison de 70 % des espèces, toutes aquatiques, car la sortie des eaux n’avait pas encore eu lieu. La vie s’est à nouveau développée autour de récifs coralliens. De nouvelles espèces appartenant aux mêmes grands groupes sont apparues. Une seconde extinction de masse, dont la cause peut être identique à la première ou être due à la collision avec une météorite, a touché à la fin du Dévonien (- 365 Ma) principalement des coraux, des poissons primitifs, des trilobites. La plus dévastatrice des grandes extinctions se situe entre le Permien et le Trias (- 250 Ma) − certaines estimations évaluent à 90 % le taux d’espèces disparues − ; elle est due à des éruptions volcaniques qui, en libérant une importante quantité de dioxyde de carbone, ont perturbé les écosystèmes. Une quatrième crise se situe entre le Trias et le Jurassique (- 200 Ma) : elle a affecté des espèces aquatiques et terrestres parmi lesquelles des amphibiens et des sauriens. La cinquième grande extinction qui a lieu à la fin du Crétacé (- 65 Ma), dont les causes sont encore controversées, est la plus connue. Elle a marqué la fin des dinosaures, des ammonites et de plusieurs groupes de reptiles marins.

Les cinq extinctions de masse présentées dans le DOC D se sont déroulées sur des millions d’années. Elles sont liées à des événements astronomiques, géologiques et climatiques. Si certains plans d’organisation du vivant ont disparu, d’autres se sont développés et diversifiés comme les mammifères après la crise du Crétacé.

L’illustration de Claire Jean, composée en six blocs ponctués de failles, propose de manière simplifiée une représentation de l’histoire du vivant à partir de la fin du Précambrien. Elle met en évidence le développement de la vie en milieu aquatique en présentant des espèces fossiles comme l’opabinia qui ressemble à un arthropode sans exosquelette, doté de cinq yeux et d’une longue trompe en forme de tuyau. Le premier bloc montre également l’archéocyathe, une espèce apparentée aux éponges, un céphalopode, et un échinoderme « lys de mer ». La sortie des eaux est bien illustrée dans le second bloc, où l’on peut reconnaître l’Ichtyostéga (voir TDC école n° 43, « Darwin et le darwinisme »). À partir du troisième bloc, les élèves reconnaîtront les espèces, dont l’être humain au bord du dernier ensemble, suggérant une extinction possible.

Fruit de l’évolution, la vie sur Terre a une longue histoire. Elle est capable d’inventions. Les variations génétiques au sein d’une espèce ont permis de nouvelles spéciations qui se sont adaptées à des milieux différents. La biodiversité prend en compte ces trois composantes qui sont la pluralité des espèces, la variation génétique au sein d’une espèce donnée, la variété des écosystèmes de la biosphère. L’homme en quelques millénaires a modifié, puis dégradé considérablement le milieu dans lequel il vit à l’échelle de la planète tout entière. Le rythme des changements qu’il engendre risque d’être irréversible, et met en danger sa propre survie.

Le DOC D invite à considérer la longue histoire du vivant, faite de naissances, d’évolutions, de disparitions. Il suggère d’estimer l’échelle des temps géologiques au cours desquels les changements ont eu lieu, de situer l’apparition de l’homme, puis les débuts de l’agriculture, et de mettre en relation les durées. • Voir dans TDC n° 1001, Activité 2, p. 33.

La biodiversité affectée par les activités humaines

(L’)Homo sapiens est apparu tardivement dans l’évolution, il y a environ 200 000 ans, et pendant plusieurs millénaires, il n’a guère eu d’impact sur les milieux dans lesquels il évoluait, vivant de la pêche, de la chasse et de la cueillette. À partir du Néolithique, et en quelques milliers d’années, les hommes ont développé des techniques qui au cours des millénaires, et de plus en plus rapidement durant le siècle dernier, ont profondément modifié le processus évolutif.

Même si l’érosion de la biodiversité s’est accélérée au cours du xxe siècle, provoquant l’extinction de plusieurs centaines d’espèces animales et végétales, la crise ne date pas d’hier. L’archéologie et la palynologie nous donnent des informations sur les espèces qui peuplaient différentes régions de la planète juste après le dernier épisode glaciaire, il y a environ 10 000 ans. En sélectionnant et en domestiquant des plantes et des animaux, en améliorant les populations pour son usage, l’homme a créé de nouvelles variétés qui lui ont permis d’augmenter ses ressources. L’amélioration de ses conditions de vie a induit une expansion démographique.

Avec les migrations de populations, les surfaces cultivées se sont étendues, nécessitant les premiers grands défrichements. En se déplaçant, les hommes ont emporté avec eux leurs ressources, et de ce fait ont introduit des espèces végétales et animales au détriment de la flore et de la faune endémiques des régions où ils débarquaient. Dans Le Guide critique de l’évolution, paru aux éditions Belin, Guillaume Lecointre donne l’exemple de la Nouvelle-Zélande où les Maoris, originaires d’Asie du Sud-Est, débarquent entre 700 et 900 de notre ère. Les espèces exogènes qu’ils introduisent, la pratique d’une chasse intensive et la déforestation pour cultiver la terre sont à l’origine de l’extinction de nombreuses espèces parmi lesquelles un grand nombre d’oiseaux comme les moas, de grandes autruches endémiques de l’archipel. L’arrivée des Européens au XVIIIe siècle a amplifié le processus d’érosion. Cet exemple illustre l’ancienneté de l’impact des activités humaines sur la biodiversité qui se poursuit et s’intensifie aujourd’hui.

Le DOC E liste un certain nombre des causes anthropiques qui menacent aujourd’hui les espèces. Il témoigne de l’ampleur de la crise à laquelle les sociétés humaines sont confrontées.

Les raisons de l’érosion de la biodiversité sont multiples et se conjuguent entre elles. La déforestation pour l’industrie du bois et pour la conquête de terres agricoles (Doc F) détruit l’habitat de nombreuses espèces, et menace leur survie. Elle est également responsable des changements climatiques qui modifient les écosystèmes et déstabilisent les peuplements. Les modifications du climat interviennent sur la désertification, même si celle-ci est occasionnée par une combinaison de facteurs comme la pression démographique et les pratiques d’utilisation des sols. L’augmentation de la population mondiale induit une demande toujours plus importante en ressources alimentaires et énergétiques qui au fil du temps s’amenuisent, et dont l’exploitation est source de pollution. Les élèves sont invités à se questionner sur l’imbrication des raisons qui menacent la survie de centaines d’espèces.

Le modèle de développement économique adopté par les pays du Nord a généré des problèmes écologiques dont la communauté internationale s’est préoccupée à partir des années 1970. La conférence de Stockholm (1972) a abouti à la création du Programme des Nations unies pour l’environnement (PNUE). Le concept de biodiversité, né dans le cadre de la préparation de la conférence de Rio, a mis l’accent sur l’interdépendance des trois composantes de la diversité, des gènes aux paysages, et a intégré le champ sociétal au champ biologique dans la manière d’aborder la question. Le sommet de Johannesburg (2002) a entériné cette approche en donnant du poids au rapport Brundtland (1987) pour un développement durable. Les tendances actuelles témoignent d’une aggravation de l’érosion de la biodiversité. L’Union internationale pour la conservation de la nature (UICN), créée en 1948, élabore depuis les années 1960 une « liste rouge » des espèces menacées. Si l’histoire du vivant s’évalue à l’échelle des temps géologiques, les activités de l’espèce humaine, elle-même issue de l’évolution biologique, ont induit des transformations qui se mesurent à l’échelle des temps historiques. • Voir dans TDC n° 1001, Activité 2, p. 33.