Comprendre la systémique de la biodiversité, ses enjeux et les solutions pour la préserver
Comment la biodiversité évolue-t-elle au fil des âges et quelles sont les conséquences complexes de la 6e extinction de masse actuelle sur les « services écosystémiques » ? Comment déployer et valoriser des actions susceptibles de régénérer efficacement les espèces que nous détruisons ?
Leçons du Grand Cours 20épisodes
20
épisodes
- 1
Qu'est-ce que la biodiversité ?
32minLe monde vivant est variable à l’infini dans le temps et dans l’espace, à toutes les échelles, des individus aux écosystèmes en passant par les populations et les assemblages d’espèces. L’interrogation sur cette variabilité, en soi et pour les humains, est le cœur du concept de biodiversité. Une variabilité pilotée par des processus purement biologiques et par des interactions avec le milieu physique.
Acquis de l’épisode :
- Établir un premier contact avec les idées de complexité et de système à travers un exemple emblématique
- Connaître les divers niveaux d’organisation du vivant du point de vue de l’écologie.
- Identifier quelques principes fondamentaux d’organisation et de dynamique de chacun de ces niveaux d’organisation
- 2
La complexité écologique
29minTous les organismes s’influencent les uns les autres : quand l’un change, les autres changent et influencent différemment le premier… qui change à nouveau, et ainsi de suite. Ces influences réciproques insèrent les organismes dans un système écologique qui change au cours du temps et qui propage les perturbations, transformant parfois la nature même du système.
Acquis de l’épisode :
- Comprendre ce qu’est un système, un système complexe, une interaction, une rétroaction
- Prendre conscience de l’importance des effets en cascade qui reposent sur des interactions vivant-vivant et vivant-non vivant
- Lier la structure spatiale hétérogène des écosystèmes et le régime des perturbations qui impacte l’écosystème, connaître les notions de point de bascule et de résilience
- 3
Les mécanismes de différenciation du viv...
32minSur le temps long, en réponse aux changements des contraintes et des ressources de l’environnement, les divers mécanismes de différenciation des organismes conduisent à la spéciation, c’est-à-dire à l’apparition d’organismes nouveaux plus adaptés aux nouvelles conditions. Les vitesses relatives de spéciation et d’extinction déterminent, à la hausse ou à la baisse, le nombre d’espèces peuplant la Terre.
Acquis de l’épisode :
- Se faire une idée de l’évolution de la biodiversité au cours des temps géologiques
- Connaître les mécanismes qui gouvernent l’adaptation et l’évolution des êtres vivants
- Se familiariser avec le concept d’extinction
- 4
Les mécanismes de différenciation du viv...
33minL’adaptation des organismes, c’est-à-dire leur capacité à produire des descendants viables et interféconds, repose sur l’acquisition de caractéristiques biologiques qui rendent l’organisme compatible avec les conditions physiques et biologiques qui règnent dans son environnement. L’ensemble de ces caractéristiques le positionnent dans cet environnement par rapport à tous les autres organismes. Quand il arrive que deux organismes soient positionnés de la même manière dans l’environnement, ils entrent potentiellement en compétition.
Acquis de l’épisode :
- Comprendre l’aller et retour permanent entre l’organisme et son environnement qui détermine la dynamique évolutive de l’organisme
- Connaître quelques facteurs physico-chimiques qui gouvernent les caractéristiques de l’organisme, et notamment sa distribution
- Comprendre le concept de niche écologique
- Poser le problème de la coexistence dans le même environnement d’organismes différents
- 5
Les mécanismes de différenciation du viv...
38minLes caractéristiques d’un organisme et sa niche écologique expriment non seulement son adaptation aux facteurs physiques, mais aussi, et souvent surtout, aux autres organismes. Un organisme donné est en interaction gagnant-gagnant, gagnant-perdant ou perdant-perdant avec les autres organismes. Chaque organisme change en fonction de l’évolution des autres : il existe une co-évolution plus ou moins forte entre tous les organismes.
Acquis de l’épisode :
- Distinguer la niche écologique potentielle d’un organisme de celle réalisée en fonction des conditions biotiques et abiotiques qui l’environnent
- Connaître les différents types d’interactions entre organismes
- Découvrir le concept de coévolution
- 6
La biodiversité planétaire aujourd’hui
32minL’estimation du nombre d’espèces eucaryotes peuplant la Terre dans son ensemble tourne autour de dix millions, auquel il faut rajouter des milliards de types de microorganismes. Ces espèces sont réparties de façon hétérogène à la surface de la planète, mais leur distribution est clairement structurée par des gradients environnementaux. Certaines zones concentrent une proportion élevée de la biodiversité mondiale.
Acquis de l’épisode :
- Se faire une idée du nombre d’espèces peuplant le globe et du poids de l’humain dans la structure du monde vivant
- Connaître les facteurs qui régissent la distribution planétaire des organismes
- Connaître les concepts d’endémisme et de hot spots de la biodiversité
- Comprendre pourquoi les zones tropicales présentent une biodiversité élevée
- 7
La biodiversité locale
32minLa biodiversité locale dépend de la biodiversité régionale et, notamment, des capacités de dispersion des espèces, de la surface des habitats, de la connectivité des habitats ainsi que des contraintes et des ressources locales. Certaines espèces sont particulièrement aptes à coloniser les milieux.
Acquis de l’épisode :
- Connaître les facteurs qui régissent la distribution locale de la biodiversité
- Comprendre pourquoi certaines espèces sont invasives et en quoi cela peut changer le fonctionnement de l’écosystème
- 8
Valeurs et métriques de la biodiversité
37minSelon un positionnement anthropocentrique ou biocentrique, on peut distinguer la valeur intrinsèque de la biodiversité, qui est reconnue dans des textes de nature législative, de la valeur instrumentale de la biodiversité qui débouche, entre autres, sur le concept de biodiversité. La biodiversité peut être approchée de manière quantitative à travers des indices de biodiversité.
Acquis de l’épisode :
- Connaître les diverses catégories de valeurs attachées à la biodiversité
- Connaître les métriques de la biodiversité les plus courantes
- 9
La valeur économique et sociale de la bi...
30minIl est aujourd’hui acquis que la biodiversité impacte les conditions de vie des humains et des non-humains, notamment en matière de productivité et de résilience, aussi bien en milieu terrestre qu’en milieu aquatique.
Acquis de l’épisode :
- Connaître les liens entre la biodiversité et la productivité et entre la biodiversité et la résistance aux perturbations
- Comprendre les mécanismes explicatifs de ces liens
- Connaître les liens entre biodiversité et propagation des pathogènes
- 10
La biodiversité, ressource et outil pour...
36minLa biodiversité et les écosystèmes rendent des services qui peuvent être mobilisés en complément ou en substitution de techniques afin de restaurer des milieux dégradés ou d’améliorer la qualité de ressources ; ils présentent de ce fait une valeur économique. Ces solutions basées sur la nature sont mobilisées dans le cadre de démarche d’ingénierie écologique et sont considérées comme des options de géo-ingénierie.
Acquis de l’épisode :
- Connaître la dimension économique des services rendus par la biodiversité
- Se familiariser avec les concepts d’ingénierie écologique et de géoingénierie
- Connaître les principes fondamentaux qui régissent les pratiques d’ingénierie écologique
- Percevoir le potentiel et les risques des démarches d’ingénierie écologique
- 11
La sixième crise d’extinction : le diagn...
28minTous les indicateurs globaux sont au rouge : des espèces disparaissent à un rythme très élevé et les abondances de la plupart des organismes, vertébrés et invertébrés, s’effondrent. Les milieux naturels voient leur surface diminuer de plus en plus. En France les tendances sont comparables même si, localement, le rétablissement de la biodiversité est observé dès lors que les pressions qui s’exercent sur elle sont réduites.
Acquis de l’épisode
- Connaître quelques exemples de régression des écosystèmes
- Connaître les indicateurs d’effondrement de la biodiversité
- 12
La sixième crise d’extinction : les caus...
35minLes causes de la sixième crise d’extinction sont identifiées et hiérarchisées par l’IPBES, la plateforme internationale pour la biodiversité équivalente à l’IPCC ou GIEC pour le climat : usage des sols, modification des milieux et surexploitation, changement climatique, pollution, espèces envahissantes.
Acquis de l’épisode :
- Identifier les cinq causes planétaires majeures d’effondrement de la biodiversité
- Comprendre les principaux mécanismes à l’œuvre derrière ces causes
- 13
Conserver la biodiversité
30minDans toutes les régions du globe, la proportion d’espèces menacées d’extinction est très élevée, ce qui appelle partout des politiques de conservation des espèces et des espaces. Un point clé est la taille des populations, les populations locales aux effectifs faibles présentant des risques élevés d’extinction à court terme et prédictibles. Les actions de conservation peuvent être menées in situ ou ex situ. In situ, elles passent par la restauration des écosystèmes dégradés qui repose à la fois sur des stratégies techniques et biologiques.
Acquis de l’épisode :
- Prendre connaissance de la proportion d’espèces menacées en France et dans le monde
- Comprendre les conditions de viabilité d’une population
- Connaître les deux grandes approches de conservation de la biodiversité
- Savoir ce qu’est un écosystème dégradé et comprendre ce que suppose sa restauration
- 14
Le système climat-biodiversité (1)
33minLe réchauffement climatique est en grande partie lié à l’augmentation de la concentration du dioxyde de carbone dans l’atmosphère ; celui-ci tend aussi à stimuler directement la croissance de beaucoup d’espèces végétales. Les changements de températures et de précipitations impactent très sensiblement la production végétale et, secondairement, la teneur en carbone organique des sols, c’est-à-dire la fonction de séquestration du dioxyde de carbone.
Acquis de l’épisode :
- Se familiariser avec le concept de Système Terre
- Connaître l’effet du changement de concentration de l’atmosphère en dioxyde de carbone, des températures et des précipitations sur la production primaire
- Comprendre l’effet du changement climatique sur la teneur en carbone des sols
- 15
Le système climat-biodiversité (2)
31minLe changement climatique modifie la dynamique des organismes vivants de multiples façons, et notamment sur leur distribution géographique à la suite de la remontée vers les hautes latitudes, et vers les altitudes élevées des zones climatiques. D’autres caractéristiques des organismes sont modifiées par le climat et sont susceptibles de rétroagir positivement ou négativement sur le climat.
Acquis de l’épisode :
- Comprendre les principales réponses des organismes au changement climatique et prendre conscience des limites de ces réponses
- Connaître quelques exemples de réponses des organismes et des écosystèmes au changement climatique
- Comprendre par quels mécanismes les changements de biodiversité peuvent rétroagir sur le changement climatique
- 16
Agriculture, agroécologie et biodiversit...
36minLa biodiversité dans les paysages agricoles est impactée négativement par les pratiques intenses de production, par l’homogénéisation des paysages, par l’emploi des pesticides et l’excès de fertilisation. L’agroécologie représente une alternative crédible à l’agriculture intensive conventionnelle : le mélange des variétés, le mélange des espèces cultivées et l’agroforesterie sont des approches productives avérées. Des scénarios existent et démontrent la faisabilité de l’agroécologie.
Acquis de l’épisode :
- Connaître les mécanismes par lesquels l’agriculture intensive impacte négativement la biodiversité
- Se familiariser avec le concept d’agroécologie
- Connaître quelques approches d’agroécologie
- 17
La foresterie écologique
33minPresque toutes les forêts détiennent une part importante, si ce n’est la majorité, de la biodiversité régionale. La biodiversité forestière dépend de celle des arbres, de l’âge de la forêt, du mode d’exploitation. Les forêts représentent un puits de carbone de plus en plus mobilisé dans le cadre de l’atténuation du changement climatique, malgré une baisse progressive d’efficacité.
Acquis de l’épisode :
- Connaître les facteurs qui régissent la biodiversité en forêt et en déduire des principes de gestion écologique
- Comprendre la fonction de séquestration du carbone des forêts et prendre conscience de ses limites
- 18
Ecologie urbaine
37minA priori hostiles à la biodiversité, les territoires urbains peuvent néanmoins accueillir une biodiversité élevée, parfois supérieure à celle des territoires ruraux. Les conditions pour maximiser la biodiversité urbaine sont connues ; elles améliorent également l’ambiance climatique en réduisant l’impact des évènements extrêmes et favorisent un sentiment de bien-être.
Acquis de l’épisode :
- Connaître les facteurs physiques et biologiques qui maximisent la biodiversité en ville
- Prendre conscience de l’efficacité de la végétalisation des villes vis-à-vis du changement climatique
- 19
Biodiversité et santé
33minLa santé humaine est liée à celle des plantes, des animaux et des écosystèmes. La biodiversité délivre de nombreux services écosystémiques. Sa dynamique est liée à celle de l’émergence de maladies d’origine animale (zoonoses).
Acquis de l’épisode :
- Connaître le concept « One health »
- Connaître les services écosystémiques directement liés à la dynamique de la biodiversité
- Comprendre pourquoi la biodiversité est favorable à la santé humaine
- 20
Politiques de la biodiversité
27minLa biodiversité est l’une des dimensions de la dégradation de la viabilité de la Terre. Les trajectoires de développement socio-économique conduisant à cette perte de viabilité ont été identifiées depuis des décennies. De nouvelles visions du développement ont été proposées sans être traduites en actes. Des transformations socio-économiques drastiques sont désormais inévitables.
Acquis de l’épisode :
- Connaître quelques étapes de la prise de conscience de la crise environnementale
- Connaître les concepts de développement durable, de donuts, de transition écologique et de changements transformateurs
L’érosion accélérée de la biodiversité émerge aujourd’hui en tant qu’enjeu planétaire aux conséquences économiques et sociales multiples, au même titre que le réchauffement planétaire. Pourtant, la biodiversité demeure pour beaucoup un objet difficile à appréhender autrement qu’en termes affectifs et sensibles, loin du concret de la vie quotidienne et de la vie politique.
L’ambition de ce cours est de répondre à cette question fondamentale : pourquoi la biodiversité compte, pourquoi représente-t-elle un enjeu
...afficher plusDurée du cours: 20 leçons vidéos (10h)
Catégories: Système terre et bioinspiration
Ce que je vais apprendre dans cette formation
Comprendre les mécanismes de mise en place et de maintien de la biodiversité, prendre conscience des échelles de temps et d’espace impliquées
Connaître l’état actuel de la biodiversité et les tendances possibles dans le futur, ainsi que les facteurs qui les expliquent. Inscrire la problématique de la biodiversité dans celle des limites planétaires et de l’Anthropocène
Maîtriser le caractère fondamentalement systémique de la dynamique de la biodiversité, en particulier de ses interactions avec la dynamique du climat
Connaître les vertus et les limites des métriques de la biodiversité
Comprendre l’impact de la biodiversité sur la qualité de l’environnement et les conditions de vie des humains, en déduire des principes d’action
S’initier aux concepts de services écosystémiques, de solutions fondées sur la nature et d’ingénierie écologique à travers des exemples d’agroécologie, de foresterie écologique, de santé publique et d’écologie urbaine
Savoir relier la problématique de la biodiversité à celle de la transition écologique à travers une réflexion sur le développement économique et les politiques publiques
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Système terre et bioinspiration
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Luc Abbadie est écologue, professeur émérite à Sorbonne Université. Il a mené des recherches sur l'impact de la biodiversité sur les cycles de l'azote et du carbone. Il a été Directeur scientifique adjoint de l'Institut écologie environnement du CNRS, président du Conseil scientifique du Muséum national d’histoire naturelle, et est actuellement vice-président du Conseil scientifique de l’Office français de la biodiversité.
- Professeur émérite à Sorbonne Université où il a enseigné l'écologie générale, l’écologie fonctionnelle, la biogéochimie et l’écologie appliquée.
- Chargé de recherche puis Directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS) dès 1986, affecté au Laboratoire d’Écologie de l’École normale supérieure (ENS) et de l’Université Pierre et Marie Curie (UPMC, actuellement faculté des sciences et ingénierie de Sorbonne Université).
- Il a mené jusqu’à récemment des travaux sur le fonctionnement des écosystèmes herbacés tropicaux, sur l’interface sol-plante, sur le cycle de l’azote et sur la dynamique du carbone dans les sols. Il a aussi lancé plusieurs opérations de recherche en ingénierie écologique et écologie urbaine.
- Responsable scientifique de l’équipe « Ecosystèmes » du laboratoire et de la Station biologique de Foljuif (ENS, Saint-Pierre-lès-Nemours) pour le CNRS, et co-responsable de la Cellule environnement de l’ENS.
- A participé à la mise en place du département Environnement et développement durable du CNRS, devenu depuis Institut écologie environnement, et dont il a été l’un des directeurs scientifiques adjoints de 2006 à 2009.
- A fondé et dirigé le Laboratoire de biogéochimie et écologie des milieux continentaux, puis a fondé l’Institut d’écologie et des sciences de l’environnement de Paris en 2014. Détaché puis nommé professeur, en 2002 et 2007 respectivement, il a co-porté le projet de master « Sciences de l’univers, environnement, écologie » de l’UPMC, et l’a co-dirigé de 2005 à 2008. Dans ce cadre, il a créé et co-dirigé une mention commune avec l’Institut d’études politiques de Paris (Sciences-Po) intitulée « Sciences et politiques de l’environnement ».
- Actif sur les liens entre science et société, il a notamment dirigé le Programme interdisciplinaire de recherche en ingénierie écologique du CNRS de 2007 à 2011. Il a présidé le conseil scientifique du Muséum national d’histoire naturelle de 2015 à 2019, ainsi que celui de l’Office national de l’eau et des milieux aquatiques de sa création à son intégration dans l’Agence française de la biodiversité, devenu l’Office français de la biodiversité où il assure actuellement la vice-présidence du conseil scientifique.
- Membre du bureau du GREC francilien (Groupe de recherche et d’expertise sur le climat et la transition écologique en Île-de-France) qu’il a contribué à créer en 2021.
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