150° anniversaire de l’origine des espèces Darwin, l’écologie ou l’évolution des idées sur…l’évolution
En
1866, 7 ans après la publication de l’Origine des
espèces, Ernst Haeckel, un biologiste allemand, ardent
défenseur de l’évolution des espèces, athée et convaincu des
progrès que la science pouvait apporter, baptise ce qui
n’est encore qu’une science naissante : l’écologie.
Il en donne une première définition : « Par
écologie nous entendons la totalité de la science des
relations de l’organisme avec son environnement comprenant
au sens large toutes les conditions d’existence » [1].
L’écologie
naissante se donne comme objet d’étude scientifique
l’ensemble des relations que les êtres vivants établissent
entre eux et avec leur environnement, en y incluant les
activités humaines. L’entreprise est gigantesque et dépasse
alors largement les possibilités techniques, scientifiques
de l’époque. Mais Haeckel affirme ainsi la nécessité d’une
science faisant la synthèse de toutes les connaissances sur
la nature, reposant sur une conception philosophique
matérialiste du monde naturel. Il s’inscrit pour cela
complètement dans la continuité du bouleversement que la
théorie de l’évolution des espèces de Charles Darwin a
provoqué dans la conception du monde vivant.
L’écologie comme la théorie de Darwin
répondent ainsi, au même moment, à la même préoccupation,
celle d’étudier, de décrire le monde naturel non comme une
juxtaposition d’êtres vivants mais comme un ensemble
cohérent produit d’une histoire. Dès le début du XIXème
siècle, Alexandre Von Humboldt, un naturaliste
allemand, qui a entrepris un voyage d’exploration
scientifique en Amérique du Sud, écrit à un ami « il me faut
explorer l’unité de la nature »[2].
Et c’est bien de cela qu’il s’agit, appréhender la nature
comme un tout incluant la Terre et l’ensemble des êtres
vivants y compris les sociétés humaines pour en étudier
scientifiquement les interactions, l’évolution, la
dynamique.
Cette
révolution dans la conception de la nature ouverte par la
théorie de l’évolution et par le développement de l’écologie
s’inscrit plus généralement dans les bouleversements
intellectuels provoqués par le développement du capitalisme,
à la fois du fait de toutes les nouvelles connaissances
scientifiques et techniques qu’il permet, mais aussi du fait
des interrogations qu’il fait naître sur l’impact des
activités humaines sur l’environnement, et sur la nécessité
de retrouver l’unité perdue entre l’homme et la nature.
L’écologie,
la science des interactions entre les êtres vivants et
leur environnement
Dès
son origine, l’écologie s’est développée comme une science
de synthèse visant, en pleine révolution industrielle, à
intégrer toutes les découvertes récentes des sciences
naturelles en y incluant les activités humaines.
Au
cours du XVIIIème et au début du XIXème
siècle, les grandes puissances maritimes multiplient les
expéditions à travers le monde pour développer le commerce
maritime avec d'autres pays,
découvrir de nouvelles ressources naturelles et en faire
l'inventaire. Au-delà du gigantesque travail de répertorier
toutes les nouvelles espèces découvertes naît la volonté de
comprendre comment les plantes et les animaux se
répartissent à la surface de la
Terre. Alexandre von Humboldt, véritable précurseur
de l’exploration scientifique, entreprend le premier
d’étudier les relations entre l’environnement et les
organismes au cours d’un long voyage en Amérique du Sud. Il
met en évidence les relations existantes entre les espèces
végétales observées et les climats, décrivant ainsi la
répartition de la végétation selon l’altitude ou la latitude. Humboldt
invente ainsi la biogéographie, l’étude de la distribution
géographique des plantes, ouvrant la voie aux mêmes études
sur les animaux.
C’est
aussi, en partie, à partir de l’étude des particularités de
cette distribution des plantes et des animaux que Charles
Darwin a découvert les lois de l’évolution. Dans l’Origine
des espèces, il décrit les mécanismes de l’évolution
de la vie pour finalement expliquer comment la multitude et
la diversité des espèces s’est mise en place progressivement
au cours du temps, sous la pression de l’environnement.
C’est cette histoire qui explique la répartition
géographique des espèces. L’évolution naît de l’action de
l’environnement sur les populations d’individus présentant
tous de légères variations, favorisant tels individus et ses
caractéristiques par rapport à tels environnements.
Si
Humboldt a ouvert l’étude de la répartition des êtres
vivants à l’échelle de la planète, Darwin a donné
l’explication de cette répartition par l’histoire,
l’évolution des espèces.
C’est
sur la base de cette étude géographique et historique des
êtres vivants que peut apparaître l’idée que la nature est
un réseau complexe d’interactions entre les organismes
vivants et leur environnement, et naître la science qui se
donne pour objet l’étude de ses interactions.
Mais
avant de pouvoir réaliser une synthèse de ces interactions à
l’échelle de l’ensemble de la planète et du monde vivant, il
a fallu près d’un siècle d’accumulation de faits,
d’observations, à travers l’étude d’exemples concrets. Ainsi
les premières études écologiques qui concernent souvent des
exemples très limités, le plus souvent pour répondre à des
besoins liés au développement de l’agriculture, vont
permettre de dégager les principaux concepts de l’écologie
moderne.
Ainsi
en 1877, Karl Moebius, pour développer l’ostréiculture,
réalise une des premières études « écologiques »
concrète d’un milieu, montrant qu’un banc d’huîtres est une
« communauté d’êtres vivants », d’espècesqui
« trouvent à cet endroit précis toutes les conditions de
leur naissance et de leur conservation, et (…) favorables
à leur évolution ».
Des
études concrètes se multiplient qui ne s’intéressent pas à
une espèce isolée mais à une communauté d’espèces en
relation avec son milieu. Certains scientifiques étudient
les lacs, d’autres les océans, ou les grandes prairies de
l’Ouest américain ou de la Sibérie. Tous montrent à quel point
ces communautés d’êtres vivants sont adaptées à leur milieu
et évoluent avec lui.
Aux
Etats Unis alors que la surface de terres agricoles passe de
5,5 millions d’acres en 1880 à 18,4 millions en 1900, Henry
Cowles est chargé d’étudier les peuplements des grandes
prairies pour mettre en place une agriculture adaptée à ce
milieu. Il montre que les communautés végétales d’une région
évoluent progressivement par l’arrivée successive de
nouvelles plantes, se développant dans le temps jusqu’à
atteindre un état d’équilibre dynamique.
Dans
les années 1920-30, d’autres études s’intéressent aux
relations alimentaires. Charles Elton étudie les chaînes
alimentaires qui s’établissent dans les communautés
vivantes : des végétaux sont mangés par des animaux
herbivores eux mêmes mangés par des animaux carnivores.
Végétaux, herbivores et carnivores doivent rester dans les
bonnes proportions pour que l’ensemble trouve un équilibre
stable : il y a beaucoup de végétaux pour nourrir quelques
herbivores mangés par encore moins de carnivores !
Pour
comprendre ces équilibres dynamiques, certains scientifiques
essaient de les quantifier en termes d’énergie. En 1926,
toujours dans le cadre de l’explosion de l’agriculture
intensive aux Etats-Unis, Transeau est le premier à calculer
le rendement d’un champ de maïs, il mesure l’énergie solaire
reçue par le champ et la compare à l’énergie contenue dans
le maïs au bout d’un an de développement.
Tous
ces travaux reposent sur l’étude d’un milieu de vie
particulier, l’écosystème. Chacun de ces écosystèmes
comporte une communauté d’êtres vivants et son environnement
physique. Dans ces écosystèmes, les plantes captent et
convertissent l’énergie du Soleil en matière vivante, puis
cette énergie se transmet tout au long de la chaîne
alimentaire par l’intermédiaire des herbivores et des
carnivores avant de retourner dans l’environnement sous
l’action des décomposeurs. C’est le rayonnement solaire qui
est le moteur de la dynamique des écosystèmes, théâtre d’un
cycle de transfert d’énergie et de matière.
De
la théorie de l’évolution de Darwin à une conception
globale de l’évolution de la biosphère
Toutes
ces études écologiques particulières ont contribué à
enrichir la théorie de l’évolution, en permettant une
meilleure compréhension de la logique interne des relations
qui s’établissent entre les êtres vivants et leurs
environnements. D’ailleurs Darwin lui-même a apporté sa
contribution au progrès de cette compréhension des rapports
qui unissent les êtres vivants et leur milieu. En 1881, il
publie son dernier livre La formation des terres
végétales par l’action des vers de terre. C’est
l’aboutissement d’un travail patient et méticuleux entrepris
depuis 1837, à partir d’observations de terrain,
d’expérimentations, d’une enquête internationale menée grâce
à son réseau de correspondants. Darwin aboutit à une
conclusion originale à l’époque, il démontre en effet que
l’action des vers de terre qui semblait alors à bien des
scientifiques dérisoires, est en réalité fondamentale dans
la décomposition des débris végétaux et donc dans la
formation de l’humus des sols qui leur donne leur fertilité.
Les êtres vivants ne font pas que s’adapter à leur milieu,
avec de petites actions inlassablement répétées ils sont
aussi capables de le transformer profondément à l’échelle
géologique.
Autant
études écologiques qui ont permis de mieux comprendre la
complexité des interrelations entre pression de
l’environnement et adaptation des espèces qui sont à la base
des mécanismes de l’évolution décrits par Darwin.
Plus
généralement les progrès de la science ont apporté des
éléments de réponse à certains des problèmes que la théorie
de Darwin avait laissé en suspend. Le principal concerne la
question de l’hérédité, c’est-à-dire à la fois l’origine de
la variabilité des individus au sein d’une même espèce, et
la transmission des caractères héréditaires d’une génération
à l’autre.
Les
développements de la génétique depuis la fin du XIXème
avec la découverte des lois de l’hérédité, l’existence des
mutations, puis l’étude de leur support matériel avec la
découverte des chromosomes, de l’ADN jusqu’au décryptage
actuel des génomes de plantes, d’animaux et même de l’homme
ont permis de comprendre ces mécanismes de l’hérédité
inconnus à l’époque de Darwin. Les scientifiques ont ainsi
pu étudier comment une mutation peut faire apparaître un
caractère nouveau, comment une telle innovation, si elle
présente un avantage, peut se transmettre de génération en
génération et se répandre à l’échelle d’une population
d’êtres vivants. Cette génétique des populations a été à la
base d’une évolution de la théorie de l’évolution de Darwin
vers une version modernisée : la théorie synthétique de
l’évolution qui permet aujourd’hui d’expliquer l’adaptation
des espèces à des environnements eux-mêmes en perpétuelle
transformation.
Les
progrès de la biologie moléculaire et de l’étude du contrôle
du développement embryonnaire ont permis aussi d’envisager
cette évolution à une échelle plus vaste, celle de
l’apparition de la vie, celle aussi de l’émergence des
grands plans d’organisations des êtres vivants. Même si tous
les problèmes sont loin d’être résolus, la théorie de
l’évolution est aujourd’hui le cadre théorique dans lequel
s’inscrit l’étude de l’évolution des êtres vivants à
l’échelle de la planète et en essayant de remonter jusqu’à
son origine, l’émergence de la vie à partir de la matière
minérale.
Ecologie
et théorie de l’évolution se rejoignent dans cette volonté
d’avoir une compréhension globale de la biodiversité
actuelle à l’échelle de l’histoire de la Terre.
L’idée
n’est pas nouvelle, elle est présente depuis le début du XIXème
siècle avec les travaux de Humboldt, de Haeckel et elle a
été théorisée dans les années 20 en URSS
par un biologiste russe Vernadsky. En 1926, Vernadsky
propose de faire la synthèse de toutes les études
écologiques particulières pour définir une conception
globale et dynamique de la
Terre. Ce n’est pas
tel ou tel écosystème particulier qu’il faut considérer mais
l’ensemble de la surface de la Terre où existent des êtres
vivants qu’il appelle la
Biosphère. Pour
lui, c’est la : « région unique de l’écorce terrestre
occupée par la vie (qui) n’est pas elle-même un phénomène
extérieur ou accidentel à la surface terrestre. Elle est
liée d’un lien étroit à la structure de l’écorce
terrestre, fait partie de son mécanisme… » [3].
Vernadsky défend la nécessité d’une approche globale pour
comprendre la biosphère, sa machinerie climatique, les
grands cycles chimiques qui la traversent, la diversité de
la vie qu’elle porte.
Cette
étude globale de la biosphère n’a été rendue possible que
depuis très peu de temps du fait des progrès des moyens
techniques mis à la disposition des scientifiques, avec les
réseaux de satellites, le développement des ordinateurs.
Elle a permis de repenser l’évolution du vivant à une
échelle globale.
Jusque
là les scientifiques, sur la base de la théorie de
l’évolution, avaient surtout étudié comment les êtres
vivants s’adaptent aux conditions de leurs milieux. Mais à
l’échelle de la biosphère, il s’agit aussi maintenant
d’étudier comment la vie a façonné la Terre pour en faire
une planète unique dans un jeu complexe d’interactions entre
les êtres vivants et leur environnement.
Ces
études ont permis de comprendre que c’est dans le cadre de
conditions particulières, très différents de celles que nous
connaissons actuellement, que la vie est apparue sur Terre
il y a 4,6 milliards d’années. Comprendre que c’est le
développement même de la vie qui a complètement bouleversé
la surface de la Terre créant des conditions nouvelles pour
une explosion évolutive des espèces vivantes animales comme
végétales. C’est ainsi « l’invention » par des algues
microscopiques de la photosynthèse, c’est-à-dire la synthèse
de matière organique à partir du gaz carbonique grâce à
l’énergie du Soleil, qui est à l’origine de l’oxygène
atmosphérique que nous respirons.
Les
êtres vivants ne se sont pas contentés de s’adapter aux
conditions qu’ils ont trouvé, ils sont en partie eux mêmes
la cause des modifications constantes de ces conditions. La
biosphère repose sur un ensemble de relations extrêmement
complexes, de cycles biochimiques, d’équilibres dynamiques
qui se sont construits à travers une longue évolution de la
vie en interaction avec celle de la
Terre. Au cours de
cette histoire, ces équilibres ont été plusieurs fois
modifiés, entraînant de grands bouleversements de la faune
et de la flore, jusqu’à l’émergence de nouveaux équilibres
plus ou moins stables.
L’écologie
essaie de comprendre l’ensemble du fonctionnement de la planète Terre,
l’ensemble des équilibres dynamiques qui en font une planète
vivante. Et ces équilibres dynamiques ne peuvent se
comprendre qu’à travers l’histoire de leur mise en place,
c’est-à-dire l’évolution de la vie qui est en réalité
l’histoire de l’évolution de la Terre dans son ensemble.
L’étroite imbrication de l’évolution de la vie, des grands
cycles de matière, des transformations géologiques comme de
celles du climat qui contribuent tous à la régulation de
l’environnement terrestre conduit certains scientifiques à
parler, avec une certaine poésie, de la Terre comme d’un
« être vivant » à part entière qu’ils appellent Gaia.
Des
interrogations actuelles… sur l’impact des sociétés
humaines sur l’avenir de la biosphère
C’est
dans ce nouveau cadre, celui de la Terre et de son histoire,
que les scientifiques étudient l’évolution et la dynamique
actuelle de cette biosphère. Mais malgré les progrès de ces
dernières décennies, cette étude globale reste encore un
vaste chantier du fait même de la complexité de l’ensemble
des interactions en jeu.
Il
reste extrêmement complexe de décrire dans le détail les
interactions qui agissent au sein de cette biosphère entre
l’environnement et les êtres vivants. Les scientifiques
veulent comprendre aujourd’hui à l’échelle de la planète et
des temps géologiques comment les changements de
l’environnement ont une influence sur l’évolution des êtres
vivants, mais aussi en quoi l’évolution même de la vie qui
suit aussi sa logique propre agit et transforme les
caractéristiques de l’environnement. Ils cherchent ainsi à
comprendre comment la Terre est devenue un système intégré
reposant sur des équilibres dynamiques instables.
Ces interrogations sont d’autant plus
importantes que l’écologie, « la plus humaine des
sciences de la nature »[4], se
doit d’intégrer dans cette étude de la biosphère l’homme,
produit de l’évolution du monde naturel et donc intégrer
l’activité des sociétés humaines dont l’impact n’a fait que
grandir au cours de l’histoire. L’homme est aujourd’hui
devenu un « facteur géologique » déterminant à cause
de l’ampleur et de la rapidité de son intervention dans les
grands cycles de la nature.
L’un
des premiers bouleversements importants induit par les
civilisations humaines, c’est la révolution néolithique qui
a transformé les hommes, jusque-là chasseurs cueilleurs en
éleveurs et agriculteurs. L’agriculture a entraîné
l’apparition de nouvelles espèces de plantes modifiées par
rapport aux espèces sauvages. Les cycles de matière et
d’énergie dans un champ n’ont plus rien à voir avec ceux
d’une prairie ou d’une forêt. L’homme perturbe des cycles
qu’il doit refermer par la mise en jachère ou l’utilisation
d’engrais. Au cours des siècles les hommes ont rasé des
forêts, retourné le sol, asséché des marais, mais la
révolution introduite par la grande industrie a transformé
l’ampleur de ses transformations. L’expansion du système
capitaliste en l’espace d’un siècle a rendu ce problème plus
aigu que toute l’histoire de l’humanité ne l’avait fait
auparavant. Ce n’est d’ailleurs pas tant l’industrialisation
qui en est la cause, que la course au profit qui fait que
toute l’activité économique humaine est soumise à la
concurrence, à la course à la productivité, à la rentabilité
à court terme.
Cette
prise en compte très récente dans les études scientifiques
globales de la biosphère de l’impact de l’activité humaine,
renvoie aux interrogations des fondateurs de l’écologie, à
la préoccupation de Humboldt, Haeckel ou Vernadsky de
travailler à une compréhension scientifique, matérialiste,
de la nature prise comme un tout incluant les sociétés
humaines et leurs activités. La question demeure pour les
hommes de savoir comment maîtriser leur propre histoire au
sein d’un environnement naturel dont ils sont partie
intégrante et dont ils sont devenus un facteur déterminant
de déséquilibre catastrophique.
Cette
maîtrise, c'est-à-dire la mise des connaissances de
l’écologie au service du développement harmonieux de
l’humanité avec la nature, suppose une révolution sociale et
politique pour en finir avec l’anarchie de l’économie de
marché et la concurrence afin de pouvoir planifier
rationnellement la production et les échanges pour
satisfaire aux besoins de l’humanité et de la planète, le
socialisme.
Bruno Bajou
[1] - JP Deléage, Une
histoire de l’écologie, Point science, Seuil, 1994
[2] - idem
[4] - JP Deléage, Une histoire de
l’écologie