L’écologie, ou écologie scientifiqueLe terme « écologie scientifique » permet de distinguer cette discipline scientifique de l'écologie politique., est une science qui étudie les interactions des êtres vivants entre eux et avec leur milieu. L'ensemble des êtres vivants, de leur milieu de vie et des relations qu'ils entretiennent forme un écosystème. L'écologie fait partie intégrante de la discipline plus vaste qu'est la science de l'environnement (ou science environnementale).
Une définition généralement admise, particulièrement utilisée en écologie humaine, admet l'écologie comme étant ; l'environnement est ..
Le terme « écologiste » peut désigner un scientifique spécialisé dans l'étude de l'écologieDictionnaire de l’Académie françaiseCentre national de ressources textuelles et lexicales, un adepte de l’écologisme, ou un partisan de l’écologie politique. Le terme « écologue » désigne plus spécifiquement un spécialiste de l'écologie, qu'il soit chercheur, biologiste ou ingénieur, et aurait été inventé, dans les années 1980, pour distinguer les scientifiques des militants..
Définition Le terme écologie est construit sur le grec , « maison, habitat », et , « discours, étude » : c'est la science de l'habitat. Il fut créé en 1866 par Ernst Haeckel, biologiste darwiniste. Dans son ouvrage Morphologie générale des organismes, il désignait par ce terme ..
Dans le champ scientifique, le terme « écologie » désigne la science qui a pour objet l'étude des relations des êtres vivants (animaux, végétaux, micro-organismes, etc.) entre eux ainsi qu'avec leur habitat ou l’environnement dans son ensemble« écologie », Larousse en ligne.. Ces interactions déterminent la distribution et l'abondance des organismes vivants sur Terre. Ainsi, en science, l'écologie est souvent classée dans le champ de la biologie. Elle étudie deux grands ensembles : celui des êtres vivants (biocénose) et le milieu physique (biotope), le tout formant l'écosystème.
Ce terme d'écosystème, contraction de l'expression « système écologique », renvoie à la théorie des systèmes et permet de placer l'écologie dans un contexte plus général. Elle peut alors être définie comme étant la science des écosystèmes, l'écosystème étant une unité d'appréhension de la nature. On étudie les écosystèmes à l'aide d'un « macroscope », selon l'expression imagée de Howard T. OdumExpression reprise par Joël de Rosnay dans le titre d'un ouvrage éponyme..
Une conception plus restreinte définit l'écologie comme l'étude des flux de matière et d'énergie (réseaux trophiques) dans un écosystème , Ecology, , éd., 2001..
Perspective historique
Le concept d'écologie apparaît en 1859 dans le préambule de De l'origine des espèces de Charles Darwin, sous le nom d'« économie de la nature ». Il y décrit les relations entre les prairies de trèfles, pollinisés par les bourdons, et les chats qui mangent les mulots qui eux-mêmes délogent les bourdons de leurs terriers.. Le terme « écologie », en tant que tel, apparaît pour la première fois en 1866, sous la plume d'Ernst Haeckel., dans l'ouvrage Morphologie générale des organismes ; il la définit en ces termes : . Cette science est plus tard introduite en France par les géographes de l'école des Annales de géographie, notamment Paul Vidal de La Blache. Cette revue est le siège d'une collaboration entre des géographes et des botanistes comme Gaston Bonnier, notamment pour la flore alpine.. Plus spécifiquement, le terme « écologie » semble être utilisé pour la première fois en français vers 1874.
Certains historiens considèrent que le terme d'« écologie » peut être employé pour désigner des systèmes de pensée antérieurs à l'apparition du mot. D'après eux, les premiers discours à caractère écologique seraient le produit direct du siècle des Lumières et de la remise en question de certains préjugés religieux concernant la relation humain-nature..
Disciplines de l'écologie par niveau d'organisation En tant que science biologique, l'écologie est fortement liée à d'autres branches de la biologie, principalement la génétique des populations, la physiologie, l'éthologie et les sciences de l'évolution. Mais elle est également en lien avec la géologie, pour l'étude de l'environnement abiotique, notamment la pédologie (l'étude des sols) et la climatologie, ainsi que la géographie humaine et physique.
Il existe en biologie divers niveaux d'organisation : biologie moléculaire, cellulaire, des organismes (au niveau individu et organisme), des populations, des communautés, des écosystèmes et de la biosphère. L'écologie est une science holistique, elle étudie non seulement chaque élément dans ses rapports avec les autres éléments, mais aussi l'évolution de ces rapports selon les modifications que subit le milieu, les populations animales et végétales. Chaque niveau d'organisation apporte des propriétés émergentes, liées aux interactions entre ces composantes.
Les niveaux d'organisation et les sous-disciplines qui s'y rattachent sont : l'écophysiologie, qui étudie les relations entre un processus physiologique et les facteurs environnementaux ; l'auto-écologie (ou autécologie), qui étudie les relations entre un type d'organisme et l'environnement ; l'écologie des populations (ou démécologie), qui étudie les relations entre une population d'individus d'une même espèce et son habitat ; la synécologie, ou écologie des communautés, qui étudie les écosystèmes ; l'écologie des paysages, qui étudie des ensembles d'écosystèmes ; l'écologie globale, qui étudie l'écologie à l'échelle de l'écosphère ou biosphère (totalité des milieux occupés par des êtres vivants).
Elles sont détaillées ci-dessous, de l'échelle la plus précise à la plus large.
Point de vue de l'organisme : autécologie Les organismes sont soumis à des pressions constantes qui sont autant de facteurs limitant leur croissance et leur reproduction. Ces facteurs sont classés en deux catégories selon leur origine.
Facteurs abiotiques Dans l'approche classique, l'environnement physico-chimique, qui forme le biotope, exerce des pressions sur les espèces, qui forment la biocénose ; cette influence prend la forme de facteurs abiotiques qui sont : l'eau, élément indispensable à la fois à la vie et, parfois, au milieu de vie ; l'air, qui fournit le dioxygène et le dioxyde de carbone aux espèces vivantes et permet la dissémination du pollen et des spores ; le sol, à la fois source de nutriment et support de développement ; la température, qui ne doit pas dépasser certains extrêmes, même si les marges de tolérance sont importantes chez certaines espèces ; la lumière, qui permet la photosynthèse.
Facteurs biotiques La biocénose se caractérise par des facteurs écologiques biotiques de deux types : les relations intraspécifiques, qui s'établissent entre individus de la même espèce formant une population. Il s'agit de phénomènes de coopération ou de compétition, avec partage du territoire, et parfois organisation en société hiérarchisée ; les relations interspécifiques, qu'un individu entretient avec les autres espèces (comme proie, prédateur ou dans le partage des ressources à sa disposition).
Niche écologique La tolérance face à ces facteurs permet de définir la niche écologique d'une espèce, c'est-à-dire sa place dans l'écosystème caractérisée par son habitat (ou ses habitats utilisés à différents escients : parade, élevage des jeunes, hivernage…) et sa place dans les réseaux alimentaires. Certains chercheurs nomment ces caractéristiques les traits d'histoire de vie. Selon le principe de l'exclusion compétitive, deux espèces ne peuvent pas partager une niche écologique identique, en raison de leur compétition : l'espèce la mieux adaptée finira par supplanter l'autre.
Point de vue des populations : démécologie
Ce sont les relations intraspécifiques qui font que l'on passe d'un ensemble d'individus isolés pour s'intéresser à une population. Dans la majorité des cas, les individus d'une même espèce éprouvent une répulsion face à des congénères, ils se répartissent dans des territoires distincts. Pourtant, pour se reproduire, un individu femelle et un individu mâle doivent obligatoirement se rencontrer, dans le cas des espèces sexuées. Dans d'autres cas, les individus vivent regroupés, s’il n'existe aucun lien particulier entre les individus qui réagissent simplement aux mêmes facteurs de l'environnement, ce n'est qu'une foule, la vie sociale commence quand il existe des interactions particulières entre ces individus. Certaines espèces d'insectes sont qualifiées d'eusociales quand il y a des différences physiologiques et morphologiques entre les individus d'une même société ; c'est le cas des fourmis, des abeilles ou des termites. À l'instar des individus, une population naît, croît, répond aux conditions de l'environnement et s'adapte. Elle peut mourir, si tous ses individus meurent ou si elle n'a plus d'individus reproducteurs.
La biologie des populations étudie la structure et les variations des populations. Des modèles mathématiques ont été développés pour décrire ces variations au cours du temps, rassemblés sous l'appellation dynamique des populations.
Échelle intermédiaire : communautés L'écologie des communautés est l'étude des interactions au sein de collections d'espèces présentes dans une même aire géographique. Plusieurs espèces différentes peuvent partager des traits fonctionnels communs, leurs populations au sein d'un écosystème formant alors une communauté fonctionnelle.
Point de vue des écosystèmes : synécologie
Le premier principe de l'écologie est que chaque être vivant est en relation continue avec tout ce qui constitue son environnement. On parle d'écosystème pour caractériser une interaction durable entre des organismes et un milieu.
L'écosystème est analytiquement différencié en deux ensembles qui interagissent : la biocénose, composée de l'ensemble des êtres vivants ; le milieu (dit biotope).
Au sein de l'écosystème, les espèces ont entre elles des liens de dépendance, dont alimentaire. Elles échangent, entre elles et avec le milieu qu'elles modifient, de l'énergie et de la matière. La nécromasse en est un des éléments.
La notion d'écosystème est théorique : elle est multiscalaire (multi-échelle), c’est-à-dire qu'elle peut s'appliquer à des portions de dimensions variables de la biosphère, par exemple un étang, une prairie, ou un arbre mort. Une unité de taille inférieure est appelée un microécosystème. Il peut, par exemple, s'agir des espèces qui ont colonisé une pierre immergée. Un mésoécosystème pourrait être une forêt, et un macro-écosystème, une région et son bassin versant.
Les écosystèmes sont souvent classés par référence aux biotopes concernés. On parlera : d'écosystèmes continentaux (ou terrestres), tels que les écosystèmes forestiers (forêts), les écosystèmes prairiaux (prairies, steppes, savanes), les agro-écosystèmes (systèmes agricoles) ; d'écosystèmes des eaux continentales, pour les écosystèmes lacustre ou palustre (lacs, étangs) ou écosystèmes lotiques (rivières, fleuves) ; d'écosystèmes océaniques (les mers, les océans).
Une autre classification peut se faire par référence à la biocénose (par exemple, on parle d'écosystème forestier, ou d'écosystème humain).
Relations entre les êtres vivants Les relations interspécifiques, c'est-à-dire celles entre espèces différentes, sont nombreuses et décrites en fonction de leur effet bénéfique, délétère ou neutre : +Interaction entre deux individusbénéfiqueneutrenéfastebénéfiqueMutualisme ou SymbioseCommensalismePrédationneutreCommensalismeIndifférenceAmensalismenéfasteParasitismeAmensalismeCompétition
La relation qui a été la plus étudiée est la prédation (manger ou être mangé), qui conduit à la notion essentielle en écologie de chaîne alimentaire ; par exemple, l'herbe est consommée par l'herbivore, lui-même consommé par un carnivore, lui-même consommé par un carnivore de plus grosse taille.
Relations trophiques