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La distribution de la biomasse sur Terre

La distribution de la biomasse sur Terre

La composition de la biosphère est une question fondamentale en biologie, mais il manque encore un compte rendu quantitatif global de la biomasse de chaque taxon (entité conceptuelle qui est censée regrouper tous les organismes vivants possédant en commun certains caractères taxinomiques ou diagnostiques bien définis).

Voici un recensement de la biomasse de tous les royaumes de la vie, publié par PNAS. Cette analyse fournit une vue d’ensemble de la composition de la biosphère et permet d’observer des tendances générales sur les catégories taxonomiques, les lieux géographiques et les modes trophiques.

L’un des efforts les plus fondamentaux en biologie est de décrire la composition du monde vivant. Des siècles de recherche ont donné une image de plus en plus détaillée des espèces qui peuplent notre planète et de leurs rôles respectifs dans les écosystèmes mondiaux. Dans la description d’un système complexe comme la biosphère, il est essentiel de quantifier l’abondance des composantes individuelles du système (c’est-à-dire les espèces, les groupes taxonomiques plus larges). Une description quantitative de la distribution de la biomasse est essentielle pour faire le point sur le carbone  et modéliser les cycles biogéochimiques globaux, ainsi que pour comprendre les effets historiques et les impacts futurs des activités humaines.

Les efforts antérieurs pour estimer la biomasse mondiale se sont surtout concentrés sur les plantes. Parallèlement, un rôle dominant pour la biomasse procaryote a été préconisé dans un article historique de Whitman et intitulé « Prokaryotes : La majorité invisible. »

De nouvelles techniques d’échantillonnage et de détection permettent de revoir cette affirmation. De même, pour d’autres taxons, comme les poissons, les récentes campagnes mondiales d’échantillonnage ont donné lieu à des estimations actualisées, qui diffèrent souvent d’un ordre de grandeur ou plus des estimations précédentes. Pour des groupes tels que les arthropodes, les estimations mondiales font toujours défaut.

Tous les efforts ci-dessus sont axés sur un seul taxon. Il n’y a eu que deux tentatives connues de comptabilité complète de toutes les composantes de la biomasse sur Terre : Whittaker et Likens ont fait un effort remarquable au début des années 1970, notant même alors que leur étude était « destinée à une obsolescence précoce ». Elle ne comprenait pas, par exemple, la biomasse bactérienne ou fongique.
L’autre tentative, de Smil, a été incluse comme sous-section d’un livre destiné à un large public. Son travail détaille les valeurs caractéristiques de la biomasse de différents taxons dans de nombreux environnements. Enfin, Wikipedia sert de plate-forme très efficace pour rendre accessible une gamme d’estimations sur les énergies, et l’écologie de divers taxons (mais ne donne pas actuellement une vue d’ensemble ou intégrée).

Au cours de la dernière décennie, plusieurs progrès technologiques et scientifiques majeurs ont permis d’améliorer le bilan quantitatif de la biomasse sur Terre. Le séquençage de la prochaine génération a permis d’avoir une vision plus détaillée et indépendante de la culture de la composition des communautés naturelles en fonction de l’abondance relative des génomes. De meilleurs outils de télédétection permettent de sonder l’environnement à l’échelle mondiale avec une résolution et une spécificité sans précédent. L’expédition Tara Oceans fait partie des récents efforts d’échantillonnage à l’échelle mondiale qui élargissent la vision et la couverture. Les efforts continentaux de contrepartie, comme le Réseau national d’observatoires écologiques en Amérique du Nord, ajoutent des détails plus finement résolus et spécifiques au continent, ce qui permet d’obtenir des descriptions plus solides des habitats naturels.

Voici des estimations de la biomasse pour chacun des principaux groupes taxonomiques qui contribuent à la distribution mondiale de la biomasse. L’analyse (décrite en détail ici) est fondée sur des centaines d’études, y compris des études récentes qui ont renversé des estimations antérieures pour de nombreux taxons (p. ex. poissons, procaryotes de subsurface, eucaryotes marins, faune du sol).

La première biomasse la plus importante : les plantes, puis les bactéries et le reste sont les champignons, les insectes, les mammifères, les protistes (microorganisme eucaryote), les animaux et les virus.

Dans l’analyse des niveaux trophiques, la biomasse des producteurs primaires sur terre est beaucoup plus importante que celle des consommateurs primaires et secondaires. En revanche, dans les océans, des producteurs primaires soutiennent la biomasse des consommateurs, ce qui se traduit par une distribution inversée de la biomasse. De telles distributions inversées de biomasse peuvent se produire lorsque les producteurs primaires ont un renouvellement rapide de la biomasse, alors que la biomasse des consommateurs tourne beaucoup plus lentement [quelques années dans le cas des poissons mésopélagiques ]. Ainsi, le stock permanent des consommateurs est plus important, même si la productivité des producteurs est nécessairement plus élevée. Les rapports précédents ont observé des pyramides de biomasse inversées dans les milieux marins locaux. Une autre étude a noté un rapport inversé entre les consommateurs et les producteurs pour la biomasse planctonique mondiale (16). Cette analyse suggère que ces observations sont vraies lorsqu’on examine la biomasse mondiale de tous les producteurs et consommateurs dans le milieu marin.

Voici la répartition chiffrée :

L’étude ne parle pas spécifiquement des enjeux d’un déséquilibre à cause de l’état écologique de notre planète : du fait que les études de la biomasse n’est pas comparable sur une assez longue période.

Si vous êtes motivés, le rapport complet est ici.

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