Pourquoi ne connaît-on que 20 % du vivant ?

Romain Garrouste, Chercheur à l’Institut de systématique, évolution, biodiversité (ISYEB), Muséum national d’histoire naturelle (MNHN), Philippe Grandcolas, Directeur de recherche CNRS, systématicien, directeur de l’Institut de systématique, évolution, biodiversité (ISYEB), Muséum national d’histoire naturelle (MNHN), and Tony Robillard, Maître de conférences à l’Institut de systématique, évolution, biodiversité (ISYEB), Muséum national d’histoire naturelle (MNHN)
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<span class="caption">Dans une galerie d’un muséum d’histoire naturelle. </span> <span class="attribution"><a class="link rapid-noclick-resp" href="https://www.flickr.com/photos/76283035@N00/2540634421" rel="nofollow noopener" target="_blank" data-ylk="slk:Dom Dada/Flickr">Dom Dada/Flickr</a>, <a class="link rapid-noclick-resp" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/" rel="nofollow noopener" target="_blank" data-ylk="slk:CC BY-NC-ND">CC BY-NC-ND</a></span>
Dans une galerie d’un muséum d’histoire naturelle. Dom Dada/Flickr, CC BY-NC-ND

Les chiffres donnent le vertige : 2 millions d’espèces vivantes décrites par la science mais 8 millions (au moins) toujours inconnues ; soit, au total, plus de 10 millions d’espèces à la surface du globe. Ces 20 % « identifiés » de la biodiversité permettent-ils vraiment de connaître notre planète et son fonctionnement ? Dans les grandes lignes peut-être, mais au regard des enjeux considérables du quotidien – pathogènes, exotiques envahissantes, ennemis des cultures, etc. –, et du futur des écosystèmes en questionnement, est-ce suffisant ?

Et encore, ce constat ne concerne ici que des espèces actuelles ; or ce sont mille à dix mille fois plus qui ont existé au cours des temps géologiques et ne sont aujourd’hui connues qu’à travers un nombre très limité de fossiles ! Nous en avons pourtant aussi besoin pour comprendre l’immense biodiversité qu’abrite la Terre.

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C’est le travail des sciences de la taxonomie et de la systématique que de nommer, décrire ces espèces et d’organiser les systèmes de classification. En effet, donner des noms aux organismes permet tout simplement de partager l’information à leur sujet de manière rigoureuse en les identifiant et en les positionnant les unes par rapport aux autres.

Qu’il s’agisse de lutter contre une espèce pathogène, d’en protéger une autre contribuant au fonctionnement des écosystèmes ou encore de sélectionner une plante pour son jardin, nous avons besoin de nommer les espèces. Consommer un champignon toxique constitue ainsi une erreur taxonomique potentiellement fatale…

Nommer, décrire et classer le vivant

Depuis la fondation de ces sciences – systématique et taxonomie –, notamment par le naturaliste suédois Karl Von Linné en 1758, de très nombreux scientifiques et naturalistes ont parcouru le monde et répertorié les espèces vivantes. À cette époque, il suffisait de quelques échantillons préservés dans un musée, d’une publication accompagnée d’une description et d’un nom et le tour était joué !

Depuis, les progrès ont été colossaux : dès le XIXe siècle, les règles de la science ouverte ont prévalu en taxonomie, permettant que toutes ces connaissances soient accessibles, compatibles et réutilisables, selon le principe FAIR et grâce au développement des Muséums et de leurs collections accessibles ; soulignons aussi l’instauration des règles de nomenclature (sur « comment donner des noms ») qui préservent la cohérence du système des noms et des classifications.

Depuis quelques décennies, les descriptions des organismes intègrent des dimensions moléculaires, avec notamment un barcoding génétique et tous les outils du numérique aidant aux descriptions et aux identifications (systèmes experts, images 3D anatomiques, vidéos, et enregistrements sonores, etc.).

Les classifications reflètent aussi l’état des connaissances sur l’évolution du vivant, car elles intègrent autant que possible les relations de parenté entre les espèces – les phylogénies – avec des arbres basés sur l’analyse de l’ADN.

Les classifications gagnent ainsi non seulement en sens mais aussi en stabilité à mesure que les recherches progressent. Cela permet à chacun de comprendre que les espèces appartiennent à des groupes d’organismes issus de l’évolution ; ainsi, l’espèce humaine – Homo sapiens – est un animal vertébré, mais plus précisément un mammifère et un primate. L’appartenance à ces catégories, basée sur des attributs particuliers (les vertèbres des vertébrés, par exemple), permet de situer les espèces et les groupes les uns par rapport aux autres.

Quelles espèces découvre-t-on encore ?

Mais pourquoi connaît-on si peu du monde vivant qui nous entoure malgré cet effort d’inventaire initié au XVIIIe siècle ?

Chaque jour, en effet, de nouvelles espèces sont décrites par les scientifiques. On a par exemple récemment découvert que la taupe présente dans le Sud-Ouest de la France et de l’Europe constituait une espèce nouvelle (Talpa aquitania), bien différente de la taupe d’Europe avec laquelle on l’avait jusqu’alors confondue.

Citons encore le gobemouche gris de Corse, une autre espèce à part, malgré ses migrations communes en Afrique du Nord avec l’espèce du continent.

On voit que les espèces inconnues ne sont pas forcément de petits organismes oubliés au fin fond des forêts tropicales ou des océans. Cela dit, le travail de terrain des scientifiques au cours des grandes campagnes d’exploration en révèle des nombres considérables. De quelques centaines à quelques dizaines de milliers.

Des insectes nouveaux pour la science sont aussi découverts chaque année sur notre territoire métropolitain, sans même le recours à l’outil génétique… simplement parce que personne ne les avait vus avant ou n’avait les compétences pour les identifier.

Pourquoi reste-t-il tant à découvrir ?

Le monde vivant est hyperdivers : il y a 500 espèces d’arbres dans un km2 de forêt tropicale, des milliers d’espèces d’insectes dans quelques km2 en Europe et 1 000 espèces de bactéries dans un cm3 de sol ! Cette diversité est répartie de manière complexe et inégale à la surface du globe, avec de nombreuses espèces limitées géographiquement, dites « endémiques ».

Il faut donc parcourir chaque région, parfois peu accessible ou présumée connue à tort, pour faire avancer la connaissance. C’est quelquefois une vallée, une montagne ou un fleuve qui amènera à la découverte d’un organisme particulièrement informatif, qui va modifier nos connaissances de manière importante. On sait aujourd’hui où se trouvent les carences, en matière de groupes ou d’espaces méconnus, en cartographiant nos données, en cumulant nos informations dans des portails de science ouverte, comme le GBIF.

Il faut aussi rappeler que la science a fait une très longue pause : au début XXe siècle, l’enjeu était davantage de comprendre les lois de l’hérédité ou du fonctionnement des écosystèmes que de rallonger ce qui semblait être pour certains la déjà suffisamment longue liste « à la Prévert » des organismes existants.

Aujourd’hui, la communauté des biologistes comprend infiniment plus de personnes travaillant sur des organismes dits « modèles » – étudiés au laboratoire dans les tréfonds de leur génome ou de leurs cellules, comme Drosophila ou Arabidopsis – que de taxonomistes ou d’évolutionnistes découvrant ou comparant des organismes peu connus. Les deux sont pourtant également indispensables et complémentaires.

Depuis quelques décennies, fort heureusement, un regain d’intérêt se manifeste pour la diversité du vivant, comme en témoigne l’émergence du mot « biodiversité ». Il est aujourd’hui devenu évident que nous dépendons tous de cette infinie richesse, qu’il s’agisse d’espèces rares aux rôles primordiaux dans les écosystèmes ou d’espèces pathogènes ou envahissantes.

La plate-forme internationale IPBES – cet équivalent du GIEC pour la biodiversité –, en a rendu compte très clairement dans ses évaluations. Et la pandémie de Covid-19, née des transformations radicales d’écosystèmes forestiers et des maltraitances humaines sur des chauves-souris rhinolophes et pangolins et leurs virus méconnus, nous le rappelle avec force.

Quelques milliers de spécialistes dans le monde

Des outils extraordinaires, nés des progrès de la biologie moléculaire, viennent aujourd’hui en aide à la taxonomie. Qu’il s’agisse du barcode génétique – une petite séquence d’ADN identifiant chaque organisme – ou de la métagénomique – qui prend tout l’ADN dans un milieu donné et le trie en barcodes d’organismes différents –, la communauté scientifique dispose désormais d’outils formidables pour le futur de l’étude de la biodiversité.

Mais ceux-ci réclament aussi qu’une taxonomie classique perdure et soit développée en parallèle : sans les noms d’espèces et les connaissances indispensables qui leur sont associées, des millions d’identifiants numériques et de séquences d’ADN ne pourront être utilisés. Ces deux aspects – noms/classifications et barcodes/métabarcodes – sont indissociables. Mais entre temps, la communauté des scientifiques taxonomistes a fondu comme neige au soleil, se réduisant à quelques milliers de spécialistes dans le monde.

L’expertise du taxonomiste – lui permettant de connaître les détails du vivant dans tel ou tel groupe d’organismes, de comprendre leur fonctionnement et leur évolution – nécessite de longues années d’apprentissage et d’expérience pour mettre à disposition de tous les descriptions et classifications des espèces découvertes pendant les travaux scientifiques. Une démarche encore perçue comme peu valorisante et qui peine à intéresser les jeunes chercheurs.

Il reste heureusement quelques villages gaulois de la taxonomie dans de grands musées – comme le Muséum national d’histoire naturelle de Paris, la Smithsonian Institution aux États-Unis ou le Natural History Museum en Grande-Bretagne – et un réel intérêt politique dans des pays fortement biodivers comme le Brésil ou la Chine. Et l’on peut se réjouir que ces efforts soient à nouveau visibles au plan national ou international, et se conjuguent avec la transition environnementale. Il est essentiel que celle-ci prenne en compte cette base incontournable de la connaissance du vivant.

Retrouvez Philippe Grandcolas dans le podcast du Muséum national d’histoire naturelle « Pour que nature vive », avec l’épisode « Mieux connaître la nature pour mieux la préserver ».

La version originale de cet article a été publiée sur La Conversation, un site d'actualités à but non lucratif dédié au partage d'idées entre experts universitaires et grand public.

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Philippe Grandcolas et Tony Robillard ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d&#39;une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n&#39;ont déclaré aucune autre affiliation que leur poste universitaire.