ÉCOLOGIE

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Méthodologie écologique

Traits fondamentaux de la recherche

L'écologie a pour but premier de connaître le fonctionnement de populations et d'écosystèmes, c'est-à-dire d'ensembles d'éléments interactifs. Comme toutes les disciplines biologiques, l'écologie est donc une science fondamentalement systémique, tenue à d'incessants aller et retour entre l'analyse et la synthèse. Elle se particularise cependant du fait du niveau élevé de complexité des systèmes écologiques et surtout du fait que, sauf cas tout à fait exceptionnels, on ne peut espérer analyser ces systèmes dans leur totalité : on ne les connaît que par le biais d'échantillonnages et des représentations ne peuvent être construites que par combinaison et extrapolation des informations fournies par l'analyse des échantillons.

L'écologie moléculaire est la branche de l'écologie qui applique les techniques de la biologie moléculaire et de la génétique à des problématiques écologiques. À l'aide de marqueurs moléculaires, elle permet de décrire et de quantifier la diversité chez les communautés de micro-organismes (bactéries, virus, et notamment dans les océans profonds), pour lesquelles les méthodes habituelles, notamment l'anatomie comparée, sont difficiles à utiliser. En utilisant les principes de la génétique des populations, elle caractérise les modes de dispersion, les systèmes de reproduction, les effets de la structure des paysages, de la fragmentation de l'habitat sur le fonctionnement des espèces. L'écologie moléculaire permet aussi de retracer l'histoire des populations, ou phylogéographie, donc les modes de recolonisation depuis les dernières glaciations à partir de zones refuges situées dans les basses latitudes.

L'étude structurale et fonctionnelle des écosystèmes implique une approche quantitative visant notamment à déterminer des stocks et des flux de matière, d'énergie et d'êtres vivants. Une telle quantification n'est évidemment possible que si l'on précise la nature des relations interspécifiques, grâce à une approche qualitative, puis quantitative. À côté des relations d'exploitation, évidemment essentielles à connaître puisqu'elles définissent les voies de circulation de la matière et de l'énergie, les autres relations telles que la compétition, la symbiose, etc., sont également fondamentales, car toutes jouent un rôle, direct ou indirect, dans la détermination du débit de chaque transfert trophique.

L'écologie est par ailleurs confrontée à des difficultés de deux ordres qui, sans lui être propres, sont ici particulièrement importantes. Les unes sont dues à l'hétérogénéité spatiale des écosystèmes, les autres aux variations temporelles des facteurs abiotiques et des populations, variations qui ne sont pas toutes périodiques.

L'écologie du paysage étudie l'influence conjointe de l'homme et de l'environnement sur les flux d'organismes vivants et de matière, c'est-à-dire la structure des paysages, leur hétérogénéité spatiale à différentes échelles. Un paysage se définit comme un ensemble d'écosystèmes adjacents qui sont liés dans leur fonctionnement.

La complexité des biocénoses, la multiplicité et la variabilité des facteurs qui conditionnent leur fonctionnement, rendraient ainsi les recherches écologiques particulièrement lourdes en l'absence de méthodes d'échantillonnage, de concepts intégrateurs ou d'approches réductionnistes. Les moyens utilisés concernent à la fois les travaux de terrain et les études à mener en laboratoire ; ils concernent aussi l'exploitation des données, la modélisation et la simulation des phénomènes : l'emploi de l'informatique et des mathématiques, en effet, caractérise de plus en plus la recherche écologique.

Problèmes de quantification

Le fonctionnement d'un écosystème est sous la dépendance des facteurs abiotiques locaux de variations temporelles mesurées à l'aide de méthodes relevant de la physique et de la chimie. En revanche, la mesure des stocks de matière et d'énergie et la détermination des flux trophiques soulèvent des problèmes originaux. Chaque unité fonctionnelle d'une biocénose est une population : son étude quantitative suppose la mesure de son effectif, de la biomasse, des quantités correspondantes d'énergie, de carbone, d'azote, de phosphore, etc. ; elle suppose aussi la mesure de la consommation, de la production et des dépenses d'entretien. Toutes les valeurs obtenues doivent être rapportées soit au volume de l'écosystème, soit à u [...]

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Ernst Haeckel

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Flux d'énergie chez les animaux et les végétaux

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Métabolisme d'animaux homéothermes

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Loi de tolérance biologique

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Écrit par :

  • : professeur au Muséum national d'histoire naturelle, directeur de la Grande Galerie de l'évolution
  • : professeur au Muséum national d'histoire naturelle, Paris
  • : professeur honoraire à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie (faculté des sciences), ancien directeur du laboratoire de zoologie de l'École normale supérieure
  • : professeur d'écologie à l'université de Paris-VI, directeur de l'Institut d'écologie et d'éthologie de Pavie

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Pour citer l’article

Patrick BLANDIN, Denis COUVET, Maxime LAMOTTE, Cesare F. SACCHI, « ÉCOLOGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 20 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/ecologie/