Le langage des écosystèmes

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Le langage des écosystèmes est un programme de travail proposé par Cédric Gaucherel, chercheur français en écologie théorique à INRAE. Il fait l’hypothèse que les écosystèmes possèdent un langage à déchiffrer. Ce langage serait fait d’une syntaxe et d’une sémantique qui restent encore à identifier[1]. Dans cette hypothèse de travail, le langage manipule l’information contenue dans la topologie du réseau d'interactions sur lequel s’appuie tout (socio-)écosystème, et qui change continuellement au cours de l’histoire de ce système. Les messages de ce langage sont encodés (écrits) et décodés (lus) par les composants même du système, avec pour effet de le faire perdurer, et éventuellement “évoluer ”sur le long terme[1].

Des écosystèmes, contrastés et intégrés[modifier | modifier le code]

On peut identifier plusieurs grands types d’écosystèmes que l’on nomme des biomes. D’un point de vue générique, un écosystème peut être décrit comme constitué de matièrénergie impliquée dans des processus de natures variées (e.g., cycle du carbone, cycle de l’eau, décompositions). Cette définition néglige néanmoins le réseau d'interactions, entre espèces et/ou leurs constituants, entre espèces et leur environnement, entre humains et environnement (réseau social notamment), qui structure le socio-écosystème et conditionne ses dynamiques[2]. Cela constitue un réseau d’interaction de natures simultanément biotique, abiotique et anthropique. Ici se trouve l’intérêt de (re)définir l’information comme la topologie de ces réseaux écosystémiques, qui n’est pas contenue dans la matièrénergie des éléments constitutifs. Cette vision, fondée sur la théorie linguistique du vivant, également proposée par Cédric Gaucherel, est holistique et historique.

Les réseaux d'interaction et changements (qualitatifs) sur le long terme[modifier | modifier le code]

Les grandes invasions barbares sont un exemple d'invasion dans l'espèce humaine.

Les réseaux d’interactions écosystémiques ne sont pas figés. Sur le long terme, ils évoluent continuellement (e.g., invasions et disparitions d’espèces, de polluants, de populations humaines), parfois de façons drastiques.

Ces changements se font de manières spécifiques et commencent à être identifiés grâce à des modèles rigoureux inspirés de la linguistique et de l’informatique théorique. C’est l’hypothèse linguistique du vivant qui amène les scientifiques à chercher et à étudier les langages manipulant ces informations en écologie [1] et en biologie comme dans les systèmes de Lindenmayer[3].

Ce graphe représente le réseau d'interactions d’un socio-écosystème particulier, le delta de Camargue. Chaque nœud correspond aux composants de l'écosystème. Les arêtes représentent les interactions entre ces composants du socio-écosystème. L’ensemble des nœuds et arêtes constituent une sorte de « squelette » du socio-écosystème, dont le contenu informationnel n’est présent nulle part ailleurs (et non dans ses constituants par exemple).

Cédric Gaucherel et son équipe en font la démonstration sur des socio-écosystèmes contrastés à l’aide de modèles à événements discrets. Ces modélisations, qui cherchent à caractériser l’historique du système, s’éloignent délibérément des visions physiciennes qui cherchent un équilibre ou déséquilibre des systèmes, et d’une vision purement biologique centrée sur la communauté d’espèces et/ou sur l’évolution. Ces modélisations se font notamment grâce à l’élaboration de graphes qui représentent l'information du système étudié.

Notre place (humaine) dans les écosystèmes[modifier | modifier le code]

Ces considérations, qui ne sont plus seulement théoriques et deviennent pratiques, permettent de mieux comprendre et peut-être d’aider à décider de la place de l’humain dans les écosystèmes. Les activités anthropiques font partie intégrante des écosystèmes en bénéficiant des services écosystémiques. Une révision des éthiques (éthique de l’environnement) et épistémologies associées à l’écosystème aiderait à comprendre le monde que l’être humain habite et qui l’habite comme le propose l’écologie profonde. L'information écosystémique continuellement modifiée et véhiculée doit donc également prendre en compte les composantes et processus d’origine humaine (e.g., les migrations de populations humaines, les barrières physiques et/ou mécaniques dues aux constructions).

Compréhension et dynamiques (modèles)[modifier | modifier le code]

Ce graphe représente les possibles dynamiques du socio-écosystème du delta de Camargue. Sa lecture est verticale, de haut en bas. Chaque nœud représente ici un état de l'écosystème : le point le plus haut correspond à l’état initial. Les arêtes correspondent aux processus s’appliquant à l’écosystème et dirigeant sa dynamique. L’évolution du socio-écosystème est telle que sous l’influence de différents facteurs il atteint un état final, stable (nœud dont plus aucune arête/transition ne part). Les couleurs des états du système rencontrés informent sur les activités humaines qu’accueille la Camargue au cours de sa dynamique.

Comprendre le langage des écosystèmes suppose de conceptualiser leurs réseaux d'interactions à partir de la matièrénergie, sans omettre celle anthropique. Il s’agit ensuite d’identifier les processus qui modifient ces réseaux et leur structure, l’information de l’écosystème. On pourra alors comparer ces réseaux entre eux à partir des propriétés (syntaxiques et sémantiques) de leurs langages spécifique[1](la théorie linguistique du vivant). Par exemple, cela amène à se demander si les écosystèmes aquatiques (rivières, océans, lacs) et terrestres (savanes, forêts, déserts), ou les écosystèmes boréaux (taïga, toundra) et tropicaux (forêt tropicale), parleront la même « langue ». Cette théorie fait donc l’hypothèse que tous ces écosystèmes s’appuient sur un langage écosystémique unifié, mais des langues différentes, et propose de les formaliser. À partir de cette compréhension, on peut également espérer anticiper par la modélisation les dynamiques des socio-écosystèmes étudiés, comme l'illustre ce second graphe.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a b c et d Cédric Gaucherel, The languages of nature : when nature writes to itself., Lulu.com, (ISBN 0-244-21498-0 et 978-0-244-21498-2, OCLC 1135615109, lire en ligne)
  2. Cédric Gaucherel et Franck Pommereau, « Using discrete systems to exhaustively characterize the dynamics of an integrated ecosystem », Methods in Ecology and Evolution, vol. 10, no 9,‎ , p. 1615–1627 (ISSN 2041-210X et 2041-210X, DOI 10.1111/2041-210x.13242, lire en ligne, consulté le )
  3. (en) Aristid Lindenmayer, « Algorithms for plant morphogenesis », Theoretical plant morphology, R.Slatter editor,‎ , p. 37-81