Il est possible d’étudier les communautés … Il est possible d’étudier les communautés de plusieurs façons différentes.
> Il est possible de compter '''le nombre d’espèces''' (ou de taxon, selon le niveau de détermination choisi, voir fiche détermination) total ou par groupe (par exemple le nombre d’espèce de trichoptères). Il s’agit de la richesse dite richesse spécifique ;
> Il est possible de compter '''le nombre d’individus''' total ou par groupe (voir même par espèce). Il s’agit de l’abondance.
Ces deux paramètres sont centraux en écologie et sont couramment étudiés. De nombreux facteurs peuvent faire varier la richesse et l’abondance, comme la température, la disponibilité en ressources, l’introduction d’espèces…
Ces deux paramètres sont aussi étudiés séparément et de façon concomitante. Si la mesure de la richesse et de l’abondance donne déjà des informations sur la structure des communautés, associer les deux donne des informations supplémentaires.
Dans cette activité, il est possible de voir que :
'''- La perturbation « Matière organique »''' ne va pas avoir d’effet sur la richesse, mais va en avoir une sur l’abondance en favorisant les Diptères, moins polluo-sensibles, au détriment des Éphémères – Plécoptère – Trichoptères ;
'''- Les perturbations « Biocide » et « Morphologie »''' vont avoir un effet sur l’abondance et sur la richesse, en provoquant une chute à la fois du nombre d’espèces et d’individus, mais pas de la même façon.
# '''La perturbation « Biocides »''' va provoquer une chute des effectifs et de la diversité de tous les groupes avec un effet moindre sur les Diptères, plus polluo-resistants. Cela va traduire l’effet toxique direct sur les individus ;
# '''La perturbation « Morphologie »''' va provoquer aussi une chute des effectifs et de la diversité de tous les groupes avec un effet moindre sur les Éphémères – Plécoptère – Trichoptères cette fois. Ce résultat va plutôt traduire la disparition des habitats dans le milieu et donc la capacité de celui-ci à accueillir des communautés variées et abondantes.capacité de celui-ci à accueillir des communautés variées et abondantes.
La question de la qualité des eaux de surf … La question de la qualité des eaux de surfaces (rivière, lac…) se pose souvent dans notre société :
- Est-il possible de se baigner à cet endroit ?
- Est-il possible de prélever de l’eau pour irriguer un champ ou bien pour l’utiliser comme eau de boisson ?
- Et surtout, les activités humaines ont-elles des conséquences sur les espèces qui peuplent ces écosystèmes ?
Les scientifiques se sont posés la question de savoir comment construire des indices de qualités de l’eau qui permettent, au-delà d’une simple approche chiffrée, de connaître et comprendre l’ensemble des perturbations qui adviennent dans une rivière.
Ces perturbations peuvent être classées en deux grands types1 :
'''- Les perturbations aiguës.''' Elles sont souvent accidentelles, comme une fuite d’essence massive dans une rivière. Ce type de perturbation peut entraîner une forte mortalité des espèces présentes dans le milieu. Par sa nature temporaire, elle ne laisse pas toujours de trace perceptible à long terme dans le milieu, sauf au sein des communautés des êtres vivants ;
'''- Les perturbations chroniques.''' Elles sont continues dans le temps, comme la canalisation d’un cours d’eau, les rejets d’eau chaude d’une centrale nucléaire ou encore ceux de contaminants métalliques d’une usine sidérurgique. Ce type de perturbation peut être appréhendé lors d’une étude de terrain ou via des prélèvements ponctuels. Avec le temps, ce type de perturbation peut aller jusqu’à une stérilisation du milieu.
La difficulté est donc de construire un indice pouvant rendre compte des perturbations aiguës aussi finement que des perturbations chroniques. Il est en effet très probable de ne pas la percevoir si l’on fait des prélèvements d’eau ponctuels dans la rivière. De plus, les perturbations peuvent avoir une origine difficile à percevoir dans le temps et dans l’espace. En effet, celles-ci peuvent être :
'''- Différées'''. Elles résultent de l’accumulation d’un type de pollution dans le milieu ou à proximité. L’effet de cette perturbation entrera en jeu lors d’un aléa qui peut être très éloigné dans le temps de l’émission des polluants. Par exemple, l’accumulation de contaminant d’origine métallique dans un bras mort d’une rivière qui va brutalement être remis en suspension dans la colonne d’eau de la rivière lors d’une crue ;
'''- Diffuses'''. Ce sont des pollutions à bas bruit, comme la contamination des eaux par des nitrates d’origine agricole qui proviennent souvent de multiples sources dans tout le bassin versant.
Afin de pouvoir rendre compte de compte de cela, les scientifiques ont donc construit des indices de qualité de l’eau basés sur les organismes qui vivent dans ces eaux.
En effet, si une pollution aiguë a lieu et détruit une partie des êtres-vivants présents dans le milieu, leur absence lors d’une étude sur le terrain représente une forme d’enregistrement de la perturbation.
La bioindication*désigne « la capacité d’organismes ou d’un ensemble d’organismes à révéler par leur présence, leur absence ou leur comportement démographique les caractéristiques et l’évolution d’un milieu » (Blandin, 1986)2.
En France, quatre indices biocénotiques basés sur la bioindication sont utilisés en routine3 :
*Un indice basé sur les poissons ;
*Un indice basé sur les macrophytes (les plantes aquatiques qui sont visibles à l’œil nue) ;
*Un indice basé sur les diatomées (il s’agit d’algues microscopiques unicellulaires. Elles présentent une enveloppe externe siliceuse, permettant de déterminer de quelle espèce il s’agit) ;
*Un indice sur les macro-invertébrés benthiques (il s’agit des invertébrés qui vivent sur le fond des rivières).
Dans cette expérience, nous allons essayer de comprendre :
#Les conséquences des perturbations sur les communautés ;
#Comment sont construits ces indices biologiques.
Lors de cette expérience, nous allons utiliser le terme « communauté » dans le sens qu’il porte en écologie :
« ''En Écologie, une communauté est un ensemble d’organismes appartenant à des populations d’espèces différentes constituant un réseau de relations.'' » (Sources : Wikipédia).
Ici le terme communauté correspond à l’ensemble des macro-invertébrés qui vivent au même endroit, dans la même station.
'''Nota :''' Le terme écologie fait ici référence à la science qui étudie les relations des êtres vivants entre eux et avec le milieu dans lequel ils vivent. Il est rattaché à la grande famille des sciences biologiques.
'''Attention :''' Cette expérience est faite dans un but pédagogique et est destinée au grand public. Elle n’est en aucun cas une retranscription fidèle de la réalité du fonctionnement des écosystèmes.
Il a été choisi d’ignorer délibérément des facteurs très importants d’influence sur les communautés, comme :
- L’influence des hydroécorégions (zone homogène du point de vue de la géologie, du relief et du climat ; Sources : data.eaufrance.fr) ;
- La diversité en habitat des cours d’eau (présence et abondance des végétaux, vitesse du courant diversifiée, plusieurs zones de profondeurs différentes…) ;
- Le fait que naturellement les paramètres du milieu évoluent de l’amont vers l’aval et avec eux les communautés, même en l’absence de perturbation d’origine anthropique (humaine). Cela correspond au '''rang du cours d’eau'''. Celui-ci se réfère à la progression du cours d’eau de l’amont vers l’aval. Les cours d’eau à la source reçoivent le numéro 1, puis les affluents immédiats de ce cours d’eau, le numéro 2 et ainsi de suite.
Cette fiche expérience s’intègre dans le Parcours 3 : Solutions et techniques d'étude. Elle est réalisée dans le cadre d'un partenariat avec l'agence de l'eau Loire - Bretagne. La fiche mise en page est disponible en version PDF et téléchargeable [https://www.wikidebrouillard.org/images/7/75/Fiche_17_Indices_biologiques_de_qualite_de_l_eau.pdf ici].PDF et téléchargeable [https://www.wikidebrouillard.org/images/7/75/Fiche_17_Indices_biologiques_de_qualite_de_l_eau.pdf ici].
