Par Bertrand MONFORT – Pôle scientifique du Réseau des acteurs des domaines du son*
Nommer la biodiversité pour la préserver
En 2001 à Göteborg l'Union Européenne se fixait pour objectif de stopper le déclin de la biodiversité pour l'année 2010, déclarée depuis par l'ONU « année internationale de la biodiversité ». Il est en effet admis désormais que l'espèce humaine porte la responsabilité de la 6ème extinction massive d'espèces affectant la Terre depuis que la vie y est apparue, et d'aucuns n'hésitent plus à prédire l'extinction de l'espèce humaine, à défaut d'une inversion décisive de la tendance actuelle.
L'engagement international et ce constat alarmant ne valent néanmoins que par les évaluations qui peuvent être faites de la diversité biologique, de la présence des espèces et de l'abondance de leurs représentants sur des lieux de référence pendant des durées significatives.
Pour agir sur la biodiversité et la préserver, encore faut-il la connaître, pouvoir la décrire et donc la nommer. L'écosystème, lieu de biodiversité, se définit d'une part au moyen de paramètres physiques (facteurs abiotiques) relativement accessibles par la mesure et très stables pour certains. Ils établissent notamment la topographie, la pédologie et le climat de l'écosystème, soit en quelque sorte le « cadre de vie » de ses habitants. La définition de la biodiversité de cet écosystème, a minima à l'échelle des espèces représentées (pas infra-spécifique), procède quant à elle essentiellement de la caractérisation de sa richesse taxonomique : combien d'espèces différentes sont présentes ? lesquelles ? avec quelle variabilité spatiotemporelle ?...
La Convention sur la Diversité Biologique (CBI), après avoir dénoncé l'obstacle taxonomique majeur (taxonomic impediment) à la connaissance et à la préservation de la biodiversité a lancé en 2002 l'Initiative Taxonomique Globale (GTI) relayée en Europe par le programme EDIT (European Distributed Institute of Taxonomy).
Le manque de moyens humains – les taxonomistes sont rares – pour répondre à ces enjeux peut-il être en partie compensé par des possibilités technologiques et des approches inédites ? Il semble qu'il faille ouvrir désormais bien grands ses yeux... et ses oreilles !
Reconnaître l'espèce sans tuer son représentant
S'agissant de la détermination des espèces animales, la règle a longtemps été de capturer et tuer des spécimens afin de procéder à l'examen comparé et la description des caractéristiques morphologiques, anatomiques... permettant de nommer – ou décrire – l'espèce rencontrée et d'en enregistrer la présence au lieu et à la date de capture du spécimen. Les collections qui servent aujourd'hui de référence pour la taxonomie ont ainsi été constituées au fil des siècles. Et parmi ces millions d'échantillons, un nombre croissant témoigne, en silence mais « à charge » pour l'espèce humaine, d'espèces animales aujourd'hui disparues, sinon déjà totalement oubliées.
Dès lors que le référentiel taxonomique et les critères de classification des espèces sont constitués, le naturaliste moderne occupé au recensement de la faune peuplant un milieu est confronté, pour chaque animal repéré, à une alternative stricte : soit il doit le tuer pour accéder aux détails anatomiques constituant les clés de détermination de son espèce, soit il peut effectuer l'équivalent biologique d'un « contrôle non destructif » et préserver l'aptitude de l'individu à poursuivre son existence après identification. La promotion de cette seconde possibilité repose sur la mise au point de critères qui soient à la fois bien corrélés à l'espèce, suffisamment discriminants et d'une utilisation aussi peu invasive et perturbatrice que possible.
Détermination acoustique des espèces
Sans doute en raison des mœurs nocturnes et apparemment silencieuses de ses représentants, qui rendent leur identification directe très malaisée, l'ordre des Chiroptères (chauves-souris) a bénéficié, pourrait-on dire, d'un traitement de faveur en matière de détermination « non invasive ». Dotés d'oreilles particulièrement développées, les Microchiroptères se dirigent et repèrent leurs proies dans l'obscurité par écholocation. Grâce à divers dispositifs électroniques d'interprétation et de transposition (division de fréquence, hétérodyne, expansion de temps) qui rendent exploitables les ultrasons émis par les chauves-souris, il a pu être observé qu'ils sont à la fois stables pour une espèce donnée et différenciées d'une espèce à l'autre. La combinaison des critères de fréquence d'émission, d'intensité, de rythme et de régularité de séquence, représentée graphiquement sur un sonagramme (ou sonogramme – cf. ci-dessous), a ainsi rendu possible, à partir des années 1990, la réalisation d'inventaires des populations de chauves-souris « en aveugle », sans interférer avec leur comportement.
Les progrès accomplis en électronique, en informatique et la généralisation du sonagramme pour représenter graphiquement les émissions sonores in situ de la faune présente améliorent les possibilités de « lecture taxonomique » des écosystèmes.
A l'inverse des Chiroptères, dont les émissions sonores ont l'écholocation pour fonction principale, celles des autres groupes taxonomiques terrestres, liées aux comportements, est de communiquer. Leurs émissions (cris, chants...) dans les fréquences audibles peuvent présenter, à ce titre, une diversité inter- mais également intra-spécifique très importantes. Néanmoins, un niveau d'échantillonnage et d'analyse appropriés, incluant des critères contextuels (horaire, saison...), permettent souvent d'identifier des caractéristiques sonores propres à chaque espèce pouvant contribuer à - voire permettre - sa détermination.
La nature des sons émis par les représentants d'une espèce dépend tout d'abord des « instruments anatomiques » développés au cours de leur évolution et utilisés par chacune comme moyen de communication.
Équivalent du pharynx des Mammifères, la syrinx des Oiseaux leur permet de produire une diversité importante de sons liés notamment à l'espèce, aux comportements individuels et aux relations avec les voisins et les congénères. Les sonagrammes des cris et chants d'oiseaux sont de plus en plus souvent proposés par les guides ornithologiques, pour aider au repérage et à la détermination des espèces, en complément des critères classiques (plumage, bec, vol...).
De nombreux groupes d'Insectes émettent des stridulations par frottement entre les pièces spécialisées très variées et variables de leurs carapace, pattes, ailes ou élytres. Ce sont principalement des Hémiptères (cigales) et des Orthoptères (grillons, criquets et sauterelles). Chez un certain nombre d'espèces, ces comportements sonores sont suffisamment caractéristiques pour contribuer à leur détermination. D'autres Arthropodes (Coléoptères, Araignées) disposent également d'appareils stridulatoires dont les sons pourraient être probablement exploités dans un but taxonomique.
Le coassement des Amphibiens (crapauds, grenouilles), permet souvent la détermination des espèces, dans un milieu donné. Leur identité acoustique est parfois même considérée comme un critère essentiel pour différencier deux espèces différentes mais morphologiquement similaires.
Au-delà des groupes qui viennent d'être cités, de nombreux animaux émettent des sons permettant de contribuer à déterminer leur espèce. La bioacoustique, par sa fonction d'identification taxonomique de la faune sonore ouvre donc bien un champ prometteur pour renforcer les moyens d'étude et de suivi de la biodiversité animale. Toutefois le développement et l'optimisation de son usage se heurtent à de multiples freins, notamment l'éparpillement des ressources et des compétences, aussi bien sur le terrain de l'acoustique, des technologies de l'information et de la communication qu'en éthologie, physiologie, écologie... et systématique animale.
De nombreux efforts de recherche, d'innovation technologique, de méthodologie et de coordination interdisciplinaire seraient donc nécessaires pour :
- développer la taxonomie acoustique pour les espèces ayant un comportement sonore distinctif, en complément aux – et en association avec les référentiels morphologiques et génétiques existants,
- établir des référentiels acoustiques et bases de données couvrant l'ensemble des « espèces sonores » conformes aux recommandations de la GTI,
- concevoir, diffuser et partager des outils informatiques exploitant ces bases de données, qui soient appropriés notamment à l'interprétation des sonagrammes obtenus sur le terrain.
Appréciation acoustique globale de la biodiversité
Les communautés animales produisent des ambiances sonores spécifiques faites de chants et de cris divers représentatif du lieu, de la saison, de l'heure, des conditions météorologiques... et de la composition spécifique de la faune locale, sans qu'il soit possible, ni forcément nécessaire d'identifier chaque espèce participant au « concert ». L'ambiance sonore produite, en quelque sorte, par ces « porte-parole » de l'écosystème permet d'établir un indice acoustique de la richesse spécifique locale.
On peut établir par ailleurs que les ambiances sonores produites par deux communautés distinctes sont d'autant plus similaires en temps et en fréquence, qu'elles partagent un nombre élevé d'espèces. Il devient possible d'avoir une mesure de ressemblance (ou de dissemblance) de la biodiversité.
Des indices acoustiques de biodiversité ont été créés, sur ces deux principes, par l'unité mixte de recherche « Origine, Structure et Évolution de la Biodiversité** ». Les 540 ambiances sonores produites, issues d'une richesse et d'une composition spécifique connues, ont permis de vérifier la fiabilité de ces indices et de réaliser plusieurs campagnes de mesure, en Tanzanie, en France métropolitaine (cf. image 2) et prochainement en Nouvelle Calédonie.
(Haute vallée de Chevreuse – 2009)
Selon les progrès réalisés avec ces méthodes, on pourrait voir naître dans quelques années, y compris en milieu sous-marin (cf. image 3 : monitoring LIDO), des réseaux de surveillance acoustique de la biodiversité, à l'instar de ceux consacrés à la qualité de l'air ou de l'eau.
(Listening to the Deep Ocean environment)
Menaces sonores sur la biodiversité
Si l'écoute et l'analyse bioacoustique des écosystèmes peut être l'une des clés de préservation de leur biodiversité, nous devons également être conscients que la pollution sonore produite par l'homme est l'une des causes de perturbation responsables de l'érosion de la biodiversité. A ce titre, elle doit également être évaluée, surveillée et réduite par des moyens appropriés.
Dans le milieu marin notamment, les cétacés (baleines, dauphins...) se sont adaptés depuis des millions d’années grâce à l’information et la communication sonore, équivalente pour eux à la vue pour l'homme, pour s'orienter, communiquer et se nourrir. La puissance des émissions sonores, notamment sous-marines, d'origine militaire, industrielle ou expérimentale, en mettant en cause souvent de manière définitive la capacité de ces mammifères à recevoir ou à produire des sons, est la cause de désorientations et traumatismes auditifs qui leur sont fatals.
Alors gardons-nous d'oublier que cette biodiversité que nous pourrions enfin nous décider à écouter n'en peut déjà plus, elle, de nous entendre...
* Le Réseau des acteurs des domaines du son fédère les professionnels et utilisateurs de l'ensemble des domaines du son pour créer des synergies afin de lancer des passerelles, susciter et contribuer à la mise en œuvre de projets qui résultent de ces dynamiques collectives.
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Illustrations
1: Sonagramme de Pipistrelle exploité sur ordinateur
2 : Photo Marion Depraetere - Dispositif d'enregistrement acoustique de la biodiversité globale (Haute vallée de Chevreuse – 2009) - UMR 7205 MNHN/CNRS - http://www.mnhn.fr/oseb
3 : Monitoring acoustique sous-marin en temps réel – http://listentothedeep.net
