Moins de fèces = moins de phosphore

Le déclin, puis l’extinction des grands Mammifères herbivores terrestres au Quaternaire, suivi de celui des géants des mers que sont les Cétacés, signe une rupture, la fin d’un cycle naturel, synonyme d’appauvrissement en éléments chimiques recyclables grâce aux organismes vivants. C’est en particulier le cas du phosphore, élément clé indispensable à la chimie du vivant. Le cycle naturel de cet élément charnière s’est vu à cette occasion largement perturbé, conséquence directe de la disparition des principaux vecteurs de recyclage qu’étaient les Mammifères qui jusque là assuraient le stockage et la redistribution des principaux éléments nutritifs. Telle est la conclusion d’une étude réalisée à l’échelle globale par un groupe de bio géochimistes (1).

Depuis 10 000 ans, l’explosion démographique des populations d’humains a provoqué dans un premier temps la quasi éradication de la plupart des grands mammifères terrestres (plus de 45 Kg) sur tous les continents. Au total, ce sont 150 espèces toutes régions confondues qui ont disparu en même temps que les humains connaissaient une explosion démographique d’une ampleur telle qu’ils furent amenés à occuper progressivement tous les continents, sous toutes les latitudes, et bientôt la moindre île leur appartint. Plus récemment, cette vague d’extinctions a frappé les mammifères marins : c’est à leur tour les Cétacés dont les troupeaux de cachalots et autres baleines ont fondu, alors que jusqu’il y a seulement quelques siècles ils parcouraient en rangs serrés les océans. Par exemple le plus grand mammifère de tous les temps, la baleine bleue, 170 tonnes, a vu en quelques décennies ses effectifs divisés par cent, au point qu’elle est sur le chemin de l’extinction malgré l’interdiction de sa chasse depuis 1968. Pour les cachalots qui parcouraient voici quelques siècles en troupeaux de centaines d’individus les océans, l’avenir est presqu’aussi sombre. Par ailleurs, les ravages dans les rangs des poissons migrateurs, saumons, truites, anguilles et autres, sont de même ampleur. Quant aux oiseaux de mer, privés de nourriture par la surpêche, leurs rangs s’éclaircissent d’année en année, et les voici condamnés à se réfugier sur les mats des voiliers de nos marinas, espérant l’aubaine d’un banc d’anchois ou de sardines échappé des filets.

Si l’on s’est attaché à spéculer abondamment sur les causes et ressorts de ces extinctions, à l’inverse peu d’études ont été consacrées à l’impact écologique qu’elles ont provoquées. C’est ce sujet qu’a décidé d’aborder un groupe de bio géochimistes, en concentrant sa réflexion sur les problèmes de transfert des éléments nutritifs : en quoi ont-ils été modifiés par la disparition de ces grands consommateurs d’énergie qu’étaient les grands mammifères ?

Ils observent que chez ces animaux, le processus de digestion accélère leur recyclage. La matière végétale est décomposé en éléments labiles, et leurs déjections constituent un engrais naturel azoté qui profite à tout l’écosystème. Parmi tous les éléments chimiques que contiennent ces excréments et qui sont recyclés, ils ont focalisé leur attention sur le cas du phosphore. C’est en effet un élément clé, indispensable au vivant. « Porteur de lumière » par étymologie, le phosphore est synonyme de perspicacité et d’intelligence, et il est de bon aloi dans le langage populaire qui depuis des temps immémoriaux conseille la consommation hebdomadaire de poisson pour enrichir nos cellules grises en cet élément, et nourrir notre intellect. Il mérite sa réputation, car le phosphore est un constituant majeur de la structure de l’ADN, pilote la respiration et le métabolisme cellulaire, et a un rôle primordial dans la photosynthèse des plantes.

Le recyclage des éléments chimiques nécessaires au vivant n’est pas que la conséquence de l’altération chimique des roches par les agents météorologiques font remarquer les bio géochimistes. Et ils mettent en évidence en les quantifiant les transferts en éléments nutritifs dont sont responsables les êtres vivants eux-mêmes et qui permettent d’accroître la productivité des écosystèmes. Depuis le fond des océans, les mammifères marins rejettent dans leurs défécations de nombreux déchets azotés. Leur transfert vers le continent est assuré par les oiseaux de mer et les poissons migrateurs dans leur cycle de reproduction annuel. Sur terre, un autre mode de recyclage est assurée par les herbivores terrestres qui enrichissent les sols et nourrissent les végétaux.

Ainsi dans un premier temps, ces chercheurs ont fait une évaluation des quantités d’excréments produits par les mammifères avant leur élimination des écosystèmes, et l’ont comparé à ce qu’elle est aujourd’hui. Ils considèrent que les transferts en éléments nutritifs se produisaient et continuent de s’effectuer des océans aux terres émergées dans le sens vertical et dans le sens horizontal grâce à deux types de vecteurs, les oiseaux de mer et les poissons migrateurs.

Les taux de concentration en phosphore de ces engrais naturels ont été quantifiés. Leur conclusion est que la masse de phosphore autrefois disponible grâce aux déjections des millions de cétacés qui hantaient voici peu les océans n’est plus que de 23% de ce qu’elle était il y a moins de quelques siècles. Autrefois, calculée en poids total disponible, elle approchait les 340 millions de kg/an : elle s’est vue divisée par 5 du fait de la réduction drastique des effectifs de grands cétacés depuis le début de la grande pêche baleinière voici 300 ans. Pour les apports dans les sols dus aux grands mammifères terrestres, ils estiment qu’ils ont été divisés environ par 10 et ne sont réduits de 92% de ce qu’ils étaient il y a 20 à 30 000ans. Enfin, conséquence de la surpêche et de la pollution, les transferts favorisés par les oiseaux de mer et les poissons migrateurs sont diminués de 96%.

Le schéma suivant résume et chiffre les déperditions de transfert d’éléments nutritifs, en particulier le phosphore, conséquence directe de la disparition de ces acteurs majeurs qu’étaient voici peu les Herbivores de grande taille sur terre, les Cétacés et Poissons migrateurs dans les océans, et les Oiseaux de mer.

 

Le schéma illustre les voies de transfert possibles du phosphore dans le passé. Sur les flèches ont été portés les flux estimés et les capacités de diffusion de cet élément. En grisé sont représentées les silhouettes des animaux disparus et la réduction en densité des survivants. D’après réf. 1.

Le schéma illustre les voies de transfert possibles du phosphore dans le passé. Sur les flèches ont été portés les flux estimés et les capacités de diffusion de cet élément. En grisé sont représentées les silhouettes des animaux disparus et la réduction en densité des survivants. D’après réf. 1.

 

 Ils remarquent que l’on pourrait envisager que les grands troupeaux d’animaux domestiques de nos élevages industriels jouent aujourd’hui le même rôle que les faunes sauvages disparues d’autrefois, d’autant que leur biomasse est beaucoup plus élevée. Pourtant, c’est peu probable pour deux raisons : 1) La plupart des élevages industriels sont en clôtures ou en étables. 2) Les troupeaux sont constitués d’individus d’une seule et même espèce, qui ont tous même comportement, mêmes aliments, qui ont des lieux où elles se nourrissent et d’autres où elles défèquent. Ainsi les flux d’engrais sont très contrôlés, ce qui est un obstacle à leur diffusion dans les écosystèmes. Qui plus est, on peut ajouter que les aliments qu’on leur donne sont issus de l’agriculture industrielle, et donc chargés en pesticides.

 

Le cas du phosphore mis en exergue dans ce travail est particulièrement intéressant. Les

ressources mondiales en phosphore minéral sont limitées, sa pénurie programmée par les spécialistes qui estiment à 50 ans d’exploitation les réserves. Comment assurer la productivité de l’agriculture moderne si l’on est privé du mode de recyclage naturel par les organismes vivants ? Par ailleurs le phosphore aujourd’hui dans les sols est très mal réparti, et alors que des concentrations élevés peuvent localement entrainer des phénomènes d’eutrophisation, dans d’autres région il fait défaut. Ne faudrait-il pas envisager sa redistribution en mettant à profit certains agents naturels qui peuvent le stocker et ensuite le répartir naturellement dans les écosystèmes ? Comme il fut proclamé il y a longtemps, labourage et pâturage sont deux mamelles qui méritent d’être supportées. Encore faut-il que l’on sache tirer des leçons du passé.

 

 

(1) Christopher E. Doughty, Joe Roman, Søren Faurby, Adam Wolf, Alifa Haque, Elisabeth S. Bakker, Yadvinder Malhi, John B. Dunning Jr., and Jens-Christian Svenning. Global nutrient transport in a world of giants.PNAS, October 26, 2015 http://DOI: 10.1073/pnas.1502549112

Publier un commentaire