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The Serengeti Rules

The Serengeti Rules

Sean B. Carroll

Les règles qui gouvernent les écosystèmes

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Description

Un jour de 1963, sur une côte rocheuse de l'État de Washington, un jeune écologue nommé Robert Paine s'est mis à arracher des étoiles de mer d'un banc de rochers pour les jeter à l'eau, un peu plus loin, semaine après semaine. Le geste avait l'air absurde. Il ne l'était pas. Quelques mois plus tard, la portion de rocher qu'il avait vidée de ses étoiles de mer avait changé de visage : les quinze espèces qui y vivaient s'étaient effondrées à sept ou huit. En retirant un seul prédateur, Paine avait fait basculer tout un petit monde.

Cette expérience minuscule est au cœur d'un livre du biologiste américain Sean B. Carroll, The Serengeti Rules, paru en 2016. Carroll n'est pas d'abord un écologue : il a passé sa carrière à décortiquer la manière dont les gènes régulent le développement d'un embryon. Et c'est justement ce qui rend son propos singulier. Il raconte, en parallèle, comment le corps règle le nombre de ses molécules et comment la savane règle le nombre de ses animaux — et il soutient que c'est, au fond, la même histoire.

Le titre vient du Serengeti, cette immense plaine d'Afrique de l'Est où gnous, lions, éléphants et acacias tiennent un équilibre qui ne doit rien au hasard. Carroll cherche les lois de cet équilibre. Pas des métaphores poétiques sur la « nature qui trouve son point d'harmonie » — des règles, au sens presque mécanique du terme, qu'on peut énoncer, tester, et parfois casser.

La question que l’on se pose : Existe-t-il des règles précises qui déterminent combien d'animaux et de plantes vivent dans un écosystème, comme il existe des règles qui déterminent combien de molécules vivent dans une cellule ?Ce que l’on va voir : Comment une poignée de biologistes, en dérangeant des rochers et en comptant des gnous, ont mis au jour les mécanismes cachés qui règlent le vivant.

Sommaire

01

Chapitre 1 — Deux découvertes, un même principe

Carroll construit son livre sur une intuition qu'il porte depuis ses années de laboratoire. Un corps humain, c'est des milliards de cellules qui fabriquent en permanence des protéines, du cholestérol, du sucre, des hormones — et pourtant les quantités restent stables. Le taux de sucre dans le sang d'une personne en bonne santé ne dérive pas au fil des années : il est ramené, sans arrêt, vers une valeur cible. Quelque chose surveille et corrige. Ce quelque chose, ce sont des boucles de rétroaction, des molécules qui allument et éteignent la production d'autres molécules selon les besoins.

La médecine a mis un siècle à comprendre ces boucles. Carroll raconte comment on a découvert que le corps régule son cholestérol par des récepteurs qui sentent quand il y en a trop et coupent la fabrication — la découverte qui a valu un Nobel à Michael Brown et Joseph Goldstein en 1985, et qui a donné les statines. Le principe est simple à énoncer : la quantité d'une chose est réglée par des mécanismes qui répondent à cette quantité elle-même. Trop, on freine ; pas assez, on relance.

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02

Chapitre 2 — Les étoiles de mer et le mot qui manquait

Revenons à Robert Paine et à ses rochers. Sur cette côte du Pacifique, l'étoile de mer Pisaster mange surtout des moules. Les moules, elles, sont les championnes de la place : laissées tranquilles, elles colonisent tout le rocher et étouffent les autres. Tant que l'étoile de mer patrouille et croque des moules, elle libère de l'espace, et sur cet espace poussent des algues, des balanes, des patelles, des anémones — une quinzaine d'espèces qui cohabitent. Retirez l'étoile de mer, les moules gagnent, tout le reste disparaît.

Paine a donc découvert qu'un prédateur discret, pas très nombreux, tenait à lui seul la diversité de tout un pan de côte. Il lui fallait un nom pour ça. Il a parlé d'espèce « clé de voûte » — keystone species — en référence à la pierre centrale d'une arche : petite, souvent invisible, mais dont le retrait fait tout s'effondrer. Le mot est resté, et il est aujourd'hui l'un des concepts les plus solides de l'écologie.

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03

Chapitre 3 — Trop d'éléphants, trop peu de gnous

Dans le Serengeti lui-même, la démonstration la plus spectaculaire tient à un microbe. Dans les années 1890, une épidémie de peste bovine, importée d'Asie avec du bétail, a décimé les gnous et les buffles d'Afrique de l'Est. Pendant des décennies, leurs populations sont restées écrasées, une fraction de ce qu'elles avaient été. Puis, vers 1960, une campagne de vaccination du bétail domestique a fait disparaître la maladie — et les gnous sont remontés, de quelques centaines de milliers à plus d'un million et demi en une quinzaine d'années.

L'écologue Anthony Sinclair a passé sa carrière à suivre ce retour, et ce qu'il a observé confirme les règles. En broutant l'herbe haute, les gnous plus nombreux ont réduit la quantité de matière sèche disponible pour les feux de saison. Moins de feux, donc, et les jeunes arbres ont pu grandir au lieu de brûler : les acacias ont reconquis la plaine. Plus d'arbres, plus de girafes, plus d'insectes, plus d'oiseaux. Un seul chiffre — le nombre de gnous — a réorganisé tout le paysage, du sol à la canopée.

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04

Chapitre 4 — Ce que la molécule et la savane ont en commun

Le pari du livre est là, et il tient tout entier dans le rapprochement que Carroll ose. Le corps règle ses molécules par rétroaction ; l'écosystème règle ses populations par rétroaction. Dans les deux cas, la quantité d'une chose est tenue en respect par des mécanismes qui réagissent à cette quantité. Dans les deux cas, certaines pièces comptent beaucoup plus que d'autres : une enzyme régulatrice pour la cellule, une espèce clé pour la plaine. Et dans les deux cas, quand la régulation se dérègle, le système bascule vers la maladie.

Carroll pousse volontairement le parallèle jusqu'à un terme médical : un écosystème qui perd son prédateur au sommet est comme un corps qui perd un frein moléculaire. La prolifération incontrôlée d'une espèce — des moules qui étouffent le rocher, des oursins qui rasent le kelp — ressemble à la prolifération incontrôlée d'une cellule qui a perdu ses signaux d'arrêt. La comparaison a ses limites, et Carroll ne prétend pas que la savane est littéralement un organisme. Mais la logique de régulation, elle, est bien la même.

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05

Conclusion

Ce que Carroll rassemble sous le nom de « règles du Serengeti », c'est finalement une petite grammaire du vivant, valable du banc de rochers à la plaine africaine. Toutes les espèces ne pèsent pas pareil ; les prédateurs du sommet règlent les étages du dessous ; les populations se freinent elles-mêmes par densité-dépendance ; et il existe des espèces clés dont dépend l'édifice entier. Ces règles ne sont pas des images séduisantes plaquées sur la nature — ce sont des mécanismes qu'on a arrachés à des étoiles de mer, comptés dans des troupeaux de gnous, testés dans des forêts sous-marines.

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