Avenir de la planète : La bioindication au cœur des débats

       La bioindication au sens large se réfère à "la capacité d’organismes ou d’un ensemble d’organismes à révéler par leur présence, leur absence ou leur comportement démographiques les caractéristiques et l’évolution d’un milieu" (Blandin, 1986). Par extension, on qualifie ces êtres vivants de bioindicateurs. À leur manière, les jardiniers et les agriculteurs ont recours à des techniques simples de bioindication pour établir un diagnostic de leurs parcelles. Ainsi, la présence d’orties ou de lombrics indiquent respectivement des sols riches en nitrates ou en matières organiques. Les biologistes et les écologues sont aussi de grands utilisateurs des méthodes de bioindication. Les inventaires floristiques réalisés dans les forêts ou les prairies sont couplés à des analyses du milieu afin de comprendre le fonctionnement de l’écosystème. Il en est de même dans les cours d’eau où la qualité de l’eau et de l’habitat détermine en interaction, la richesse de la faune et de la flore. Aujourd’hui, les méthodes de bioindication appliquées à des niveaux d’organisation biologique allant de la molécule à la communauté, permettent d’appréhender la qualité globale des milieux en réponse à toute une gamme d’impacts : contamination toxique, modifications physiques de l’habitat, variation du régime hydraulique, eutrophisation, changement global du climat, etc. Véritables "baromètres vivants" de la qualité des milieux, les indicateurs biologiques sont devenus des outils incontournables pour gérer et suivre l’état des écosystèmes.

Tout a commencé dans l'eau
	Tout comme la vie est apparue dans l’eau, les premières méthodes de bioindication ont été conçues pour suivre la qualité des écosystèmes aquatiques. Au 19e siècle émerge un courant hygiéniste en réaction à l’accroissement des villes et de leurs déchets. Les effluents organiques rejetés dans les cours d’eau sont visés en priorité.
En 1902, un premier indice de bioindication basé sur l’affinité ou l’intolérance des êtres vivants vis-à-vis de la pollution organique est conçu : l’indice saprobie de Kolkwitz et Marson. Appliquée initialement aux protozoaires, la méthode est élargie dans les années 60 aux diatomées, algues unicellulaires, sensibles à divers types de pollution. C’est au Cemagref, et plus particulièrement à Michel Coste, que l’on doit l’indice biologique diatomées (IBD) et l’indice de polluosensibilité spécifique (IPS) mis au point dans les années 80. Ces indices sont avec l’IBGN les plus utilisés en France.  en savoir +     Les diatomées, indicateurs de la qualité de l'eau
Des indices à l'échelle des communautés
	L’IBGN ou indice biologique global normalisé s’applique aux invertébrés d’eau douce. Il est issu des travaux menés sur les indices biotiques en Grande-Bretagne dans les années 60. Les travaux menés au CTGREF (qui précédait le Cemagref) par Verneaux et al. sont à l’origine de l’IBG, puis de sa normalisation en 1982. Cet indice s’appuie sur la réponse globale des communautés à un ensemble de pressions : pollution organique, altérations morphologiques et hydrologiques, et contamination toxique. Une note de 1 à 20 est attribuée en fonction de l’absence de taxons indicateurs (principalement des larves d’insectes) et de la richesse taxonomique globale. Aujourd’hui, l’indice IBGN évolue grâce aux travaux menés conjointement par l’université de Metz et le centre du Cemagref de Lyon.
"Un nouveau protocole d’échantillonnage a été conçu, puis appliqué aux stations de référence et de surveillance dans le cadre de la mise en œuvre de la DCE", explique Jean-Gabriel Wasson. "En retour, les données recueillies vont nous permettre de mettre au point d’ici 2009, un nouvel indice invertébré intégrant à la fois des informations sur la biodiversité et la structure fonctionnelle".  en savoir + DCE : du diagnostic à la restauration des milieux aquatiques
Vers des indices plus fonctionnels
Les outils classiques de bioindication utilisés dans les milieux terrestres se réfèrent aussi à des assemblages d’espèces en lien avec les paramètres du milieu. C’est la base même des relevés phytosociologiques utilisés depuis des décennies, en botanique, et dans des domaines de recherche plus appliqués comme la sylviculture ou l’agriculture. Depuis une dizaine d’années, les techniques de bioindication intègrent de nouveaux concepts issus de l’écologie fonctionnelle.  À Grenoble, les chercheurs s’intéressent aux processus clés qui permettent aux populations et aux communautés de se maintenir.
	"Nous prenons en compte par exemple les organismes de la faune du sol qui influent sur la décomposition de la matière organique, mais aussi sur la fabrication du sol vivant (espèces ingénieurs)", commente Jean-Jacques Brun. Une telle approche est indispensable pour comprendre les effets globaux du changement climatique ou pour piloter les processus de restauration écologique dans l’espace et le temps. Dans les milieux aquatiques, les outils de bioindication connaissent une évolution similaire comme en témoigne l’évolution des indices poissons ou invertébrés dans le cadre de l’application de la DCE.  en savoir +    De nouvelles avancées en écologie du sol
Une priorité, les contaminants toxiques
	La validité des indicateurs écologiques est cependant limitée lorsqu’il s’agit d’évaluer la toxicité des molécules chimiques rejetées à de faibles concentrations dans les milieux, comme les pesticides, les médicaments, les détergents, les métaux lourds, etc. Des milliers de molécules sont concernées. Comme la plupart de ces substances ont des effets qui ne seront détectables à l’échelle des populations que sur le long terme, en particulier aux faibles concentrations d’exposition présentes dans les milieux, une approche consiste à développer des biomarqueurs, qui mesurent des impacts dans les cellules et les tissus d’organismes "sentinelles" présents dans le milieu contaminé.
Au Cemagref, les biomarqueurs sont développés dans les écosystèmes aquatiques. Des premières recherches menées à Lyon sur les poissons, les études s’étendent aujourd’hui aux invertébrés et aux diatomées impliquant des équipes d’Antony et de Bordeaux. Outre leur sensibilité aux polluants, le choix des espèces indicatrices répond à différents critères dont leur présence dans tous les types de milieux, leur abondance et leur position clé dans l’écosystème.
Un débat qui implique l'homme
	En parallèle à ces approches scientifiques, une réflexion s’engage depuis quelques années sur les attentes sociales vis-à-vis de la qualité des écosystèmes qui remet en débat la notion de bioindication. À Montpellier, des sociologues s’interrogent sur la perception de la qualité des milieux des différents usagers de l’eau, car ces derniers participent aux côtés des scientifiques, au débat de la qualité des milieux aquatiques en France. Il en est de même des forêts ou des prairies dont l’aménagement doit concilier biodiversité et services rendus, depuis la qualité des paysages à la production de biomasse ou à la régulation du cycle de l’eau.

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