Les écosystèmes maintiennent les conditions nécessaires à la survie et la reproduction des êtres vivants. Ils assurent la pollinisation, la dispersion des graines, le maintien des habitats, le contrôle biologique des ravageurs en agriculture et en sylviculture, la régulation des maladies humaines, la fertilité des sols, ...  

La Pollinisation

La pollinisation assure la reproduction sexuée des plantes à fleurs (Angiospermes). Elle consiste en l'acte de féconder ces plantes par le transport de pollen depuis les étamines (organes sexuels mâles) jusqu'au pistil et aux ovaires (organes sexuels femelles). Ces organes sont portés par des fleurs qui sont souvent mâles et femelles (hermaphrodites), parfois l'un ou l'autre (unisexuées). L'ovaire devient alors une graine, entourée d'un fruit, qui pourra à son tour produire une plante.

Une reproduction sexuée efficace assure à la fois la production de fruits et de graines de meilleure qualité (meilleure conformation ou pouvoir germinatif) et/ou en plus grande quantité.

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Dispersion des graines

Les plantes se propagent dans leur environnement le plus souvent grâce à la dissémination de leurs graines, on parle aussi de « dispersion des graines ». Les plantes n'étant pas des êtres mobiles, plusieurs stratégies existent dans la nature pour amener de nouvelles plantes à croître loin de la plante mère.

Cette dispersion spatiale a été favorisée par la sélection naturelle car elle permet :

  • d'atteindre des habitats propices et favorables au développement des futures pousses,
  • de diminuer la compétition entre individus en les disséminant sur un plus large territoire,
  • d'échanger des individus entre populations et de favoriser ainsi le brassage génétique dans ces populations végétales,
  • de créer de nouvelles populations, en colonisant de nouveaux milieux.

Finalement, les dispositifs de dissémination présentent un avantage sélectif, puisqu'ils favorisent la perpétuation de l'espèce.

Maintien des habitats tout au long du cycle de vie des espèces

Le cycle de vie de toute espèce est soutenu, en tout ou en partie, par les produits et le comportement de beaucoup d'autres ainsi que par la nature de l'environnement abiotique. Les produits des écosystèmes (par exemple les nutriments, les semences) peuvent être exportés par le vent, l'eau ou les animaux (y compris les humains) pour soutenir les cycles de vie d'espèces ailleurs.

Les espèces migratrices, par exemple certaines espèces de poissons, d'oiseaux, de mammifères et d'insectes, peuvent utiliser un écosystème pour juste une partie de leur cycle de vie. Par exemple, les salmonidés utilisent des zones propres, aérées et peu profondes de l'eau pour la parade nuptiale et la ponte, et dépendent de ces écosystèmes pour leur approvisionnement en eau propre et la nourriture pour les poissons juvéniles.

Le saumon adulte entraine l'existence d'autres espèces prédatrices, notamment les humains et, à leur mort, apportent des quantités importantes de matière organique à l'écosystème fluvial.

Les oiseaux migrateurs tels que les oies dépendent des écosystèmes pour la disponibilité des pâturages sur leurs voies de migration, et peuvent façonner la composition des communautés végétales, ce qui affecte les interactions concurrentielles et les l'accroissement potentiel de l'hétérogénéité spatiale au moyen d'une alimentation sélective.

Certaines des espèces migratrices ont une valeur commerciale, auquel cas la fourniture de l'habitat de reproduction par l'écosystème fournit un important "service de nurserie" qui est (économiquement) valorisé en tant que tel (par exemple, les mangroves, qui fournissent un habitat de reproduction à de nombreuses espèces de poissons et de crustacés, qui sont récoltés à l'âge adulte loin de leurs zones de frai).

Lors de l'évaluation économique des écosystèmes de mangrove, ce service de nurserie doit être pris en compte.

Contrôle biologique

Les ravageurs et les maladies sont régulés dans les écosystèmes par l'action des prédateurs et des parasites ainsi que par les mécanismes de défense de leurs proies. La lutte naturelle contre les parasites des plantes est assurée par les prédateurs et parasitoïdes spécialisés, y compris les oiseaux, les chauves-souris, les araignées, les coléoptères, les mantes, les mouches et des champignons entomopathogènes.

À court terme, ce processus supprime les dégâts causés par les parasites et améliore les rendements, tandis qu'à à long terme, il maintient un équilibre écologique qui empêche les insectes herbivores d'atteindre les parasites.

Les ravageurs agricoles causent des pertes économiques importantes dans le monde entier.

À l'échelle mondiale, plus de 40 % de la production alimentaire est perdue à cause des insectes nuisibles, les agents pathogènes des plantes, et les mauvaises herbes, malgré l'application de plus de 3 milliards de kilogrammes de pesticides sur les cultures, plus d'autres moyens de contrôle (Pimentel 2008).

Ce service devrait faire l'objet de davantages d'attention dans les années futures car le changement climatique apporte de nouveaux ravageurs et accroît la vulnérabilité des espèces aux parasites et aux prédateurs.

Régulation des maladies humaines

Les écosystèmes naturels jouent un rôle essentiel pour soutenir et nourrir la vie, y compris l'espèce humaine, mais ils jouent également un rôle fondamental dans la régulation de la transmission et de la propagation des maladies infectieuses. La destruction des habitats et de la biodiversité rompt l'équilibre écologique qui limite les micro-organismes responsables de certaines maladies et crée des conditions favorables à leur propagation.

Les liens entre biodiversité et santé ont été clairement établis en ce qui concerne le rôle de la biodiversité en tant que vectrice de maladies, mais l'inverse reste peu étudié.

Depuis la première conférence internationale sur les liens entre santé et biodiversité en 2005, les données sur les effets positifs de la biodiversité sur la santé s‘accumulent et sont portées à connaissance, notamment au sein de la Convention sur la diversité biologique et du Programme des Nations Unies pour l‘environnement.

Nous pouvons évoquer les recherches récentes sur la diversité du microbiote intestinal et son lien avec des pathologies comme le diabète, l'obésité ou les maladies mentales. Enfin, nous pouvons citer quelques exemples emblématiques, tel que l'effondrement des populations de vautours en Inde dans les années 1990 qui a été responsable d'une crise sanitaire majeure avec une augmentation de l'insalubrité et une augmentation des cas de rage humaine car les chiens errants qui ont remplacé les vautours sont à la fois moins efficaces pour débarrasser l'environnement des cadavres et surtout, ils sont sensibles à la rage, alors que les vautours sont un cul-de sac épidémiologique (pas de transmission du virus à l'homme).

Processus d'altération, de décomposition et de fixation des sols

Le processus de formation du sol est régi par la nature des matériaux de base, les processus biologiques, la topographie et le climat. Il implique la conversion d'une matrice minérale, qui a une capacité limitée à soutenir les cycles des nutriments, en un milieu complexe avec des composants à la fois inorganiques et organiques, et des phases solides, liquides et gazeuses dans lesquelles se produisent les transformations chimiques et biologiques. L'accumulation progressive de matières organiques est caractéristique du développement de la plupart des sols, et dépend de l'activité d'un large éventail de microbes, de plantes et d'organismes associés.

La formation des sols est un processus continu dans tous les écosystèmes terrestres, mais elle est particulièrement importante et active dans les premiers stades suivant l'exposition des surfaces terrestres (par exemple, après la glaciation).

Une grande partie de la matière organique de nombreux sols provient des excréments des animaux du sol, et tant la structure brute et fine du sol est déterminée par l'activité biologique.

De nombreuses espèces différentes sont impliquées dans le cycle des nutriments, qui comprend de nombreuses transformations des éléments impliquant souvent une biochimie complexe.

La qualité du sol est soutenue par le cycle des nutriments, qui se produit dans tous les écosystèmes et est fortement liée à la productivité.

Un élément clé est l'azote, qui se trouve dans les d'énormes quantités dans l'atmosphère et est converti en une forme biologiquement utilisable (ammonium) par les bactéries.

Les engrais azotés sont de plus en plus chers (environ 90 % du coût est constitué d'énergie, généralement du gaz) et les approvisionnements ne sont donc pas durables. La fixation de l'azote par les organismes représente environ la moitié de la fixation totale de l'azote dans le monde, et les systèmes agricoles durables devront de plus en plus s'appuyer sur ce processus à l'avenir.