Le Plancton est Chaos

LE PLANCTON EST CHAOS

Je voulais vous parler d’un article scientifique écrit par la chercheuse Élisa Benincà, publié en 2008 dans la prestigieuse revue Nature et qui présente une expérience très intrigante : la présence de chaos dans la dynamique d’une communauté planctonique !

Ce groupe de chercheurs est spécialisé en écologie théorique. Cette discipline récente qui ne date que depuis le début du XXème siècle, se positionne à la croisée de nombreux autres domaines plus ou moins anciens tels la physique, la biologie, les mathématiques ou la génétique.

En guise d’introduction à cette fascinante discipline scientifique, l’article que je vais vous présenter utilise justement des notions utilisées en physique et en mathématiques.
Aïe, j’ai peut-être prononcé des mots qui font peur, et si vous avez des sueurs rien qu’à l’idée de faire une règle de 3, pas de panique, il n’y a pas d’interros à la fin !

Vous avez sûrement déjà entendu parler de la théorie du chaos, vous savez cette histoire d’un battement d’aile de papillon qui peut créer un cyclone à l’autre bout de la planète. En réalité, l’image du papillon et du cyclone sert à illustrer l’idée de base de cette théorie mathématique : le phénomène de la sensibilité aux conditions initiales. Il s’avère que certains modèles mathématiques peuvent montrer des dynamiques très différentes à partir de conditions initiales quasiment identiques. Ces dynamiques sont alors qualifiées de « chaotiques ».
Le système chaotique le plus célèbre est le climat, c’est d’ailleurs à cause de sa nature chaotique que l’on ne peut prévoir le temps à plus de quelques jours à l’avance. Il faudrait ainsi théoriquement connaître l’état précis de l’atmosphère en tout point du globe pour pouvoir prédire le temps, je ne vous cache pas que c’est légèrement impossible. En attendant ce jour (qui n’arrivera jamais), et malgré d’énormes moyens de mesure du temps tout autour de la planète, on ne bénéficie que d’une approximation de l’état de l’atmosphère. Et comme dit précédemment, le propre d’un système chaotique est sa sensibilité aux conditions initiales. Ainsi comme notre estimation du temps présent est fausse, la prévision à partir de celle-ci l’est également. Alors quand vous voyez à la télé que la météo vous annonce beau temps la semaine prochaine, prévoyez quand même un parapluie, mais n’en voulez pas au présentateur !

Vous vous demandez peut-être quel est le lien entre le « chaos » sorti tout droit de la tête de mathématiciens fous avec nos petit et gentil plancton … He bien c’est Élisa Bénincà qui l’explique dans son étude.
Tout part d’un échantillon d’eau de mer prélevé dans la Mer Baltique, contenant une communauté entière de plancton, et mise en culture en laboratoire sous conditions stables dans ce qu’on appelle un mésocosme.
Son équipe a ensuite réalisé un véritable travail de titan, ils ont mesuré l’abondance des différentes espèces 2 fois par semaine pendant plus de 2300 jours, soit près de 6 ans et 4 mois. Malgré les conditions expérimentales de lumière, de température et de salinité constantes, les mesures des abondances des espèces de bactéries, de phytoplancton ou encore de zooplancton ont montré des grandes fluctuations. Et des fluctuations de type chaotique, c’est à dire sans périodicités apparentes.
Mais qu’est-ce qui peut bien provoquer de telles variations alors que toutes ces petites bébêtes sont gardées dans un environnement stable ?
La réponse réside dans le fait que c’est la dynamique propre de cette communauté qui entraine ces fluctuations chaotiques. Autrement dit, ce sont les liens entre les différentes espèces qui produisent le chaos.

Ce résultat expérimental est d’autant plus important qu’il confirme pour la première fois sur une période aussi longue, l’existence du chaos dans la dynamique d’espèces.
Prévoir la dynamique d’écosystèmes s’apparente ainsi à la prévision de la météo. À cause de leur nature théoriquement chaotique, on ne peut prévoir comment évoluent ces systèmes au-delà d’une certaine période.

De quoi mettre KO tout prévisionniste

Article scientifique (en anglais) disponible ici

« Chaos in a long-term experiment with a plankton community » Beninca et al, 2008.

1 commentaire sur “Le Plancton est Chaos

  1. Salut salut,

    Joli article pour commencer, vous avez pensé à vous rapprocher du groupe du café des sciences ? Ensuite je me demandais comment ce chaos s’articulait avec certaines observations effectuées dans d’autres zones où l’on voit des groupes phytoplanctoniques dominer ? Est-ce que ce chaos se fait uniquement dans un groupe restreint d’espèce hyper adaptées au milieu environnant ?

    Bisous bisous !

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *