Un univers dans une cuillère à thé

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ob_2dc9fcc9d498b300a1a95c943e38e402_sol-800x527La biodiversité des sols

Le sol est l’un des écosystèmes de la biosphère les plus riches en organismes vivants. C’est un milieu hétérogène qui offre aux microorganismes des habitats diversifiés. Les espèces qu’il abrite sont encore mal connues. Les plus petits organismes sont les plus nombreux et les plus diversifiés en termes d’espèces et de bagage génétique. On estime que la majorité de la biodiversité terrestre vit sous la surface du sol.

Le sol est plein d’inconnu. — Marc Saint-Arnaud, chercheur Jardin botanique de Montréal

  • 1 gramme de sol pourrait abriter entre 10 000 et 100 000 espèces de bactéries.
  • La biomasse des bactéries sur Terre serait équivalente à celle des plantes.
  • Le poids des organismes vivants dans le sol pourrait être 10 fois supérieur à celui des organismes vivant en surface.
  • 1 hectare de sol forestier contient plus d’organismes vivants qu’il y a d’êtres humains sur la Terre.

Le sol abrite des milliers d’espèces qui s’activent chaque jour pour créer des conditions favorables à la croissance des plantes, à l’alimentation des animaux et à la production de matières premières essentielles à l’homme. Les microorganismes assurent la fertilité des sols et leur permettent de stocker et de purifier l’eau. Ils peuvent fournir des antibiotiques et rendre le sol moins vulnérable à l’érosion. Il y a des millions d’années, les microorganismes ont permis aux plantes de coloniser les premières terres émergées, ils ont créé le sol tel qu’on le connait actuellement et ils supportent encore aujourd’hui la création de toute la biomasse (plantes et animaux) sur Terre.

Les sociétés humaines dépendent d’un grand nombre de ressources offertes par la nature (alimentation, eau potable, fibre textile, matériaux de construction). Toutes ces ressources dépendent directement du travail des microorganismes sous la surface du sol.

La composition d’un sol

« On s’imagine, un peu naïvement, que du sol c’est du sol. Mais ce n’est pas vrai. C’est très hétérogène dans le sol. (…) si on prend deux échantillons, à quelques pas de distances, on a affaire à deux situations complètement différentes. » — Marc Saint-Arnaud

La composition du sol est influencée par plusieurs facteurs : composition minérale et structure du sol, proximité des sources de matières organiques,  températures, humidité, salinité et pH. Généralement, un sol fertile se compose approximativement de :

  • 50 % de vide où circulent l’air et l’eau ;
  • 45 % de minéraux ;
  • 5 % de matière organique (dont 0,2 % d’organismes vivants et 4,8 % de matières en décomposition).

Une cuillère à thé (5 ml) de sol fertile peut contenir [1] :

  • cuillère à thé1 billion de bactéries ;
  • 2 kilomètres de filament de champignon microscopique ;
  • 400 000 protozoaires (animaux unicellulaires) ;
  • 2 000 nématodes (vers microscopiques) ;
  • 1 000 arthropodes (insectes et larves d’insectes, araignées, acariens, etc.).

En plus des racines et radicelles des plantes et des animaux plus gros : vers de terres, fourmis, crustacés (cloportes), mollusques (limaces, escargot).

Les microorganismes des sols peuvent être divisés en trois grands groupes selon le rôle qu’ils jouent dans l’écosystème du sol :

  • Les ingénieurs chimistes (bactéries, champignons et protozoaires) sont responsables de décomposer les déchets végétaux et animaux et de transformer les minéraux en nutriments assimilables par les plantes. Ces organismes peuvent aussi participer à la dégradation d’éventuels polluants et produire des molécules antibiotiques. Grâce au travail de ces microorganismes, le sol est une zone d’intenses transformations biochimiques.
  • Les prédateurs (nématodes, acariens, insectes) maintiennent l’équilibre entre les différentes espèces.
  • Les ingénieurs mécaniques (vers de terres, fourmis, petit mammifères) modifient le sol en y creusant des tunnels et des galeries, augmentant ainsi sa porosité et créant des habitats pour différents organismes. Ils fragmentent la matière organique et mélangent le sol, améliorant ainsi son aération, sa texture et sa structure.

« Pendant longtemps, peu de gens ont étudié les sols. Le sol s’est sale puis on n’y voit rien.  Étudier le sol, ce n’est pas facile. Pourtant, si on s’y intéresse, on peut toujours découvrir de nouvelles espèces.» — Marc Saint-Arnaud.  Par leur très grande diversité génétique, les microorganismes du sol représentent un véritable réservoir génétique, mal connu et largement sous-exploité. On estime que 1% des bactéries et des virus et seulement 4 % des champignons microscopiques ont été identifiés.

La biodiversité des sols représente un patrimoine qu’il est essentiel de préserver, un réservoir extraordinaire de gènes et un potentiel d’adaptation et d’innovation qui pourrait aider les écosystèmes et l’espèce humaine à faire face aux défis environnementaux à venir.

Sources :

[1] Colorado State University Extension, The Living Soil, CMG GardenNotes #212

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