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Corps humain et écosystèmes : le « modèle Serengeti »

Les systèmes biologiques sont fondés sur des boucles de rétroaction qui assurent l’équilibre. La rupture d’une de ces boucles peut suffire à créer la maladie. Il en va ainsi du corps humain comme des écosystèmes.

Le médecin français Claude Bernard fut le premier à suggérer, au XIXe siècle, que les animaux maintiennent des paramètres physiologiques constants. Ce processus fut bap­tisé «homéostasie» par le physiologiste américain Walter B. Cannon, l’un des personnages principaux du livre de Sean B. Carroll. L’auteur étend le concept à toute la gamme des systèmes biologiques, de la bactérie E. coli au vaste parc ­national du ­Serengeti, en ­Tanzanie.

En tant que chirurgien plasticien de l’armée, Cannon découvrit pendant la Première Guerre mondiale qu’il pouvait combattre l’acidification du sang des soldats blessés en état de choc, normalement fatale, en leur administrant du bicarbonate de soude, rétablissant ainsi l’équilibre du pH corporel. Il développa plus tard l’idée que l’organisme régule son environnement interne par des boucles de rétroaction faisant intervenir des hormones comme l’insuline, qui régulent le taux de sucre dans le sang.

Puis Carroll nous emmène en Arctique. C’est en participant à des expéditions au Spitzberg que l’écologue et zoologue britannique Charles Elton a élaboré l’idée des chaînes alimentaires. La migration périodique des lemmings avait piqué sa curiosité. Il découvrit que la Compagnie de la baie d’Hudson avait tenu des registres sur le nombre de peaux d’animaux qu’elle avait achetées depuis 1821. Les chiffres révélaient un cycle régulier de dix ans d’expansion et de contraction des effectifs de lapins et de leur prédateur, le lynx. Ce travail fondait la dynamique des populations, la branche de l’écologie qui étudie la régulation naturelle du nombre d’animaux.

Au niveau cellulaire, c’est le biologiste Jacques Monod, un héros de la Résistance française, qui a mis en évidence le mécanisme par lequel les cellules régulent la production d’enzymes. La généticienne britannique Janet Rowley a découvert le lien entre le cancer et les translocations chromosomiques, lorsqu’une partie d’un chromosome se détache pour se rattacher à un autre, entraînant la production d’une protéine mutante qui rompt la boucle de rétroaction régulant la division cellulaire.

En écologie, c’est le développe­ment incontrôlé de populations qui crée la pathologie. Sur la côte du nord-ouest des états-Unis, les grands bancs de varech se sont maintenus parce que les loutres de mer limitaient les populations d’oursins. Lorsque les loutres ont été chassées pour leur fourrure – presque jusqu’à l’extinction  –, les oursins se sont multipliés à tout-va et le varech a disparu. Au Ghana, l’extermination des léopards et des lions a entraîné une infestation de babouins. En Indo­nésie, les pesticides répandus sur les rizières ont tué les araignées qui se nourrissaient de cicadelles brunes, lesquelles ont ensuite dévasté les plantations. La solution ? Rétablir l’élément manquant, l’« espèce clé » dont la présence est essentielle à la structure de l’écosystème. Une fois les loutres de mer protégées, le varech est revenu. Quand on a cessé de pulvériser des pesticides, les araignées ont mangé les sauterelles.

Ce qui nous amène au parc national du Serengeti. À la fin du XIXe siècle, la peste bovine s’abattit sur les prairies d’Afrique de l’Est. Cette maladie virale était venue d’Asie, probablement avec le bétail d’une armée européenne. En l’espace de quelques décennies, elle tua la plupart des ­bovins, de la Corne de l’Afrique au Cap. Lors d’une première étude aérienne menée dans les années 1950 dans le Seren­geti, le zoologue Bernhard ­Grzimek, son fils Michael et sa bru Erika recensèrent 99 481 gnous. En 1977, les effectifs avaient atteint 1,4 million. Des analyses de sang ont montré que la campagne de vaccination du bétail contre la peste bovine avait protégé l’espèce sauvage, amenant un rebond massif de la population. Le correctif est venu de la pénurie de nourriture durant la saison sèche, qui entraîna la mort de nombreux gnous. Au-dessous d’environ 1,2 million, la population augmente ; au-dessus, elle diminue. Cette boucle de rétroaction est connue sous le nom de régu­lation dépendante de la densité. Des ­effets similaires ont été constatés chez l’éléphant et le buffle.

Le parc national de Gorongosa, au Mozambique, abritait naguère une biodiversité comparable à celle du Serengeti, mais, pendant la guerre civile (1977-1992), il est devenu le repaire de soldats affa­més armés de kalachnikovs. Privé de son gros gibier, le parc a été repris en main par un milliardaire philanthrope américain, qui l’a repeuplé avec des espèces emblématiques comme le buffle, transplanté du parc national Kruger, en Afrique du Sud. Protégé du braconnage grâce à une gestion efficace et à des projets de développement destinés aux populations locales, l’écosystème s’est reconstitué pour recouvrer un peu de sa superbe d’antan.

Comme toutes les bonnes histoires, celle-ci a une morale. ­Perturbez le système régulateur du vivant et la pathologie s’installe. Rétablissez-le et la santé revient.

— Andrew Harvey est consultant auprès de l’Organisation des
Nations unies pour l’alimentation
et l’agriculture (FAO).

— Cet article est paru dans The Times Literary Supplement le 22 juillet 2016. Il a été traduit par Nicolas Saintonge. Nous le reproduisons avec l’autorisation
de News Licensing.

LE LIVRE
LE LIVRE

The Serengeti Rules: The Quest to Discover How Life Works and Why it Matters (« Les lois du Serengeti : comment la vie fonctionne et pourquoi c’est important ») de Sean B. Carroll, Princeton University Press, 2017

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