Comptage des spores de champignons
Définition

Qu’est-ce que l'écologie chimique ?

L’écologie chimique décrit les interactions chimiques entre les êtres vivants et avec leur environnement.

L’écologie

L’écologie désigne la science qui étudie les interactions des êtres vivants avec les différents composants de leur lieu de vie : les éléments minéraux (les roches, l’eau, les gaz de l’atmosphère…) et les autres organismes vivants, de toutes tailles.

La chimie

Cette science s’intéresse au monde à l’échelle des atomes, ces unités de la matière. Toutes les substances, inertes ou vivantes, sont en effet constituées d’assemblages d’atomes (de carbone, d’hydrogène, d’oxygène, de silicium, de fer, etc.).

Les atomes se lient entre eux pour constituer des molécules. Ainsi, la molécule d’eau est composée d’un atome d’oxygène relié à deux atomes d’hydrogène (H2O). Le monde matériel qui nous entoure évolue grâce à des réactions entre ces molécules, qui s’échangent des atomes. C’est ainsi que l’eau cède de l’oxygène au fer lorsqu’il rouille. La chimie décrit ces réactions d’échanges.

Le langage de la chimie

Pour communiquer les uns avec les autres, les êtres vivants utilisent parfois des sons, parfois des gestes, parfois le contact, mais surtout la chimie. C’est probablement le mode de communication les plus répandu et universel dans le monde vivant.

Abeille pollinisateur

Pollinisation d'une fleur par une abeille

© MNHN - R. Bracco

Un individu émet des molécules dans l’air, dans l’eau, ou les dépose sur une surface. D’autres individus de la même espèce ou d’une espèce différente vont percevoir ces molécules et interpréter leur présence comme un message. Cette communication va ainsi lui permettre d’attirer un partenaire pour se reproduire, de trouver une source d’alimentation, d’avertir d’un danger ou encore de repousser un prédateur.

Chez les animaux, ce langage chimique passe beaucoup par des odeurs ou des phéromones (une substance sécrétée dans le but spécifique de transmettre un message). C’est ainsi qu’un loup marque son territoire, qu’un chat repère un partenaire sexuel, qu’un chien reconnaît son maître, qu’une fourmi identifie un congénère et sa fonction dans la société.

Mais l’odeur est aussi un moyen pour une fleur d’attirer des insectes pollinisateurs (et seulement les bons !). Des plantes blessées peuvent aussi émettre des composés volatils qui préviennent leurs voisines d’un danger. Et des bactéries sécrètent des toxines pour protéger leur colonie.

L’essor d’une discipline

L’écologie chimique a émergé dans les années 1960 avec la description d’une phéromone sexuelle de papillon, celle du bombyx du mûrier. Elle est actuellement en plein essor grâce à des évolutions techniques importantes. Les laboratoires se sont dotés d’outils d’analyse massive ultra performants, capables d’identifier de grandes quantités de molécules à la fois. Il s’agit par exemple de spectromètres de masse ou de la résonnance magnétique nucléaire. Parallèlement, des outils informatiques ont vu le jour pour traiter les monceaux de données ainsi générées.

Des applications tous azimuts

L’écologie chimique permet de comprendre comment interagissent entre eux les différents êtres vivants. Et ouvre donc la perspective d’agir sur eux. C’est ainsi qu’on fabrique par exemple des pièges olfactifs qui attirent les ravageurs d’une culture et les détournent de leur cible ; qu’on empêche l’installation de plantes invasives ; ou encore qu’on découvre des médicaments dans les substances fabriquées par des microbes.

Article rédigé en janvier 2024. Remerciements à Soizic Prado, professeure du Muséum national d'Histoire naturelle, responsable de l'équipe Chimie des Produits Naturels Fongiques et Bactériens (UMR 7245, Molécules de Communication et Adaptation des Micro-organismes)

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