La théorie métabolique de l’écologie

L’Homme ne comprend pas encore tous les processus de la vie. Pourtant, il continue de la modifier, de l’exploiter, etc. Quelles seront les répercussions de nos actes sur la vie? Les réponses parfois incertaines peuvent sembler inquiétantes. Une lueur d’espoir a récemment vu le jour; la théorie métabolique de l’écologie représente un grand pas en avant dans notre compréhension du monde vivant.

Des physiciens et biologistes

En se basant sur de simples principes de chimie, physique et biologie, la théorie relie la biologie des organismes à l’écologie des populations, communautés et écosystèmes. Cette théorie a été pondue par un trio de scientifiques des domaines de l’écologie et de la physique.

Ils nous proposent des explications simples et intéressantes sur la mécanique du monde vivant à petite et grande échelle, avec toutes les applications et répercussions impliquées.

Le feu de la vie

Selon les auteurs de cette théorie, la façon dont la vie utilise l’énergie est le principe qui unifie tous les organismes vivants. Leur théorie est fondée sur le «feu» commun à tous ceux qui vivent, le métabolisme. Il s’agit de l’ensemble des processus chimiques et physiques par lesquels un organisme se maintient en vie.

D’abord, le catabolisme est le processus par lequel un organisme dégrade les substances qu’il ingère pour les rendre disponibles à ses cellules. Ensuite l’anabolisme est le processus par lequel il crée les substances qui feront partie de ses cellules ou qui les nourriront (énergie).

Cette théorie se veut unificatrice, puisqu’elle peut expliquer à elle seule la croissance et le développement des organismes, la dynamique des populations (de ces organismes), l’évolution, le flux des composés (par exemple le CO2) à travers l’environnement et les patrons de diversité des espèces. La théorie propose que tous les organismes vivants fonctionnent de la même façon; autant les fougères, érables, truites, crocodiles, mésanges et baleines. Pour vivre, chacun d’eux possède un réseau par lequel il achemine, assimile, transforme et redistribue les nutriments de son environnement.

La loi du moindre effort

Que l’on regarde une plante, un poisson ou un mammifère, une observation est frappante : la similarité de la structure des réseaux biologiques. La raison à ceci est que ces réseaux ont été dessinés par la sélection naturelle; celle-ci a forcé les organismes vivants à obéir à la loi du moindre effort. Ainsi, les réseaux biologiques ont évolué pour fonctionner le plus efficacement possible, c'est-à-dire toujours transporter les éléments en le moins de temps et d’effort.

La vitesse à laquelle les organismes acquièrent et dépensent l’énergie, soit le taux métabolique, est une mesure fondamentale en écologie. D’après la nouvelle théorie, on peut combiner le taux métabolique à la notion de réseaux biologiques pour expliquer une panoplie de processus vivants autour de nous, bref, l’ensemble du vivant.

Une règle commune à tout le vivant

Si vous demandez à ce trio de chercheurs le taux de croissance de n’importe quel être vivant, son taux de reproduction et son espérance de vie, ils auront besoin de seulement trois éléments pour vous répondre : le taux métabolique, la masse et la température corporelle de l’organisme. En appliquant leur théorie, ils peuvent prédire un grand nombre d’aspects de la biologie des organismes, et ce, avec une précision étonnante.

Oui et alors?

L’Homme trouve la vie fascinante depuis longtemps et chaque progrès vers sa compréhension vaut son pesant d’or. Grâce à l’application de cette théorie, l’Homme sera en mesure de mieux comprendre ses propres impacts sur l’environnement et pourra peut-être trouver réponse à plusieurs de ses problèmes.

À ce jour, les scientifiques du réchauffement climatique ne sont pas en mesure de prédire précisément ce que le réchauffement de la planète causera sur les écosystèmes. La théorie métabolique pourrait fournir une partie importante de la réponse, puisque le métabolisme est fortement affecté par la température.

De plus, cette théorie pourrait nous informer sur la réponse des populations naturelles exploitées, telles les pêcheries. En pêchant toujours les plus gros poissons, l’Homme a influencé le rythme biologique des espèces.

Enfin, d’autres scientifiques ont découvert que la croissance des tumeurs cancéreuses est hautement similaire à la croissance des individus. Ainsi, la théorie métabolique de l’écologie pourrait même s’appliquer au niveau médical.