Les bio-indicateurs : ce qu'ils sont et à quoi ils servent

La biosurveillance est un outil de recherche scientifique de plus en plus utilisé pour mesurer l'exposition humaine et environnementale aux polluants et toxines. Ce processus de collecte de données, à la fois qualitatives et quantitatives, est réalisé sur un certain intervalle de temps, précisément pour enregistrer les changements qui peuvent se produire et leur cause. La biosurveillance peut utiliser des bio-indicateurs pour évaluer l'état de l'environnement (eau, sol, air) et la biodiversité présente sur un territoire donné, qui peut être exposé ou non à des facteurs perturbateurs ou à des éléments polluants.

Un indicateur biologique, ou bio-indicateur, est un organisme utilisé pour évaluer un changement dans la qualité de l'environnement dû à un stress naturel ou anthropique. La cible biologique étudiée subit également des changements dans son état naturel, qui peuvent être détectés pour déterminer l'état de santé de l'environnement. Pour être utilisé comme bio-indicateur, un organisme doit satisfaire aux critères déterminés ; en général, l'organisme candidat doit être convenablement distribué et facilement accessible, avoir une certaine pertinence écologique et sociale, être de préférence de grande taille, avoir une longue durée de vie et être capable d'accumuler et de concentrer des quantités détectables de polluants sans mourir. On parle en effet de bioaccumulation dans l'organisme de certaines substances, souvent des polluants, dans des proportions bien supérieures à la concentration environnementale.

Les mauvaises herbes peuvent être les principaux bio-indicateurs de la qualité du sol et de son impureté. En ce qui concerne les plantes herbacées, on peut déduire des conditions du sol et de l'état de fertilité les mauvaises herbes qui poussent dans un sol donné. En effet, chaque plante a ses propres conditions optimales de croissance. Certains organismes végétaux préfèrent les sols acides, d'autres les sols basiques ; mais le état de compaction du sol lui-même peut également avoir un effet, de même que la concentration excessive de certains éléments nutritifs, comme l'azote, et le niveau d'humidité.

Les libellules et les demoiselles sont des insectes appartenant à l'ordre des Hodons, qui ont évolué au début de l'ère mésozoïque. Ce sont des animaux attachés aux plans d'eau, qui les survolent pour se nourrir et se reproduire. Ils peuvent être utilisés comme sentinelles de l'environnement et comme informateurs de la santé des eaux douces, grâce à leur sensibilité particulière. En effet, leur bon développement aux premiers stades de leur vie dépend de la qualité de l'eau des rivières, des étangs et des lacs. Les odonates sont donc d'excellents bio-indicateurs pour la surveillance des eaux douces. En outre, leur présence en termes de qualité et de quantité fournit des informations sur l'abondance des proies (insectes) et de la végétation de l'écosystème examiné. Contrairement à d'autres bio-indicateurs, il existe chez les odonates une corrélation directe entre la densité de leur population et celle des proies et des plantes.

Les lichens fournissent des informations significatives sur la diversité, la quantité et la qualité de l'environnement polluants dans l'atmosphère. En effet, l'activité humaine libère dans l'air divers polluants nocifs qui non seulement menacent la santé humaine et animale, mais provoquent également des maladies végétales et perturbent la structure de l'écosystème. Les lichens sont une association symbiotique entre deux organismes, un champignon et un partenaire photosynthétique tel qu'une cyanobactérie ou une algue. Dans cette symbiose, l'algue produit des composés organiques par photosynthèse tandis que le champignon, par l'intermédiaire de ses hyphes, fournit à l'algue une protection, des sels minéraux et de l'eau. Les lichens n'ont ni racines, ni tiges, ni feuilles, ils dépendent donc principalement de l'apport atmosphérique en nutriments minéraux. Ils sont d'ailleurs connus pour être très sensibles aux paramètres environnementaux tels que la température, l'humidité et les polluants atmosphériques, du fait de l'absence de vascularisation.

Les oiseaux possèdent de nombreuses propriétés connues des bio-indicateurs : ils sont facilement détectés grâce à leurs cris, leurs couleurs vives et leurs habitudes de vol. Dans de nombreux écosystèmes, les oiseaux sont les principaux consommateurs, ce qui en fait des organismes qui peuvent bioaccumuler facilement les contaminants. Ces animaux sont les seuls à pouvoir couvrir un niveau tridimensionnel de l'écosystème, car ils peuvent voler, rester sur terre, nager et même pénétrer dans les eaux profondes. En outre, le comportement migratoire de certains d'entre eux leur permet de couvrir de vastes zones et donc de nous donner des informations sur le type et le degré de contamination du territoire qu'ils couvrent. Les oiseaux peuvent agir comme bioindicateurs de diverses perturbations environnementales, telles que le bruit, la qualité de l'air, la pollution lumineuse, le réchauffement climatique, mais aussi sur leniveau de biodiversité présent dans une zone donnée.

Les élasmobranches sont une sous-classe de poissons cartilagineux qui comprend les raies et les requins : ils ont unegrande importance écologique et sociale, ainsi qu'une répartition et une accessibilité étendues. De nombreuses espèces sont longues et se situent au sommet de leur chaîne trophique. Toutes ces caractéristiques en font d'excellents bio-indicateurs de la pollution de l'eau, puisque, étant au sommet de la chaîne alimentaire, ils accumulent des niveaux élevés de contaminants environnementaux présents dans l'écosystème depuis des décennies, voire des siècles dans certains cas. Grâce à leur foie riche en graisse, ils peuvent accumuler des substances lipophiles, une caractéristique de certaines substances nocives. Les élasmobranches sont en fait utilisés comme bio-indicateurs de divers polluants dans les eaux marines, tels que les métaux, les polluants organiques persistants et les plastiques, mais ils peuvent également fournir des informations sur les changements environnementaux induits par les activités anthropogéniques (changements de la température, du pH et de l'oxygénation des eaux marines).

Les bivalves sont des mollusques filtreurs des eaux douces et marines, agissant comme sentinelles de certains changements environnementaux et bioaccumulateurs de multiples types de substances. La moule commune, en particulier, est un bon bioindicateur car elle reflète certaines caractéristiques importantes, telles que sa distribution mondiale, son comportement sédentaire et ses faibles coûts d'approvisionnement. Grâce à ces organismes, il est possible d'étudier l'impact d'un événement particulier sur l'état d'un écosystème et de pronostiquer, avec une certaine approximation, les risques environnementaux.