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Les pesticides modifient-ils l'écosystème global ?

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Les pesticides sont un moyen de lutte contre les espèces nuisibles pour les cultures agricoles. Efficaces, les produits phytosanitaires modifient l'équilibre de bon nombre de populations sauvages. Toutefois, le manque d'études empêche une reconnaissance claire de ce lien de cause à effet. Dans son numéro consacré aux problèmes des pesticides, la revue Science dresse un bilan des connaissances actuelles.

En 2007, la France a utilisé 2,9 kg de pesticides par hectare cultivé. Le plus gros utilisateur de produits phytosanitaires est la Colombie, essentiellement pour protéger les plans de café : elle a eu recours à 15,3 kg de pesticides par hectare. Les Bahamas sont en tête du classement, avec 59,4 kg. © Lite-Trac, Wikipédia, cc by sa 3.0

Dans son dernier numéro, la revue Science propose une édition spéciale consacrée aux pesticides et à leur influence sur l'écosystème mondial. Ces 50 dernières années, la population du globe a doublé, et l'agriculture s'est intensifiée. Or, la surface des terres arables n'a augmenté que de 10 %. l'usage s'est dans le même temps fortement accru pour que la production suive. L'inquiétude des pouvoirs publics et des consommateurs sur les effets environnementaux indésirables des produits phytosanitaires n'a cessé de croître depuis les années 1960. Craintes ayant un fondement, puisque de plus en plus appuyées par la science.

Les écotoxicologues Heinz Köhler et Rita Triebskorn, chercheurs à l'université Tübingen (Allemagne), ont réalisé un état de l'art des études scientifiques actuelles sur l'impact global des pesticides. Publiée dans une édition spéciale de Science, l'étude dresse un bilan des connaissances sur les actions moléculaires des pesticides et leurs interactions possibles avec les processus biologiques de la faune et la flore sauvages.

Un manque évident d'études scientifiques réalisées in situ a empêché jusqu'à présent une reconnaissance indiscutable des effets des pesticides biochimiques sur les populations d'espèces« Bien qu'il existe de nombreuses indications sur les changements dans les populations animales et les écosystèmes en raison de l'évolution des pesticides, il y a peu d'études prouvant leur évidente connexion. », expliquent les chercheurs. Néanmoins, ces 25 dernières années, des recherches en laboratoire ont développé un nombre croissant d'études en mésocosme, c'est-à-dire dans un milieu reproduisant les conditions de vie réelles.

Si la France a interdit l'utilisation du DDT et de l'atrazine, elle reste l'un des plus gros consommateurs de pesticides d'Europe. En photo, application de pesticides dans le Vaucluse. © Rita Triebskorn, université de Tübingen

Un premier degré de toxicité : les individus et les populations

La toxicité des pesticides touche en premier lieu la vie sauvage à l'échelle des individus ou des populations. L'émission chronique des produits entraîne une saturation d'éléments tels que les composés organochlorés, dans les terres, l'eau ou même sur les végétaux. Ces molécules peuvent provoquer des empoisonnements aigus. Dans les pays développés, les épisodes d'empoisonnement des espèces vertébrées sauvages diminuent. Dans la mesure où les restrictions d'épandages et les zones tampons sont conservées, les éléments toxiques ne s'accumulent pas suffisamment pour être considérés comme dangereux.

Malgré cela, on observe encore des zones aquatiques désignées hautement toxiques, ainsi que des empoisonnements d'oiseaux aux substances anticholinestérases. Il existe beaucoup de régions dans le monde où il n'y a pas de normes d'épandage, et les pesticides sont appliqués à intervalles continus et réguliers. Ceci conduit alors à une toxicité chronique, en particulier à cause des produits contenant du DDT (dichlorodiphényltrichloroéthane) ou d'autres composés organochlorés, connus pour être des perturbateurs endocriniens.

Ces composés altèrent les fonctions métaboliques telles que la thermorégulation ou le comportement (activité, temps de recherche de nourriture, capacité d'apprentissage) chez les vertébrés. D'autres conséquences sont la perte de poids, les troubles du développement et de la reproduction et du succès à l'éclosion. Des études ont prouvé que les neurotoxines ingérées altéraient le comportement des mammifères, des amphibiens, des oiseaux, des poissons et des invertébrés. Des cas d'extinction de masse ont été prouvés chez les oiseaux et les poissons à l'échelle des populations.

Des connexions entre les différents niveaux biologiques ?

Le lien de causalité entre les différents niveaux biologiques est encore limité. Les études se concentrent pour beaucoup sur les effets des pesticides sur une population. Heinz Köhler et Rita Triebskorn insistent sur la nécessité de développer des recherches sur le rôle des interactions entre les différentes populations.

« À l'heure actuelle, deux stratégies sont favorisées pour passer d'un niveau d'organisation biologique simple à un plus complexe. Il faudra d'abord développer une approche multiniveaux, combinant des expériences contrôlées en laboratoire [les mésocosmes, NDLR] et des études sur le terrain. Il faut en outre continuer à développer et affiner les méthodes de calcul des effets de la toxicité des pesticides observés dans la population et des paramètres sous-jacents, qu'elles concernent les populations en laboratoire ou sauvages », précisent-ils dans Science.

Si les empoisonnements aigus ont diminué, les pesticides dits de seconde génération ont une durée de vie plus longue, et ont des effets létaux sur le long terme. Ceci a conduit beaucoup de chercheurs à s'intéresser aux conséquences des impacts indirects de l'utilisation des pesticides. Trois aspects principaux sont à prendre en compte : les interactions hôtes-parasites, les relations proies-prédateurs et la pollinisation.

Les effets indirects des pesticides aussi graves que les directs

Les huîtres exposées au DDT, au toxaphène et au parathion se sont avérées être sensibles à l'infection fongique. De même, les vers de terre vivant dans les vergers traités à la triazine ont été infectés par des parasites, des micro-organismes appelés grégarines. Chez les mammifères, l'utilisation des anticholinestérasiques dans l'agriculture peut constituer une menace d'infections, d'épidémies et de mortalité plus élevée, comme par tularémie chez les lièvres.

D'autres effets indirects importants des pesticides agissent sur les réseaux alimentaires par la suppression des proies ou des espèces concurrentes. Les herbicides, qui réduisent la couverture végétale des sols et perturbent la diversité des espèces, ont été jugés responsables de la disponibilité réduite de nourriture. Ils ont aussi des effets secondaires néfastes sur les invertébrés du sol et les papillons.

Enfin, l'exemple le souvent mentionné dans la presse est le cas de l'altération de l'efficacité des insectes pollinisateurs. En effet, les néonicotinoïdes, et en particulier les substances imidaclopride et cyhalothrine réduisent la capacité des abeilles et des bourdons à collecter efficacement le pollen.