Photosynthèse

Comme tout animal, l’humain est trop faiblement équipé sur le plan génétique pour créer la matière organique qui le constitue.

Les ressources que nous consommons sont donc fabriquées par les végétaux, qui sont capables de transformer la matière minérale en matière organique.

Cette prouesse chimique, la photosynthèse la réalise depuis plus de 2 milliards d’années.

Elle a lieu dans la plus extraordinaire — non, la plus naturelle ! – des usines : la feuille.

Des forêts partout

C’est ainsi que la Vie a recouvert la Terre de forêts, ces immenses organismes dont les organes essentiels, les micro-organismes et les arbres, tous interconnectés entre eux, ont pour fonction principale de donner aux feuilles les moyens de réaliser massivement cette photosynthèse.

Sol pédologique

Pour ce faire, la forêt trempe ses feuilles dans l’air, ses racines dans la terre, et les relie fonctionnellement par une subtile « ingénierie » de processus physiques, chimiques et biologiques, dont les artisans essentiels sont les micro-organismes qu’elle héberge, notamment dans le sol — sol qu’ils fabriquent eux-mêmes.

(On rappelle que les sols sont fabriqués par les forêts. Lorsque les végétaux sont sortis de l’océan primitif il y a environ 500 millions d’années, il n’y avait pas de sol sur la Terre.)

Des micro-organismes (bactéries et amibes aérobies, champignons), en symbiose avec les vers de terre ou d’autres petits animaux, fabriquent le sol en liant les humus aux argiles, et fabriquent aussi son extraordinaire perméabilité.

Abreuvement et nutrition des racines

Les racines des plantes sont incapables de se nourrir et de s’abreuver elles-mêmes : ce sont encore des micro-organismes (bactéries aérobies et champignons) qui créent et/ou transfèrent les nutriments et l’eau pour les racines des végétaux.

Rappel : un champignon est essentiellement un ensemble invisible (appelé mycélium) de filaments microscopiques (appelés hyphes), la plupart du temps situés dans le sol ou à l’intérieur du bois. Ce que nous appelons couramment « champignon » n’est en réalité que la fructification (organe reproducteur éphémère) de certains mycéliums.

Certains micro-organismes du sol, comme les champignons mycorhiziens, ont une importance capitale.
Par exemple, le système racinaire d’un chêne adulte est intimement connecté à des longueurs astronomiques de mycélium mycorhizien (dizaines de milliers à millions de kilomètres en longueur cumulée d’hyphes), ce qui multiplie par un facteur 10 000 la capacité d’exploration du sol et de captation des ressources en eau et minéraux par les racines (compensant ainsi la relativement faible densité de nutriments présents dans le sol).
Le réseau mycorhizien interconnecte d’ailleurs tous les arbres de la forêt, et éventuellement les forêts entre elles.

De plus, certains champignons mycorhiziens (les champignons endomycorhiziens) sont impliqués dans la captation de l’eau atmosphérique par les plantes…

Une autre trame de champignons filamentaires joue un rôle crucial dans l’abreuvement et la nutrition des racines : les champignons saprophytes (décomposeurs de la matière organique morte, notamment du bois mort, qu’ils transforment en eau et nutriments immédiatement assimilables par les racines…).
Ils sont de surcroît entourés d’un manchon d’eau très mobile qui charrie bactéries, nutriments et autres molécules à une vitesse d’environ 2 m/h. Ils répartissent ainsi l’eau et les nutriments depuis les endroits du sol où ils abondent vers les endroits qui en manquent.

Les micro-organismes du sol pullulent spontanément, à condition que le sol soit couvert d’une litière ou d’un mulch. (Dans les systèmes domestiques, on parle de mulch ; dans les systèmes naturels, on parle de litière : feuilles, rameaux et branches mortes.)

Sans couverture du sol, point de micro-organismes. Et donc :

point de sol pédologique ni perméabilité,

point d’abreuvement/nutrition des racines,

point de forêt,

point de climats stables.

L’œuf ou la poule ?
Manufacturing versus Growing

La forêt est nourrie par les micro-organismes du sol, mais il n’y a pas de micro-organismes sans litière, et pas de litière sans forêt. Comment le cycle a-t-il commencé ?

Voici un extrait du texte magistral de Joel Glanzberg, Lead Like a Leaf (Leadership in living systems), que nous avons tenté de traduire au mieux :

Tout ce que nous fabriquons est conçu et construit avant de commencer à porter les processus [exercer les fonctions] pour lesquels ça a été conçu.
À l’inverse toutes les structures vivantes se construisent en exécutant/réalisant ce pour quoi elles ont été créées.
(…) La rivière ne fut pas creusée puis remplie d’eau. C’est en coulant que la rivière se fit rivière. L’échafaudage de la ramification de l’arbre ne fut pas construit avant de monter l’eau et les nutriments au ciel et de redescendre les sucres aux racines. L’arbre construisit son corps en ajoutant couche après couche le carbone pris dans le ciel grâce à la photosynthèse [en réalisant la photosynthèse], depuis l’instant où il déploya ses feuilles dans l’air et ses racines dans la terre.
Fabriquer peut nécessiter un extra-visionnaire [ingénieur/architecte/planificateur/démiurge]. Pousser [croître/grossir], non. Pour voir et penser/comprendre correctement cette création vivante à laquelle nous avons la bénédiction d’appartenir, et pour travailler/interagir correctement avec elle, il est essentiel de ne pas penser comme un ingénieur ni commander/diriger comme un lieutenant, mais de penser comme une montagne et diriger comme une feuille.

Perméabilité et rapport  »air/eau »

Outre la photosynthèse, la forêt a une autre fonction cruciale : rendre la pluie non toxique pour les écosystèmes. En effet, l’eau liquide est toxique pour le sol et les végétaux, car les micro-organismes responsables de la fabrication du sol et de sa perméabilité, ainsi que ceux responsables de l’abreuvement et de la nutrition des racines, sont aérobies.

La forêt est le seul élément du système capable d’évacuer correctement l’eau de pluie. De telle sorte que le sol n’est jamais mouillé – ni sec, d’ailleurs – mais toujours humide.
Elle le fait en infiltrant l’eau et en rechargeant les nappes souterraines. La perméabilité d’un sol forestier est phénoménale : jusqu’à 50 cm de pluviométrie par heure, parfois plus. (À l’inverse, un sol agricole ruisselle dès quelques millimètres de pluviométrie par heure, voire par jour…)

Ainsi, la forêt infiltre et stocke la plus grande partie de l’eau de pluie. Seule une petite proportion s’écoule en surface, sous forme de sages ruisseaux et cours d’eau non incisés, et jamais de manière érosive (tout au moins lorsque la forêt n’a pas été dégradée par les activités humaines). Cette eau qui s’échappe de la forêt en sort alors parfaitement propre et potable.

Un autre processus (sous-estimé) entre en jeu dans la perméabilité des sols forestiers : les trames de champignons saprophytes du sol sucent rapidement le trop d’eau de pluie et le répartissent depuis les endroits les plus mouillés vers les endroits les plus secs – ce qui, d’ailleurs, explique pourquoi une forêt non dégradée n’est pas mouillée après la pluie (d’après Hervé Coves).

La forêt fait la pluie

Si la forêt infiltre l’eau pour ne conserver que l’humidité et de sages ruisseaux, on sait aujourd’hui que c’est aussi elle qui crée la pluie, en libérant par ses feuilles d’immenses quantités d’humidité, ainsi que des micro-organismes et des COV, ce qui crée nuages et pluies (et les « rivières volantes » responsables de précipitations à grandes distances).

Eau potable

C’est la forêt qui garantit la salubrité des eaux des ruisseaux qui la parcourent, ainsi que des sources. (À cause de la déforestation, plus de 5 millions de personnes meurent chaque année de maladies liées à la consommation d’eau insalubre, majoritairement des enfants.)

La forêt est le seul élément du système Terre capable de :

• garantir l’humidité du système (jamais mouillé, jamais sec, toujours humide),
• recharger les nappes phréatiques,
• empêcher l’érosion et les inondations,
• empêcher les sécheresses et les incendies,
• purifier les eaux de surface.

Auto-régulation et climat

Mais la forêt fait bien plus : c‘est l’organe essentiel de la Terre (sur lequel on peut agir) qui lui confère sa propriété fondamentale d’auto-régulation (homéostasie ou résilience).

Notamment les climats, dont les cycles de l’eau, sont régulés par les forêts.

La photosynthèse se fait à l’ombre !

La photosynthèse utilise l’énergie des photons, mais elle ne fonctionne pas correctement avec la lumière directe du soleil :

c’est sous un certain degré d’ombre que la photosynthèse fonctionne correctement.

(Le degré d’ombre optimal dépend bien évidemment des espèces et du climat…)

Cette loi générale n’empêche pas que certaines espèces, dites pionnières, soient capables de germer et croître en pleine lumière, même si elles préfèrent elles aussi un certain degré d’ombre. (Valable même pour les cactus, oponces, agaves, aloès…)

Multi-étagement

Cette loi explique entre autres que les écosystèmes sauvages soient des volumes, c’est-à-dire qu’ils soient spontanément multi-étagés : tous les photons qui tombent du ciel sont captés à divers étages par le déploiement des feuilles, pour être transformés en productions végétales, et ce depuis la canopée jusqu’au sol. (Dans certaines forêts, on compte plus de 6 niveaux d’étagement.)

De surcroît, les arbres utilisent abondamment le pattern de ramification, ce qui multiplie leur efficacité en la matière (et compense la relative faiblesse du flux de l’énergie solaire).

Par ailleurs, d’après les travaux d’Hervé Coves, les divers sous-étages de la forêt jouent un rôle crucial dans la captation de grandes quantités d’eau atmosphérique par les feuilles, en association avec les endomycorhizes. (Régulièrement, les feuilles des sous-étages interrompent la photosynthèse et font l’inverse de la transpiration : elles condensent la vapeur d’eau atmosphérique à leur surface et l’intègrent dans la sève élaborée. Les racines transfèrent alors le surplus d’eau aux endomycorhizes qui pénètrent dans leurs cellules, et ces endomycorhizes vont répartir cette eau vers les endroits les plus secs et abreuver les racines qui en ont le plus besoin, jusqu’à des kilomètres à la ronde… Bien évidemment, s’il n’y a pas de litière et donc pas d’endomycorhizes, comme dans les systèmes agricoles, le processus ne peut pas avoir lieu.)

Non concurrence : la danse de la Vie

La forêt, et plus généralement les écosystèmes sauvages, sont des systèmes fondamentalement non concurrentiels.

Certes, dans les systèmes naturels coexistent les relations de compétition et les relations mutuellement bénéfiques.
Mais l’important est que :

le jeu de la tension et de l’harmonie
issues de l’intrication et de l’interaction de tous les processus,
éventuellement antagonistes,
partout présents à toute échelle,
depuis l’atome jusqu’à l’écosystème et la planète,
en passant par la cellule, la plante et l’animal,
résultent en des patterns3 et un fonctionnement émergents
qui s’avèrent être essentiellement collaboratifs et symbiotiques,
partout fractalement à chaque saut d’échelle,
et donc globalement aussi.
C’est la danse de la Vie.

À propos de ces sauts d’échelle intégrateurs où les tensions (antagonismes, concurrences) se dissolvent, on ne peut s’empêcher de penser au merveilleux texte de Joel Glanzberg cité plus haut, et notamment à ce paragraphe, que nous avons traduit ainsi :

La vie est par nature créatrice. Contrairement aux systèmes mécaniques, c’est ainsi qu’elle dissout et résout (« di-solves ») ses problèmes. Elle évolue vers de nouveaux niveaux ou mondes, où les problèmes ne sont plus des problèmes. Cela est au cœur de la gouvernance dans les systèmes vivants. Il n’y a pas d’opérateur clairvoyant qui dirige. Chaque membre joue son rôle, unique, pour faire avancer le tout.

Ce fonctionnement intégrateur essentiellement symbiotique qui émerge spontanément de la compétition et de la coopération dans les systèmes naturels est toujours productif, excédentaire et auto-régulateur.

Il n’est finalement rien d’autre que la physiologie du système.

Diversité/densité – Homéostasie

Une des manifestations très importantes de ce fonctionnement non concurrentiel des systèmes naturels est leur incroyable densité : dans le volume de l’écosystème, les plantes et les animaux sont massivement présents dans un petit espace.

Par exemple, les plantes de la forêt – depuis les herbacées jusqu’aux grands arbres de la canopée – vivent serrées les unes contre les autres, et même les unes sur les autres et les unes dans les autres : les densités horizontale et verticale sont toutes deux très élevées, particulièrement entre les tropiques. (Notamment, les racines des arbres s’entremêlent d’une manière incroyable…)

C’est lorsque leur diversité et leur densité sont très élevées
que les végétaux produisent le mieux.

Autrement dit, contrairement aux systèmes agricoles, la très forte densité/diversité des végétaux dans les systèmes naturels, loin d’être concurrentielle, est garante de leur productivité et de leur auto-régulation.

Plus généralement, c’est la diversité et la complexité naturelle des écosystèmes sauvages qui garantissent leur productivité et leur homéostasie inouïes – notamment par l’extraordinaire intrication et le nombre quasi illimité des interactions entre leurs éléments…

Notons au passage que dans de tels systèmes, les productions et les « déchets » des uns sont les nutriments et les médicaments des autres…

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CONCLUSION

• La vie, qui consiste essentiellement en la photosynthèse, est une propriété émergente spontanée. Elle est intrinsèquement créatrice, évolutive, adaptative, auto-régulatrice, symbiotique (non concurrentielle) et excédentaire.

• Avant que l’homme ne la détruise, la forêt était omniprésente sur la Terre. En symbiose avec les trames fondamentales de champignons mycorhiziens et saprophytes, elle en est l’organe le plus crucial.

• La forêt fabrique la pluie et le sol (ainsi que sa fertilité, perméabilité et humidité).

• La forêt fabrique ses propres ressources, et, en tant que lieu canonique de la synthèse des molécules organiques, fabrique aussi les ressources des animaux et des humains. Elle fabrique aussi son propre milieu de vie et ses propres conditions de vie. Elle n’a besoin de rien, et ne crée aucun déchet ni pollution : c’est un système clos/cyclé.

• La forêt régule les micro-climats, le cycle de l’eau et beaucoup d’autres paramètres essentiels de la vie sur Terre.