Biodiversité du sol

L'arbre phylogénétique suivant des êtres pluricellulaires (Campbell et Reece, 1997) présente le lien entre les différentes espèces que nous rencontrerons dans ce chapitre : Mollusques (limace, escargot...), Annélides (vers de terre...), Arthropodes (araignée, insectes...) et Vertébrés (rongeurs, reptiles...).

Cependant, les acteurs principaux ne sont pas pluricellulaires, mais unicellulaires, à savoir les bactéries, qui sont à la base des cycles du carbone, de l'azote, de l'ensemble des éléments minéraux et de la matière organique en général. Les champignons remplissent également des rôles aussi essentiels que les bactéries. A part, car désormais dans la classification du vivant ils ne sont ni végétaux, ni animaux de part leurs spécificités.

On distingue ainsi 3 grandes familles d?organismes vivants dans le sol (Source : Muséum National d?Histoire Naturelle):

  • La macrofaune, composé principalement de mammifères, reptiles, vers de terre, insectes, larves de coléoptères, gastéropodes, myriapodes etc?

Nombre au mètre carré dans une forêt : 3 000, pour un poids total de 7 g

  • La mésofaune, telle que les larves de diptères, enchytréides, acariens, collemboles?

Nombre au mètre carré dans une forêt : 500 000 pour un poids total de 3,5 g

  • La microfaune, à savoir les bactéries et champignons, nématodes, protozoaires

Nombre au mètre carré dans une forêt : 406 000 000 pour un poids total de 0,5 g

Les bactéries et champignons, qui constituent la microflore des sols, sont extrêmement variés et encore loin d'être tous connus. Il semblerait que moins de 10 % de cette diversité ait été explorée à ce jour. Leur nombre et leur nature varient selon les sols et, pour un même sol, selon la profondeur, les facteurs de l'environnement, le cycle cultural.*

Cycle de la décomposition

Quand un animal ou une plante meurt, son corps repose sur le sol : le cycle de décomposition commence alors. Viennent d?abord la macrofaune, voire les herbivores ou carnassiers, qui découpent grossièrement le corps en éléments plus fins, facilitant le travail de la mésofaune, qui procèdent ensuite à une fragmentation beaucoup plus fine.

La microfaune a alors une surface d?attaque beaucoup plus importante et peuvent terminer le travail de minéralisation. Cette matière organique est mélangée aux éléments minéraux du sol directement par ces bactéries, ou par les bactéries logées dans le jabot et le gésier du vers de terre, puis enfouies au gré des mouvements verticaux et horizontaux de cette faune dans le sol. Ainsi, la vie du sol repose sur un cycle alternant construction de la matière organique (humification), où la faune du sol établit des liaisons biochimiques entre éléments organiques et minéraux (complexe argilo-humique), et destruction de la matière organique (minéralisation), qui rend les éléments minéraux directement utilisable aux plantes et aux bactéries photosynthétiques.

Les champignons ont un métabolisme moins performant que les bactéries. De plus, les bactéries agissent préférentiellement en milieu basique, alors que les champignons se développent plus en milieu acide. D?où la formation d?épaisses couches de matière organique dans les milieux très acides tels que les tourbières : les champignons n?ont pas le temps de décomposer la matière morte. Ainsi, un sol basique peut ne mettre que six mois pour que la litière soit incorporée à l?humus, alors que cela peut prendre jusqu?à dix ans pour un sol acide. Les sols basiques sont de plus beaucoup plus riches en terme de biodiversité que les sols acides, car peu d?espèces sont adaptées aux conditions acides, et les animaux ont souvent besoin de calcium pour se développer (production de mucus des vers de terre, constitution de la coquille des escargots?). La vitesse de décomposition est également dépendante de la topographie du terrain, de l?altitude (la neige ralentit le processus), du climat ou encore de la latitude.

Zoom : L?acidification des forêts
Les forêts sont le siège de cycles de vie, alternant croissance des arbres et forêt dense, à sénescence et clairières, dues à l?effondrement des vieux arbres morts. Le sol sous la forêt passe d?un type mull, riche en éléments fertiles lors de la croissance des jeunes plants, à un sol plus appauvrit, car plus acide, à cause de l?absorption importante des éléments nutritifs par les arbres jeunes adultes. A maturité (climax), les arbres n?ont plus besoin de pomper autant d?éléments nutritifs pour se développer, seuls les troncs continuent de croître : les sols redeviennent fertiles. Ainsi, les forestiers, en coupant les arbres quand ils viennent d?atteindre l?âge adulte, contribuent à l?acidification des sols, car ils n?attendent pas que les arbres vieillissent pour permettre un retour à des sols riches.


Les micro-organismes isolés du sol ont de grandes potentialités comme promoteurs de la croissance des plantes, agents de protection contre les parasites ou le gel, ou agents de dépollution. Ils permettent d'envisager des alternatives à certaines pratiques agricoles que ce soit pour protéger les cultures, favoriser leur développement, gérer la dégradation des pesticides...

Zoom : qui est venu le premier ? Le sol ou les plantes ?

A priori, le sol a besoin des plantes pour se fournir en matières organiques, qui sont minéralisées pour faire vivre les plantes ! Alors ?... En fait, ce sont les plantes les précurseurs. Ce ne sont pas des arbres ou des arbustes (Gymnospermes ou Angiospermes), mais des plantes plus primitives issues de l?embranchement des Bryophytes : les mousses et les lichens. Au gré du vent, de la pluie ou des animaux, les spores de ces plantes sont dispersées et se déposent parfois sur des surfaces minérales nues : ils s?y développent, croissent, meurent, attirent une microfaune qui se développe, croît, meurt etc? tout ceci favorisant l?accumulation de matière organique. Des graines d?Angiospermes (Graminées, Papilionacés etc?) peuvent alors s?y établir à la faveur d?une dispersion chanceuse? Le cycle est alors lancé, mais peut prendre des centaines d?années avant l?établissement d?un sol et d?une forêt.