ÉCOSYSTÈMES

L'organisation trophique des écosystèmes

Les écosystèmes peuvent être caractérisés par une organisation et une dynamique, comme les autres niveaux d'organisation (individu, population, communauté) de l'écologie. La description et la quantification des interactions alimentaires entre les organismes, supports de la circulation de la matière et de l'énergie, sont parmi les moyens les plus souvent utilisés pour représenter les écosystèmes.

L'intensité de la production primaire nette est le déterminant unique de la quantité de composés organiques disponibles pour les autres organismes de l'écosystème. En fait, seuls les organismes photosynthétiques et quelques microorganismes (comme les bactéries nitrifiantes du sol) sont autonomes pour la couverture de leurs besoins en énergie et en carbone, étant capables de se développer à partir de matière minérale. On les qualifie d'autotrophes, par opposition à un grand nombre d’autres organismes (animaux, champignons, la plupart des bactéries et des archées) qui sont dits hétérotrophes, car ils utilisent de la matière organique, produite par d'autres êtres vivants, pour se développer. La grande majorité des êtres vivants est donc dépendante de la production de matière organique élaborée par les végétaux qui sont, de ce fait, appelés producteurs primaires. Les végétaux peuvent être consommés vivants par un premier type d'organismes, les consommateurs primaires (herbivores et plus généralement phytophages). La plus grande partie de ce que vertébrés et invertébrés ingèrent est utilisée pour la respiration (catabolisme) et permet à ces animaux de couvrir leurs besoins en énergie. Le reste est transformé (anabolisme) et sert à couvrir les besoins en matériaux de croissance, d'entretien et de reproduction. Cette biomasse de consommateurs primaires sert à son tour de ressource nutritive à des consommateurs secondaires, appelés prédateurs, ces derniers jouant eux-mêmes le rôle de nourriture pour des consommateurs tertiaires (superprédateurs)... Le tout constitue un ensemble de chaînes alimentaires ou réseau trophique. Les producteurs primaires, les consommateurs primaires, les consommateurs secondaires, etc., constituent les différents niveaux trophiques du réseau.

Faune sauvage du Ngorongoro (Tanzanie) - crédits : L. Casagrande-Fioretti — Faune sauvage du Ngorongoro (Tanzanie)
L. Casagrande-Fioretti

Pyramide des productivités dans un écosystème terrestre - crédits : Encyclopædia Universalis France — Pyramide des productivités dans un écosystème terrestre
Encyclopædia Universalis France

Réseau trophique partiel d'un lac - crédits : Encyclopædia Universalis France — Réseau trophique partiel d'un lac
Encyclopædia Universalis France

Chaque niveau trophique est constitué d'environ dix fois moins de masse vivante que le niveau précédent dans les écosystèmes terrestres, et d'environ cinq fois moins dans les écosystèmes aquatiques. Cette variation s'explique par le fait qu'à chaque transfert de matière d'un niveau à l'autre est associée une dépense énergétique couverte le plus souvent par la respiration, ce qui revient à dégrader une partie importante de matière, sous forme de dioxyde de carbone principalement. La biomasse des prédateurs qui sont situés au sommet du réseau trophique (les « top-prédateurs ») est donc toujours beaucoup plus faible que celle des producteurs primaires. Après quelques niveaux trophiques seulement, la quantité de matière restante est devenue infime par rapport à celle qui était disponible au niveau des producteurs primaires. On conçoit donc aisément que le nombre de niveaux trophiques dans un écosystème est très limité. Il est rarement au-delà de quatre dans les écosystèmes terrestres, et rarement au-delà de sept dans les écosystèmes aquatiques (marins et d'eau douce). Autrement dit, l'efficience écologique des transferts de matière et d'énergie d'un niveau trophique à l'autre est plus faible dans les écosystèmes terrestres que dans les écosystèmes aquatiques. Cela s'explique facilement par les caractéristiques physiologiques des organismes impliqués. Les animaux aquatiques sont essentiellement des êtres à « sang froid » (poïkilothermes) – dont la température dépend de celle du milieu – tandis que les [...]

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Écrit par

Luc ABBADIE : professeur d'écologie, Sorbonne université, directeur de l'Institut de la transition Environnementale, Sorbonne université

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Cycle du carbone dans les écosystèmes terrestres - crédits : Encyclopædia Universalis France — Cycle du carbone dans les écosystèmes terrestres

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