Sauter à un chapitre clé
Les matières organiques et l'énergie nécessaire à la construction doivent venir de quelque part. Par conséquent, les organismes doivent soit manger d'autres organismes pour subvenir à leurs besoins, soit produire leur propre énergie, comme le font les plantes. Le flux de cette énergie d'un organisme à l'autre est représenté par des diagrammes appelés chaînes et réseaux alimentaires, qui font l'objet de cet article !
L'énergie : le maintien de la vie sur terre
L'énergie - ou la capacité d'un organisme à travailler - doit venir de quelque part. Sur terre, la plupart des formes de vie sont maintenues grâce à l'énergie produite par le soleil. La lumière du soleil peut être utilisée par les organismes via la photosynthèse pour transférer l'énergie lumineuse en énergie chimique, qui est l'énergie stockée dans les liaisons chimiques entre les molécules.
L'énergie stockée dans ces liaisons peut ensuite être utilisée par les organismes pour effectuer des processus vitaux.
Qu'est-ce que la productivité primaire ?
Laproduction primaire est le processus par lequel les plantes ou d'autres autotrophes convertissent l'énergie solaire en énergie qui peut être utilisée comme nourriture par les plantes elles-mêmes ou par d'autres organismes.
La vitesse à laquelle les autotrophes réalisent ce processus s'appelle la productivité primaire .
Les scientifiques mesurent différents types de productivité primaire pour mieux comprendre le flux d'énergie dans les écosystèmes. La productivité primaire brute (PPB) d'un écosystème est le taux total auquel l'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique par photosynthèse par les autotrophes ou producteurs primaires .
La productivité primaire nette est le taux total de production primaire moins ce que les producteurs utilisent pour subvenir à leurs besoins. Ainsi, la productivité primaire nette représente l'énergie disponible qui peut être utilisée par les autres organismes d'un écosystème.
Vaste comme l'océan
On pourrait penser que l'océan ne joue pas un grand rôle dans la productivité primaire, puisqu'il est sombre et bleu et non vert et fertile comme les forêts tropicales. Cependant, dans les couches supérieures de l'océan flottent des phytoplanctons, qui peuvent réaliser la photosynthèse. L'océan est si vaste et si peuplé de phytoplancton qu'il est en fait responsable de plus de la moitié de la productivité primaire nette totale de la Terre chaque année ! Bien que le taux réel par rapport à la taille de l'océan soit plus faible que dans des zones comme les forêts tropicales humides ou les marais côtiers.1
Mais tous les organismes ne peuvent pas utiliser directement l'énergie du soleil. Certains organismes doivent se consommer les uns les autres pour recevoir de l'énergie. Lafaçon dont les organismes obtiennent leur énergie est la base de l'apprentissage des chaînes et des réseaux alimentaires !
Autotrophes et hétérotrophes
Avant de continuer à étudier la circulation de l'énergie dans les écosystèmes, nous devons aborder certains termes courants utilisés par les scientifiques pour décrire la façon dont un organisme obtient son énergie.
Lesautotrophes sont des organismes qui peuvent produire leur propre nourriture et leurs propres nutriments pour survivre, notamment les chimioautotrophes et les photoautotrophes .
Leschimioautotrophes produisent leur propre nourriture en synthétisant l'énergie chimique de leur environnement.
Les bactéries qui vivent au fond des océans, dans les cheminées hydrothermales, en sont un exemple.
Elles peuvent synthétiser de l'énergie à partir du sulfure d'hydrogène présent dans ces cheminées.
Les organismesphotoautotrophes peuvent fabriquer leur propre nourriture grâce à l'énergie de la lumière du soleil par photosynthèse (fabrication de sucres à partir de la lumière et du dioxyde de carbone).
Les organismes photoautotrophes comprennent les plantes et les cyanobactéries.
Comme les autotrophes produisent leur propre nourriture, nous les appelons également producteurs .
Leshétérotrophes , quant à eux, obtiennent leur énergie en consommant d'autres organismes.
Les bactéries, les champignons, les insectes et les animaux sont des exemples d'hétérotrophes.
C'estpourquoi nous appelons ce groupe d'organismes "consommateurs".
Chaînes alimentaires dans les écosystèmes
Leschaînes alimentaires dans les écosystèmes sont des représentations simples de la façon dont l'énergie est transférée entre les organismes . Les chaînes alimentaires montrent ce qui mange quoi dans un ordre séquentiel, des producteurs aux différents types de consommateurs.
Par exemple, l'herbe peut être au début de la chaîne alimentaire, suivie par les lapins, qui sont mangés par les coyotes.
Les chaînes alimentaires, en particulier dans les écosystèmes, passent souvent, dans l'ordre, des plantes aux animaux herbivores, puis aux animaux omnivores ou carnivores.
Une chaîne alimentaire montre le flux d'énergie à travers les organismes d'un écosystème dans un ordre simple et séquentiel, des producteurs aux différents niveaux de consommateurs (c'est-à-dire les herbivores, les carnivores, etc.).
Que sont les niveaux trophiques ?
Chaque groupe d'organismes situés à des points similaires de la chaîne alimentaire constitue ce que les écologistes appellent un niveau trophique. Les organismes d'un même niveau trophique tirent leur énergie de sources similaires.
Les différents niveaux trophiques sont les suivants :
Lesproducteurs (autotrophes) : ils fabriquent leur propre nourriture ; les plantes terrestres, le phytoplancton et les cyanobactéries en sont des exemples.
Lesconsommateurs primaires (hétérotrophes) : ils consomment les producteurs ; par exemple, les mammifères herbivores tels que les cerfs ou les lapins et les insectes mangeurs de plantes.
Consommateurssecondaires (hétérotrophes) : ils consomment les consommateurs primaires et, s'ils sont omnivores, les producteurs également ; par exemple, les mammifères herbivores comme les cerfs ou les lapins et les insectes mangeurs de plantes.
Lesconsommateurs tertiaires (hétérotrophes) : consomment les consommateurs primaires et secondaires ; les prédateurs du sommet tels que les lions ou les requins en sont des exemples.
Mais attends, il y a d'autres façons dont les hétérotrophes se nourrissent! Lorsque les organismes meurent ou excrètent des déchets, ceux-ci sont recyclés par d'autres hétérotrophes appelés décomposeurs et détritivores .
- Les décomposeurs décomposent les matières biologiques non vivantes,
- Il s'agit d'organismes tels que les champignons, les vers et les bactéries.
- Les détritivores, quant à eux, se nourrissent de la matière décomposée,
- Il s'agit notamment d'animaux charognards, comme les vautours.
Types de chaînes alimentaires
Les écologistes ont déterminé que deux types de chaînes alimentaires sont à la base de la plupart des écosystèmes :
Chaîne alimentaire détritique : Dans cette chaîne alimentaire, les décomposeurs constituent la base, qui décompose ensuite les matériaux dans le sol et les détritivores se nourrissent de ces matériaux en décomposition. Finalement, les détritivores deviennent eux-mêmes de la nourriture pour les carnivores (consommateurs secondaires et au-delà).
Chaîne alimentaire de pâturage : C'est la chaîne alimentaire que l'on imagine facilement. Dans cette chaîne alimentaire, les producteurs constituent la base à partir de laquelle les consommateurs primaires "broutent" ou mangent. L'énergie passe ensuite aux consommateurs secondaires (carnivores, omnivores), aux consommateurs tertiaires, et ainsi de suite.
Pyramides énergétiques et flux d'énergie dans les écosystèmes
Entre chaque organisme d'une chaîne alimentaire, seulement 10 % environ de l'énergie du niveau trophique précédent parvient au niveau trophique suivant . En d'autres termes, seuls 10 % de l'énergie sont utilisés pour fabriquer d'autres matières organiques (également appelées biomasse) au niveau trophique suivant. Le reste de l'énergie est perdue par la chaleur ou d'autres inefficacités dans la digestion, la respiration et d'autres processus vitaux similaires.
Comme une grande partie de l'énergie est perdue entre les niveaux trophiques, les chaînes alimentaires ne font souvent que quatre ou cinq niveaux trophiques !
Les chaînes alimentaires permettent de visualiser le flux d'énergie entre les niveaux trophiques. Nées d'une idée similaire, les pyramides énergétiques montrent la diminution du transfert d'énergie entre les niveaux trophiques.
La biomasse des différents niveaux trophiques diminue lorsque tu passes du producteur au consommateur tertiaire. Cela reflète ce qui se passe dans les écosystèmes : à mesure que l'énergie est perdue, la biomasse totale des organismes qui composent les niveaux trophiques supérieurs diminue. Les producteurs primaires constituent donc toujours la plus grande biomasse collective de tous les niveaux trophiques, et les consommateurs tertiaires (ou prédateurs du sommet) constituent la plus petite.
Les réseaux alimentaires dans les écosystèmes
Les chaînes alimentaires constituent d'excellents outils de visualisation pour comprendre ce qui se passe dans un écosystème. Les chaînes alimentaires sont cependant très simplifiées. En réalité, un écosystème est beaucoup plus complexe.
Par exemple, une sauterelle ne serait pas le seul organisme à se régaler de l'herbe, il pourrait aussi y avoir des lapins, des cerfs ou d'autres insectes qui utilisent cette herbe comme source de nourriture. Les petits oiseaux peuvent également manger les sauterelles et être consommés à leur tour par les serpents ou les faucons. En outre, tu peux avoir des omnivores dans un écosystème, qui peuvent consommer à la fois des plantes et d'autres animaux. Lorsque tu penses à toutes les possibilités, qui mange qui devient une toile enchevêtrée !
Un réseau alimentaire est une compilation de chaînes alimentaires montrant les multiples relations alimentaires entre les organismes d'un écosystème . Il serait presque impossible de suivre chaque interaction entre les organismes, mais les réseaux alimentaires permettent de visualiser la façon dont l'énergie est transférée à travers une communauté à un niveau plus complexe que les chaînes alimentaires.
Un réseau alimentaire montre les relations alimentaires complexes entre les organismes d'un écosystème. Il s'agit d'une compilation de plusieurs chaînes alimentaires.
Différences entre les chaînes alimentaires et les réseaux alimentaires
Les chaînes alimentaires et les réseaux alimentaires sont tous deux des systèmes de modélisation utilisés par les écologistes pour quantifier et comprendre un écosystème. Nous savons que ce qui se passe réellement dans un écosystème est souvent plus complexe que ce que nous pouvons modéliser, mais il est toujours important de démontrer le flux d'énergie. Le tableau 1 ci-dessous présente les principales différences entre les chaînes alimentaires et les réseaux alimentaires.
Tableau 1 : Les différences entre les chaînes alimentaires et les réseaux alimentaires.
Type de modèle | Chaînes alimentaires | Réseaux alimentaires |
Que montrent-ils ? | Les chaînes alimentaires montrent le transfert d'énergie à partir d'une seule relation alimentaire, du producteur au consommateur, dans l'ordre séquentiel du niveau trophique. | Les réseaux alimentaires montrent le transfert d'énergie entre les organismes d'un écosystème ayant de nombreuses relations alimentaires. |
Les niveaux trophiques des organismes peuvent-ils être facilement déterminés ? | Oui, les chaînes alimentaires montrent que les niveaux trophiques augmentent de façon séquentielle. | Pas toujours, il peut être facile de dire ce qu'est un producteur, mais un organisme peut exister à plusieurs niveaux trophiques dans un réseau alimentaire. |
Les organismes peuvent-ils exister à plusieurs niveaux trophiques dans le modèle ? | Non, les chaînes alimentaires ne montrent que des organismes occupant un seul niveau trophique. | Oui, les réseaux alimentaires montrent que les omnivores peuvent être à la fois des consommateurs primaires et secondaires. |
Englobe-t-il l'énergie de l'ensemble de l'écosystème ? | Non, les chaînes alimentaires ne montrent qu'un seul fil au sein d'un écosystème. | Oui, les réseaux alimentaires tentent de montrer les relations complexes entre les organismes. |
Chaînes et réseaux alimentaires - Principaux enseignements
- Laproductivité primaire est le taux auquel les autotrophes convertissent l'énergie solaire en énergie (nourriture) utilisable pour eux-mêmes ou pour d'autres organismes. La majeure partie de la vie sur terre est maintenue grâce à l'énergie du soleil.
- Les autotrophesproduisent leur propre nourriture ; les hétérotrophes doivent consommer des autotrophes ou d'autres autotrophes pour se nourrir.
- Unechaîne alimentaire montre le flux d'énergie à travers les niveaux trophiques de hiérarchie croissante (producteur -> consommateur primaire -> consommateur secondaire -> consommateur tertiaire).
- Un réseau alimentaire rassemble plusieurs chaînes alimentaires pour former un modèle plus complet et plus complexe de qui mange qui dans un écosystème.
- L'énergie est perdue par la chaleur entre les niveaux trophiques, ce qui signifie que seulement 10 % de l'énergie est transférée entre les niveaux trophiques .La biomasse des niveaux trophiques diminue au fur et à mesure que l'on passe du producteur au consommateur tertiaire.
Références
- Productivité primaire par les éditeurs de l'Encyclopaedia Britannica. Dernière mise à jour : 24 janvier 2022. Britannica.com.
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