Les chaînes alimentaires

« détritivo res, il ne faut pas oub lier les tigrs rt frul/les présentes.

Comme coprophages, tels que les bouslrrs , qui c'est impossible, on cherche à obtenir les transformateurs lis parachèvent le travail des détr itivores.

Leur rôle est de décomposer la matière morte, remaniée ou non, jusqu'à son retour com plet à l'inorga nique.

C'est l'immense population de bodrrlrs , champigno ns et animalcules qui grouillent dans le sol.

Dans certains écosystèmes comme les forêts , les rivières ou les marais, la quantité d'énergie mise en circula tion est supérieure dans le système saprophage puisque la plupart des organ ismes meurent sans être mangés.

lfl:it·kl"tiii Cette valeur énergétique peut être exprimée en poids d'êtres vivants ou de végétaux frais, ou bien en poids d'organismes desséchés.

Pour les plantes, les scientifiques préfèrent géné ralement déterminer le poids sec, la quantité d'eau qu'elles contiennent variant selon le temps .

Les poids sont le plus souvent indiqués pour des unités de surface (mèt re carré, hectare) ou des quantités d'ea u.

li est aussi possib le d'avoir une idée de la biomasse en calculant le rendement (nombre de tonnes de foin à l'hectare) , la densité d'une population ou l'importance d'une récolte sur pied .

Pour calculer la biomasse d'une forêt par exemple, il faud rait ramasser, sécher et pese r toutes les radnes , un équivalent énergétique en prenant des échantillons de végétaux que l'on sèche, pése et brûle dans une bombe calorimétrique.

Les résultats sont exprimés en kilocalories par unité de poids sec.

La ration alimentaire quotidienne des animaux est traduite en kilocalories et l'on parvient à compa rer les quantités d'aliments disponib les à chaque niveau trophique.

Le poids de l'ensemble des producteurs, consommateurs et décomposeurs présents dans un écosystème à un momen t donné correspond à la biomasse totale.

On peut calcule r séparément la biomasse viva nte et la masse de la matière organique morte.

NIVEAU TROPHIQUE ET PYRAMIDES ÉCOLOGIQUES L'analyse d'un réseau trophique est un travail difficile.

Elle se faisait autrefois par l'observat ion patien te des animaux dans la nature et par l'analyse des contenus stomacaux.

Désormais , les scientifiques utilisent des éléme nts marqueurs qui, injectés en un poin t de la chaine, sont ensuite recherchés et suivis dans diverses espèces sédentaires de l'écosystème .

D'autre part, des pyramides écologiques sont établies afin de mieux saisir la structure trophique d'un écosystème.

On peut concevoir trois types de pyramides : la pyramide des nombres , la pyramide des biomasses et celle des énergies.

lA PYIAMIDE DES NOMHES Ce type de pyramide donne le nombre d'ind ividus pou r chaque niveau trophique.

Cette valeur diminue géné ralemen t lorsque l'on passe au niveau suivant.

En généra l, il faut beaucou p de producteurs pour faire vivre un petit nombre d'he rbivo res qui, à leur tour, permettent à quelques Exemple de pyramide des biomasses 1 kg de thon 1:1 8 kg de hareng • 200 kg de phytoplancton carnivores de subsister.

La forme d'une pyramide des nombres varie selon le type d'écosystème.

Si les producteurs sont très petits (cas du phytoplancton), il en faudra un nombre considérable pour nourr ir les animaux herbivores.

À l'opposé, une pyramide où les producteurs sont de grands arbres aura une base beaucoup plus étroite.

S'il y a déséquilibre dans le milieu, par exemple des animaux herbivor es se nour rissant aux dépens des arbres, la pyramide aura une forme renversée entre ces deux niveaux.

En général, ces pyramides présent ent les effectifs des organ ismes pour une surface ou un volume donné (par exemple un litre, un mètre carré, un hectare, etc.) I.A PYIAMIDE DES IIOMASSES Sa forme, comme pour la pyramide des nombres, varie selon la nature de l'écosystème.

D'une manière générale, la biomasse de chaque niveau trophique diminue progressivement en direction de la pointe de la pyramide.

Quand les organismes de tous les niveaux trophiques ont une taille assez voisine , la pyramide a une pente douce.

Quand les producteurs sont très petits, la pyramide est inversée.

La biomasse présente sur une certaine surface , à une époq ue déterminée, est appelée • récolte sur pied •· Ceci vaut surtout pour les végétaux.

LA PYIAMIDE DES tNHGIES Elle montre la quantité énergétique disponible à chaque niveau trophique.

On comptab ilise, en les convertissant en énergie, la biomasse produite à chaque niveau trophique moins celle utilisée par les organismes de ce niveau pour leur croissa nce, leur entretien et leur respi ration.

Au premier niveau, la production primai re nette s'exp rime en kilocalories produites par mètre carré.

Elle correspond à la quanfüé d'énerg ie produite (ma tières organiques).

Au niveau suivant se trouvent les herbivo res.

Leur alimentation dépe nd de la production primaire nette.

Il arrive qu'ils mange nt une si grande quantité de producteurs primaires que l'écosystème s'effondre.

Malgré tout leurs populations sont généralement régulées par les carnivo res du niveau suivant.

LA NOTION DE FLUX D'ÉNERGIE Le réseau trophique, comme la pyramide des biomasses, ne donne de l'organisation trophique qu'une image purement statique.

Le limnologiste et écologue anglo­ américain Grarg Evrlyn Hutchlnsan écrit en 1942 : • la méthode d'ana lyse la plus féconde réside dans la réduction à des termes énergéti ques de tous les événements biologiques en inter-relation •· Ainsi, la compréhension du fonction nement d'un écosystème ne peut se faire que par quantification des transferts d'énergie d'un niveau trophique à l'autre (et par suite des flux d'énergie dans l'écosystème ).

De tels transferts sont définis par leur débit (quantité d'énerg ie transférée dans un temps donné) et par leur rendement (rapport entre l'énergie réellement utilisée et celle prélevée).

AllOCATION tNERdTIQUE MONDIAU La surface de la Terre reçoit 342 watts par mètre carré d'énergie sous forme de rayonnement solaire.

La plus grande partie du rayonnement qui atteint la biosphère tombe sur des terrains dénudés et des étend ues d'eau qui absorbent ou réfléchissent l'énergie.

Une pefüe partie de ce rayonnement atteint les chloroplastes des algues et des végétaux, et seule une fract ion a une longueur d'onde appropriée à la photosynthèse.

Seulement 1 % environ de la lumière visible qui atteint les chlorop lastes des végétaux et des algues est converti en énergie chimique.

De plus, ce rendement varie en fonction de divers facteurs, dont le type de plante et l'intensit é lumineuse.

Malgré tout les producteurs fabriquent environ 170 milliards de tonnes de matière organique par année.

PRODUCTIVITt PRIMAIRE Le taux auquel les organismes autot rophes d'un écosystème convertissent l'énergie lumineuse en énerg ie chimique (en composés organiques) est appelé productivité primai re.

La productivité totale des autotrophes équivaut à la productivité prima ire brute.

L'énergie chimique n'est pas toute emmagasinée sous forme de matière organique par les végétaux en croissance, car ceux-ci en utilisent une partie pour leur respiration cellula ire.

Si l'on soustrait l'énergie utilisée pour la respi ration de la productivité primaire brute, on obtient la productivité primaire nette En termes plus simples, la productivité prim aire nette correspond à l'accu mulation de matière organique, c'est-à-dire à la croissance végétale.

Cette valeur est une mesure importante car elle représente la quantité d'énergie que les consomma teurs pourront utiliser.

Dans la plupart des cas, il reste 50 à 90 % de la production primaire brute sous forme de productivité primaire nette une fois que les producteurs ont comblé leurs besoins énergétiques.

Le taux auquel les consommateu rs (herbivores, carnivores et détritivo res) convertissen t l'énergie chimique de leur nourrit ure en biomasse est appelé productivité secondaire.

Il existe aussi à ce niveau une déperdition énergé tique.

Cette perte d'éne rgie dans les chaines alimentaires limite radicalement la biomasse totale des carnivores qui pewent vivre dans un écosystème.

Un millième seulement de l'énergie chimique fixée par photosynthèse parvient à un consommateur tertiaire.

C'est pourquoi les réseaux alimentaires comprennent rarement plus de cinq niveaux trophiques .

Les lions, les aigles et les rpaulartfs , par exemp le, n'ont pas de prédateurs directs (hormis l'homme), car leur biomasse ne suffirait pas à nourrir les organismes d'un autre niveau trophique.

LES CHAÎNES ALIMENTAIRES HUMAINES A l'époque où l'être humain pratiquait la chasse et la récolte, les populat ions humaines s'intégraient directement aux réseaux alimentaires en y prélevant leur nour riture.

Avec l'avènement de la révolution agricole puis de la révolut ion industrielle, les populations humaines se sont plus ou moins retirées de ces réseaux .

Bien qu'il occupe toujours le dernier maillon de nombreuses chaines alimentaires, l'être humain a forgé sa propre chaine en tentant de se tenir à l'écart des chaines alimen taires naturelles.

LES POLLUANTS DANS LA CHAÎNE ALIMENTARE Le syst.ème est d'autant plus frag ile qu'il repose sur des relations • mangeur • mangé •· La disparition, la diminution ou la contaminatio n par un polluant d'un membre de la chaine alimenta ire, de quelque niveau soit-il, entraîne de profonds bouleversements écolog iques qui peuve nt conduire à l'extinction de toute la chaine.

l'activité humaine en est le plus souvent la cause principale.

Il existe, en effet de multiples exemples de perturbations de l'équilibre écologique, sous diverses formes et dont les effets vont se répercuter sur l'ensemb le de la chaine alimentaire.

Par exemple, des épandages d'insecticides, en éliminant les insectes, pewent condu ire à la régression , voire à l'extinction , des animaux qui s'en nourrissent et finalement à la disparition de la chaîne.

Le DDT , par exemple, dont l'utilisation est interdite dep uis 1972 , se retrouve toujours dans les chaines alimen taires, ses effets dévastateurs se font donc encore ressentir aujourd'hu i.

li arrive même que l'homme subisse les conséquences de ses activités.

Dan s les années 1950, par exemp le, à Minamata au Japon , de nombreux pêcheu rs présentèren t de graves troub les neurologiques qui furent mortels pou r certains.

Ces troubles furent imputés, bien des années plus tard , à la société Chisso, implantée dans la baie de Minamata, qui y avait rejeté du mercure.

Le •rra,re est un mét al liquide à température ordinaire (20 °C).

Dispersé dans la nature, il est stocké dans les sédiments.

De là, sous l'actio n des bactéries, il se transforme en mercure organique, forme très toxique qui va s'accumu ler tout au long de la chaîne alimentair e : on a mesu ré dans les poissons et les mollusques de Minamata une concentration 10000 fois supér ieure à celle de l'eau alentour.. »