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Cycle trophique (HU)

De Wikigeotech
Version du 12 juillet 2020 à 10:11 par Bernard Chocat (discuter | contributions)

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Traduction anglaise : Trophic cycle

Dernière mise à jour : 12/7/2020

Cycle suivi par la matière au travers la chaîne alimentaire. Le cycle commence par les plantes (producteurs primaires), puis les animaux (consommateurs), suivis par les décomposeurs des animaux et des plantes. Il se ferme par la reprise des nutriments inorganiques par les plantes. On parle aussi de chaine trophique, de cycle des nutriments et de réseau trophique (voir § "Éléments de vocabulaire").

Nénuphars ; crédit photo Bernard Chocat.

Sommaire

Présentation générale du cycle trophique

Éléments de vocabulaire

Différents autres termes avec des sens voisins sont utilisés. Nous utiliserons le vocabulaire suivant :

  • chaine alimentaire : suite d'êtres vivants dans laquelle chacun est mangé par celui qui lui succède ;
  • cycle des nutriments : succession d'états dans lesquels on rencontre les principaux nutriments (carbone, azote et phosphore) au cours du temps ;
  • réseau trophique : ensemble des relations de production, de prédation et décomposition qui existent entre les organismes peuplant un écosystème.

Au sens de ces définitions nous considérerons :

  • que le cycle trophique est constitué d'un ensemble de chaines alimentaires interdépendantes qui assure la cohérence de fonctionnement d'un écosystème et qui permet de le fermer sur une base de temps, en général annuelle ;
  • que le cycle des nutriments s'intéresse plus spécifiquement aux états successifs de la matière organique (voir Cycle de l’azote (HU), Cycle du carbone (HU), Cycle du phosphore (HU)) ;
  • que le réseau trophique privilégie les relations entre les organismes.

Concepts de base

Les écosystèmes aquatiques reçoivent en permanence une grande quantité de matière organique issue de deux sources essentielles :

  • celle qui provient du métabolisme des végétaux chlorophylliens (producteurs primaires autotrophes) ;
  • celle qui provient de l’extérieur de l’écosystème et qui y est introduite naturellement (feuilles, arbres morts, insectes, etc.) ou du fait de l’activité humaine.

Dans le milieu naturel, existe un recyclage permanent de cette matière organique et de toute l’énergie reçue. L’ensemble des êtres vivants sont unis entre eux par des liens alimentaires qui jouent un rôle essentiel dans la cohésion de la biocénose. C'est l'ensemble de ces liens qui constitue le cycle trophique (ou chaine trophique). Celui ci assure la circulation de la matière et les transferts d’énergie entre les divers organismes qui peuplent l’écosystème.

Organismes constituant le réseau trophique

Les organismes peuplant un écosystème peuvent être répartis en trois catégories principales selon le rôle qu’ils assurent dans le cycle trophique :

  • les producteurs (autotrophes), qui sont pour la plupart des végétaux chlorophylliens ou des algues, et qui utilisent l’énergie solaire pour transformer la matière minérale en matière organique ;
  • les consommateurs (hétérotrophes), qui se nourrissent de matière organique complexe, et que l’on peut schématiquement diviser en consommateurs primaires (herbivores) et consommateurs secondaires ou d’ordre supérieur (carnivores) ;
  • les décomposeurs (saprophytes) qui tirent leur énergie de la minéralisation de la matière organique morte (détritus végétaux, excréta, cadavres, etc.), et qui sont essentiellement des bactéries, des levures et des champignons.

Représentation du cycle trophique

Le cycle trophique peut se représenter de façon schématique par la figure suivante :


Schéma de principe du cycle trophique.

Caractérisation du cycle trophique

Le cycle trophique est caractérisé par son intensité, qui mesure l'importance des flux échangés par unité de temps. Si le cycle trophique est équilibré, les flux arrivant et repartant, en moyenne, de tous les étages (ou stades) du cycle trophique doivent être égaux. En l'absence d'apports externes, c'est généralement les matières minérales qui jouent le rôle de facteur limitant. Si c'est le cas, une augmentation de leur flux (endogène ou exogène) entraîne une augmentation de la production primaire de végétation aquatique. L'abondance de la nourriture s'accroît, favorisant la densification des espèces animales. La masse de matière organique produite augmente, maintenant ainsi un flux élevé de manière minérale disponible pour réalimenter le cycle.

On distingue classiquement les écosystèmes lentiques (ou autotrophes) où l’essentiel de la matière organique est d’origine endogène (végétaux autotrophes), et les écosystèmes lotiques (ou hétérotrophes), pour lesquels les apports extérieurs (généralement d’origine terrestre) sont les plus importants.

Différents niveaux d'évolution trophique

L'évolution normale d'un écosystème aquatique se traduit par l'intensification des échanges, jusqu'à ce qu'un autre facteur écologique devienne limitant (en général l'ensoleillement ou la température). Cette évolution naturelle, qui peut durer des centaines d'années, voire des millénaires, s'appelle l'eutrophisation. Elle permet, en l'absence de facteur limitant autre, de passer successivement du stade oligotrophe (peu de vie, peu d'échanges) au stade mésotrophe (vie moyennement abondante, échanges en augmentation), puis au stade eutrophe (vie très abondante, échanges à leur maximum). Cette évolution naturelle est lente et contrôlée par les rythmes journaliers et annuels ; les équilibres sont globalement maintenus pour tous les étages du cycle trophique.

Dérèglement du cycle trophique

L'eutrophisation lente et naturelle des milieux aquatiques ne doit pas être confondue avec les phénomènes d'eutrophisation très rapides, évoluant sur des durées de l'ordre de quelques dizaines d'années, et dus à des apports externes importants en matières minérales (nutriments). Les différentes espèces peuplant le milieu et dont les cycles de vie sont différents n'ont alors pas le temps de s'adapter. On observe de ce fait des accumulations spectaculaires d'énergie (et donc de matière) à des stades particuliers du cycle trophique. Ces accumulations pouvant d'ailleurs se déplacer dans le cycle tout au long de l'année, par exemple :

  • accumulation continue des nutriments pendant l'automne et l'hiver, le développement de la végétation étant limité par la température et l'ensoleillement ;
  • explosion algale (fleur d'eau) au printemps et au début de l'été ;
  • accumulation de la matière organique à la fin de l'été et au début de l'automne.

L'ambiguïté est très grande entre les deux phénomènes, et, pour tenter de les dissiper, nous appellerons hyper-eutrophisation ces dérégulations du cycle trophique qui sont très dommageables pour les milieux naturels.

De la même manière, l'état résultant de cette dérégulation, correspond à une maladie de l'écosystème. Appeler eutrophe ("bien nourri") un tel état est donc pour le moins un écart de langage. Le terme dystrophe ("mal nourri"), proposé par Mac Intyre & Holmes (1971) paraît mieux approprié et permet de lever l'ambiguïté.

Bibliographie :

  • Mac Intyre, F. et Holmes, R.W. (1971) : Ocean pollution ; Environment ressources, pollution and society ; Ed. Murdoch W.W. Sinauer ; pp 230-253.

Pour en savoir plus : Article wikipédia

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