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Partie 5 : Ecosystèmes et services environnementaux

Un écosystème est formé par l’association d’une biocénose (communauté d’êtres vivants) et d’un biotope (milieu de vie). Ce dernier se caractérise par plusieurs paramètres (température, luminosité, humidité, nature des éléments minéraux, pH …). De nombreuses interactions s’établissent dans un écosystème :

I. Les écosystèmes : des interactions dynamiques entre les êtres vivants et leur milieu

Un écosystème se caractérise d’une part par des interactions entre la biocénose et le biotope : ce sont ces relations qui vont guider l’installation des espèces adaptées aux conditions du biotope.

Un écosystème se caractérise également par des interactions entre les espèces constitutives de la biocénose : ces relations peuvent être classées selon l’avantage ou la nuisance qu’elles apportent aux espèces concernées par l’interaction. La prédation est une relation brève dans laquelle seul le prédateur retire un avantage. C’est aussi le cas du parasitisme mais la relation se prolonge au cours du temps. Dans la symbiose, les deux espèces tirent un avantage de la relation (exemple : les mycorhizes). Dans une relation de compétition, chaque espèce est désavantagée (ex : deux espèces végétales entrent en concurrence pour s’approvisionner en substances nutritives).

II. Les flux de matière et d’énergie dans les écosystèmes

Le fonctionnement d’un écosystème se caractérise par des flux (ou transferts) de matière (carbone, azote, eau …) et d’énergie entre les différents membres de l’écosystème. Ces transferts se déroulent essentiellement au sein du réseau trophique qui rassemble les différentes chaînes alimentaires de l’écosystème.

Chaque réseau est constitué :

– de producteurs primaires, c’est-à-dire des organismes autotrophes qui se nourrissent donc exclusivement de matières minérales. Ce sont très majoritairement des végétaux chlorophylliens qui utilisent l’énergie lumineuse pour réaliser la photosynthèse et ainsi produire leur propre matière organique.

– de consommateurs (tels que les herbivores, les carnivores, les parasites …). Ce sont des organismes hétérotrophes qui ont besoin de se nourrir de matière organique.

– de décomposeurs, qui sont des consommateurs particuliers, permettant le recyclage de la matière organique morte en matière minérale. Ils sont essentiellement localisés dans le sol.

Pour représenter l’importance relative de chaque niveau d’un réseau trophique, il est possible d’établir une pyramide écologique. C’est une forme de représentation graphique qui indique des rapports entre différentes catégories d’espèces correspondant à différents niveaux trophiques. Cette pyramide montre ainsi que la biomasse (quantité de matière organique présente) des espèces situées à la base du réseau (producteurs) est plus faible que celle des différents niveaux de consommateurs.

Les écosystèmes contrôlent donc les flux de matière. Dans le cas du cycle du carbone, les différents niveaux trophiques (producteurs et consommateurs) constituent des réservoirs de carbone (puisque chaque organisme renferme de la matière organique riche en C). Dans un écosystème, les principales étapes du cycle sont les suivantes :

– l’entrée du C dans l’écosystème se réalise au cours de la photosynthèse (qui prélève le CO2 atmosphérique),

– le flux de carbone se réalise le long des chaînes alimentaires,

– la sortie du C hors de l’écosystème se réalise au cours de la respiration (libération du CO2 dans l’atmosphère.

Compte tenu du rôle du CO2 atmosphérique dans le réchauffement climatique, l’étude des flux et des réservoirs de carbone dans les écosystèmes est aujourd’hui essentielle. Ainsi, une forêt en plein développement va favoriser le stockage du C dans l’écosystème au détriment du CO2 atmosphérique.

L’organisation et le fonctionnement d’un écosystème dépendent donc des espèces qui le constituent, donc de sa biodiversité et de la dynamique des populations qui forment cet écosystème.