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LES RESEAUX TROPHIQUES

I-

Généralités

La citation de Charles Elton « Suivez la nourriture et vous comprendrez la structure des communautés ». Ceci marque l’émergence de la théorie des niches écologiques, du concept de chaîne alimentaire et donc du concept de réseau trophique. A] Niveaux des réseaux trophiques Il existe trois niveaux du réseau trophique :   

Relation trophique Chaîne alimentaire : Série d’organisme dans laquelle un organisme consomme celui qui précède avant d’être mangé par celui qui le suit Réseau trophique : assemblage d’espèce d’un même écosystème réunies par les relations mangé-mangeur

On peut distinguer différentes parties dans les chaînes alimentaire qu’elles soient terrestres ou marines.

Chaque biome terrestre possède sont propre réseau trophique caractéristique. Il y a différents niveau dans le réseau trophique : -

Production primaire Herbivore Prédateur Super prédateur

B] Règles générales Les chaînes alimentaires sont souvent courtes (4 à 10 niveaux), leur longueur est indépendante de la production primaire (si la production primaire est trop faible on observe rarement plus de 3 niveaux trophiques). De plus, la longueur des chaînes est indépendante de la taille des prédateurs. Les réseaux trophiques sont non compartimentés chez les omnivores sauf pour des cas très rare.

Il y a une simplification des réseaux trophiques en milieu perturbé.

II-

Les pyramides écologiques

Les pyramides écologique sont des gradients allant des producteurs primaires au super prédateurs. Il y a différentes pyramides écologiques. A] Pyramide des nombres La pyramide des nombres divise les différents niveaux trophique en fonction de leur densité, de leur présence dans le milieu. En générale la partie la plus grande de la pyramide est la base carrée de la pyramide avec les producteurs primaires pour aller vers les super prédateurs qui représentent le sommet de la pyramide.

Cependant cet équilibre est bouleversé dans l’écosystème forestier.

B] Pyramide de biomasse La biomasse n’est pas proportionnelle à la densité des différents niveaux trophiques. Normalement la majeure partie de la biomasse d’un écosystème est la partie produite par les producteurs primaires. Il est par ailleurs, normal que les producteurs primaires constituent la majeure partie de la biomasse puis qu’ils sont à la base de la chaîne alimentaire.

C] Pyramide d’énergie Le dernier types écologiques est la pyramide d’énergie. Cette pyramide correspond à l’énergie transmise au différents niveaux trophiques.

En fonction du réseau trophique les pyramide sont différentes et ne sont pas proportionnelles.

On peut ainsi résumer la pyramide écologique et le fonctionnement des écosystèmes.

III-

Cascades trophiques

La cascade trophique aborde la notion de réaction en chaîne. Pour comprendre la notion de cascades trophiques par la dynamique de population des loutres en mer d’Alaska. Il faut savoir que la base alimentaire des loutres de mer est l’oursin. Le déclin observé des loutres de mer pourrait s’expliquer selon certaines hypothèse par une pénurie alimentaire. C’est-à-dire une disparition des oursins. Cependant on n’a pas observé de déclin des oursins dans cette zone. La cause qui expliquerait le déclin des loutres de mer n’est donc par une relation trophique (relation de chaîne alimentaire). On peut émettre une autre hypothèse, celle de la prédation accru des espèces. Les loutres de mer sont victimes de prédation de la part des orques et les oursins victimes de la prédation des loutre . La prédation accrue est en réalité une part plus importante des loutres dans le régime alimentaire des orques. On peut alors se demander pour les loutres constituent une plus grande part dans le régime

alimentaire des orques. Il faut savoir que l’orques se nourrit principalement de phoques et de loutre de mer. Or en Alaska la chasse aux phoques est autorisée. C’est-à-dire que les phoques sont chassés par l’Homme. Il y a donc moins de ressources en phoques pour les orques qui doivent alors se tourner vers une autre ressources alimentaire ici, la loutre de mer. Le déclin des loutres de mers est donc indirectement induit par l’Homme qui réduit les autres ressources possible pour les prédateurs.

Grâce à l’exemple des loutres de mers on peut distinguer deux types d’effets des cascades trophiques : les effets directs et les effets indirects. On peut illustrer ces effets avec comme exemple les otaries et les anchois de la baie du Benguela.

IV-

Caractérisation des réseaux trophiques

Caractériser les réseaux trophiques c’est comprendre le lien de mangeur et mangé dans le réseau trophique. A] Méthodes de caractérisation directes On peut déterminer le lien de mangeur/ mangé en analysant les contenus stomacaux, les fèces et les pelote de réjection.

B] Méthode de caractérisation indirectes 1) Isotope stable Pour établir la relation trophique entre les espèces on peut étudier les isotopes stables. C’est-à-dire une étude de la composition isotopique des organisme et on établie le ratio, isotope lourd/ isotope léger. Le long de la chaîne trophique il y a un enrichissement en isotope lourds. C’est comme ça que l’on sait qui est à la base de la chaîne alimentaire. 2) Code barre génétique En étudiant le code barre génétique on peut établir la relation trophique.

3) Etude structurelle : approche topologique On fait une étude structurelle du réseau trophique, selon le nombre de nœuds, selon que l’on considère ou non le cannibalisme, le nombre de liens réalisés, le nombre de liens réalisé par rapport au nombre de liens potentiels et selon la longueur des chaînes.

4) Etude des forces d’interactions La force d’interaction trophique est l’intensité du lien trophique définie par l’impact d’un individu prédateur sur une population de proie. Cette force se calcule avec la formule :

V-

Réseaux trophiques et stabilité des communautés

A] Prédation Dans le réseau trophique il y a la prédation aléatoire où il y a une homogénéité des forces d’interaction entre les prédateurs et les proies. Il existe cependant la prédation sélective qui correspond en fait aux préférences alimentaires des prédateurs. Dans la prédation sélective il y a une hétérogénéité des forces d’interaction. On comprend alors que la structure des réseaux trophiques n’est pas aléatoire et que ce sont des systèmes dynamique qui subit des changements.

Dans l’hétérogénéité des forces d’interactions il y a quelques liens forts mais avec une majorité de liens faibles. Ce type de réseau permet une stabilité du réseau et permet une persistance des espèces de la communauté.

VI-

Les espèces « clé de voûte »

Une espèce « clé de voûte » est une espèce ayant un effet disproportionné sur la structure de la communauté comparativement à leur biomasse. C’est donc une espèce structurante.

On peut illustrer l’espèce clé de voûte avec l’exemple de l’étoile de mer. Si on retire l’étoile de mer on a une recolonisation impossible.

VII- Points clés Un réseaux trophiques est un système écologique complexe d’interactions mangeur/ mangés. Le réseaux trophique est le support aux flux d’énergie et de matière traversant la communauté. En raison d’effets directs et indirects une approche réseau trophique est indispensable pour comprendre la dynamique des populations et des communautés. Caractériser un réseau trophique revient à étudier sa structure et quantifier les forces d’interactions. Stabilité des réseaux trophiques et persistance des communautés sont étroitement liés....