Niveaux trophiques Partie 1 : Pourquoi ils comptent

Le concept de niveau trophique vise à simplifier et à expliquer les interactions dynamiques entre les organismes tout au long d’une chaîne alimentaire. Comprendre ces interactions peut conduire à des applications utiles pour la durabilité, le fonctionnement des écosystèmes et la santé humaine.

Cette série en deux parties explorera les niveaux trophiques aquatiques et comment ils peuvent aider à orienter nos décisions d’approvisionnement en produits de la mer.

Qu’est-ce qu’un niveau trophique ?

Les niveaux trophiques désignent un niveau ou une position dans une chaîne alimentaire ou un réseau alimentaire. C’est l’un des concepts les plus anciens en écologie qui cherche à expliquer les relations énergétiques entre différents organismes. Comme on le voit sur la figure ci-dessous, le niveau trophique le plus bas est appelé le principal producteur. Ce sont généralement des plantes comme le phytoplancton, les algues et les algues marines. Ils peuvent fabriquer leur propre nourriture (généralement en photosynthétisant les sucres du soleil) et n’ont pas besoin de consommer d’autres plantes ou animaux. Ce sont généralement les organismes les plus abondants de l’écosystème.

Au-dessus de cela se trouvent les consommateurs herbivores, c’est-à-dire les animaux qui se nourrissent de plantes. Quelques exemples de ces exemples incluent les zooplanctons, les coques et les bivalves. Ensuite, nous avons des consommateurs carnivores : des animaux considérés comme des « mangeurs de viande » parce que leur énergie provient directement d’autres produits animaux. Les carnivores sont divisés en gradins ; Les carnivores du premier niveau sont composés de crustacés, de petits poissons, de méduses et d’autres qui consomment généralement de petits herbivores. Pour le deuxième niveau, le troisième niveau et les carnivores de haut niveau, chaque niveau consomme plus d’énergie que le précédent. Ces niveaux comprennent des animaux allant de plus gros poissons comme le brochet ou le bar, aux calamars, requins, orques et bien d’autres.

Différentes quantités d’énergie sont transférées à mesure que nous remontons la chaîne trophique. Les producteurs soutiennent les niveaux supérieurs car ils tirent leur énergie du soleil. Lorsque les herbivores consomment les producteurs, environ 10 % de cette énergie est transférée aux herbivores. C’est pourquoi ils doivent manger autant de plantes !

Ce transfert d’énergie se poursuit dans la chaîne alimentaire, avec seulement 10 % de l’énergie du niveau précédent étant déplacée vers le haut à chaque fois. L’énergie est perdue sous forme de chaleur ou de déchets métaboliques et digestifs au fur et à mesure que l’organisme vit sa vie, mais le volume des producteurs au niveau inférieur est généralement suffisant pour fournir les besoins énergétiques plus haut dans la pyramide. Comme les carnivores se nourrissent d’herbivores pour leur énergie, plutôt que de manger directement les plantes, ils nécessitent près de 10 fois plus de masse végétale à la base pour les soutenir. Moins d’organismes peuvent être soutenus à mesure que l’on monte dans la pyramide en raison de besoins énergétiques plus élevés et d’un manque de proies pour soutenir une grande population. C’est pourquoi il y a moins de requins que de poissons proies.

Le problème omnivore

Comme les toiles trophiques peuvent être extrêmement grandes et emmêlées, elles présentent souvent de nombreuses complications telles que la présence d’omnivores, de décomposeurs et de charognards. Les omnivores sont des animaux qui consomment à la fois des plantes et d’autres animaux. Comme ils reçoivent de l’énergie de différents types de sources alimentaires, il est difficile de suivre avec précision le flux d’énergie au sein de cette chaîne. Quelques exemples d’omnivores incluent certaines tortues marines, quelques homards et des escargots. Parce que la quantité d’énergie qu’ils reçoivent est difficile à calculer, les omnivores sont difficiles à catégoriser en un seul niveau trophique spécifique.

Les décomposeurs causent des problèmes similaires car ils décomposent la matière organique comme les animaux et plantes morts, qui sont ensuite recyclés dans les sols. Les nutriments de ces sols sont ensuite souvent absorbés par les producteurs primaires pour les aider à croître. Techniquement, ils tirent de l’énergie des tissus des plantes et des animaux, mais ils ne sont pas carnivores. Ils apportent des nutriments utiles à la base de la chaîne alimentaire, mais ne sont pas des producteurs primaires – c’est pourquoi on s’interroge sur leur position.

Enfin, les charognards sont des animaux qui se nourrissent souvent d’autres animaux morts et de matériaux végétaux. Comme pour les omnivores, il est difficile de suivre la consommation d’énergie et de les positionner proprement dans un niveau trophique spécifique. On dit souvent qu’au-dessus du niveau trophique herbivore, la plupart des réseaux alimentaires forment un réseau embrouillé d’omnivores.

Niveaux trophiques marins versus eaux douces

Lorsqu’on examine les niveaux trophiques dans différents écosystèmes ou environnements, comme les eaux marines et les eaux douces, il existe de nombreuses similitudes et différences. Le flux global des réseaux trophiques est presque identique, les producteurs primaires étant à la base, suivis des consommateurs herbivores, et se terminant par les consommateurs carnivores.

Carnivores

Une différence majeure serait la taille et le nombre de carnivores. L’ampleur des océans et des environnements marins permet aux grands carnivores de croître en taille et en nombre de grands carnivores que les environnements d’eau douce, formant ainsi des réseaux trophiques plus complexes. Par exemple, dans les milieux marins, on trouve de grands carnivores tels que les orques, les grands requins blancs, les dauphins et les ours polaires, contrairement aux milieux d’eau douce dont les carnivores principaux sont les hérons, de gros poissons comme la truite de lac et les alligators.

Les carnivores plus grands peuvent s’expliquer par le fait qu’il y a beaucoup plus d’espace dans les environnements océaniques, permettant aux grands animaux de remplir des niches écologiques moins compétitives, ainsi qu’à une différence de disponibilité des nutriments et d’un meilleur accès à diverses proies. Bien que les environnements marins puissent abriter des types plus grands et plus carnivores, les deux écosystèmes comportent plusieurs niveaux de carivores impliqués dans plusieurs chaînes trophiques formant un réseau complexe.

Cycles des nutriments

Les cycles nutritifs sont également un élément important des deux écosystèmes. Par exemple, dans l’eau douce, les rivières et les ruisseaux apportent des nutriments vers et depuis d’autres zones telles que les étangs, les lacs et les montagnes. Cela crée un afflux constant de nutriments injectés dans ces environnements. Cela peut avoir des effets positifs, comme favoriser la croissance de différentes plantes dépendantes de ces nutriments, mais aussi des effets nocifs tels que des proliférations d’algues nuisibles qui peuvent réduire l’oxygène et créer des environnements hostiles et inhabitables pour d’autres animaux. D’autres écosystèmes d’eau douce fermés comme les étangs et les lacs peuvent également avoir des cycles nutritifs saisonniers, comme l’eau froide et dense qui s’enfonce à l’automne tandis que l’eau chaude monte, provoquant un phénomène naturel de mélange. Cela fait que certains éléments comme le carbone, le phosphore et l’azote dominent selon la saison. Les cycles nutritifs peuvent provoquer des changements dans la structure des réseaux trophiques lorsque certaines plantes et animaux dépendent de certains minéraux selon les saisons.

Dans les écosystèmes marins, les cycles des nutriments varient selon l’emplacement, donc les nutriments trouvés le long des côtes diffèrent de ceux que l’on trouve en haute mer. La disponibilité de l’azote est à nouveau l’un des principaux facteurs régulant la production primaire dans de nombreux environnements côtiers. Il existe un mélange à plus grande échelle par les courants de bord, le soulèvement côtier et le mélange profond. Lors de ces événements, les nutriments entrent par divers moyens et peuvent être chimiquement modifiés, déposés et recyclés. Les nutriments des océans ont aussi des impacts positifs et négatifs, positivement ils peuvent entraîner une augmentation de la production primaire, augmentant ainsi le nombre de producteurs primaires dans la région où les nutriments sont déposés, ce qui entraîne des proliférations d’algues, de phytoplancton, de zooplancton et d’autres, créant un effet en cascade à travers la chaîne trophique. Négativement, cela peut aussi provoquer des proliférations d’algues nuisibles et des déficits nutritifs dans d’autres zones. Dans les deux écosystèmes, les cycles nutritifs diffèrent mais provoquent des effets assez similaires tout au long des chaînes trophiques.

Dernières réflexions et à venir

Bien que le concept puisse simplifier excessivement la complexité des réseaux alimentaires, les niveaux et systèmes trophiques sont utiles pour illustrer comment l’énergie circule dans un écosystème. Puisque les humains consomment, de différentes manières, à tous les niveaux des systèmes trophiques aquatiques, ce concept peut nous aider à mieux comprendre pourquoi certains organismes sont plus durables que d’autres.

Le prochain volet de cette série, Niveaux Trophiques Partie 2 : Cascades et Contrôles , expliquera comment ces systèmes trophiques sont régulés via des contrôles descendants et ascendants.

Aquablog écrit par Rahana Ebrahim, bénévole d’Ocean Wise Seafood

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