Comprendre le fonctionnement des écosystèmes

Qu'est-ce qu'un écosystème ?

Les unités fonctionnelles et les populations d'un écosystème sont les groupes d'organismes à travers lesquels circulent l'énergie et les nutriments. Une population est un groupe d'organismes de la même espèce qui partagent le même espace et le même temps. Les populations d'un écosystème interagissent de différentes façons.

Ces populations forment une communauté solidaire qui englobe la partie biotique de l'écosystème.

Origine du concept d'écosystème

Il est utile de considérer les milieux aquatiques et terrestres comme des écosystèmes, un terme inventé en 1935 par l'écologiste végétal Sir Arthur George Tansley afin d'améliorer le concept selon lequel chaque habitat est un ensemble intégré.

Définition d'un système écologique

Un système est un ensemble d'éléments interdépendants qui fonctionnent comme une unité avec les entrées et sorties nécessaires. Les éléments clés d'un écosystème sont :

• Les producteurs (plantes vertes)
• Les consommateurs (herbivores et carnivores)
• Les décomposeurs ou organismes d'altération (champignons et bactéries)
• La composante non vivante ou abiotique, composée de matières organiques mortes et d'éléments nutritifs dans le sol et l'eau.

Flux d'énergie et échanges de matières

Les entrées de l'écosystème sont l'énergie solaire, l'eau, l'oxygène, le dioxyde de carbone, l'azote et d'autres éléments et composés. Les sorties comprennent la chaleur produite par la respiration, l'eau, l'oxygène, le dioxyde de carbone et les nutriments. La force motrice fondamentale est l'énergie solaire.

Les écosystèmes possèdent un flux d'énergie qui les alimente :

• Apport de matériaux et d'énergie : énergie solaire, marémotrice, géothermique, etc.
• Le système lui-même : comprend les populations d'organismes.
• Sorties de l'énergie : production de fruits, biomasse et énergie thermique.

Les composants de l'écosystème

Autotrophes, hétérotrophes et omnivores

Les plantes et les algues sont autotrophes : elles transforment l'énergie du soleil et les substances du terrain en leur propre nourriture. Les herbes d'une prairie, comme toutes les plantes, n'ont pas besoin de se nourrir d'autres êtres vivants.

Les animaux sont des êtres hétérotrophes : ils ne produisent pas leur nourriture, mais ont la nécessité de la puiser dans leur environnement.

Les différents régimes alimentaires

• Les herbivores : ils mangent des plantes, de l'herbe, des feuilles d'arbres, des arbustes, des noix ou des graines. Exemples : la vache, le cheval, le cerf, l'éléphant ou le lapin.
• Les carnivores : ils s'alimentent d'autres animaux. Certains chassent leurs proies, tandis que d'autres mangent des cadavres (charognards). On peut citer le chat, le chien, le lion, le vautour ou le loup.
• Les omnivores : ils mangent de tout, aussi bien des animaux que des plantes. Le sanglier, le chimpanzé, le porc et l'humain sont des omnivores.

La chaîne alimentaire et les interactions

Tout être vivant dépend des autres pour se nourrir. Les herbivores dépendent des plantes, et les carnivores dépendent des herbivores. Ces relations de pouvoir dans un groupe d'êtres vivants sont exprimées par les schémas appelés chaînes alimentaires.

L'étude scientifique de l'écosystème

L'étude de l'écosystème examine l'interaction entre les êtres vivants (qui mange qui ?), leur fonctionnement (comment ils se nourrissent et se reproduisent) et leur relation avec l'environnement (réactions à la chaleur ou à l'absence d'eau). Elle analyse également les flux d'énergie et de matériaux ainsi que leur relation avec tous les systèmes de l'environnement.