Dernière mise à jour le 24/03/17

Chapitre Écosystèmes Séquence 3

"Qu'est-ce qu'un écosystème et en quoi l'équilibre fragile de sa biodiversité doit-il être préservé?"

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III. Qui mange quoi ? Un transfert d'énergie

L'essentiel

Un réseau alimentaire est constitué d'un ensemble complexe de chaînes alimentaires. Une chaîne alimentaire correspond à un flux de matière et d'énergie transmis du mangé au mangeur. L'énergie initiale est l'énergie lumineuse utilisée par les plantes vertes (producteurs) pour fabriquer la matière organique qui les constitue. La matière et l'énergie contenue dans les plantes vertes est transmise à la chaîne alimentaire : consommateurs primaires (phytophages) puis consommateurs secondaires, tertiaires (zoophages). Plus on monte dans la chaîne alimentaire moins de matière et d'énergie sont transmis au mangeur. Chaque maillon utilise pour lui-même une grande partie des ressources alimentaires ingérées. Ce qui explique que les chaînes alimentaires sont souvent courtes et que d'un maillon à l'autre la msse et le nombres des animaux diminue (pyramide alimentaire).

• Logiciel "réseau alimentaire" (images extraites du logiciel - Lien)

Un exemple de chaîne alimentaire	Réseau alimentaire (agrandir)
Le cycle de la matière et le transfert d'énergie (ci-contre) Dans la chaîne alimentaire le premier maillon est le producteur primaire (végétal chlorophyllien). il construit ses molécules organiques à partir de la l'énergie de la lumière du soleil qu'il est capable de transformer en énergie chimique (dans la molécule de glucose qu'il synthétise). Le végétal chlorophyllien transfère l'énergie de la lumière du Soleil en énergie contenue dans la matière organique qui fabrique les êtres vivants. Les végétaux chlorophylliens ne consomment pas de matière organique, ils utilisent uniquement des éléments minéraux (l'eau et le CO2 pour les éléments carbone, oxygène et hydrogène, les sels minéraux pour l'azote, le calcium, etc) pour fabriquer les matières organiques dont ils ont besoin pour construire leurs cellules et faire fonctionner leur organisme. On parle de production secondaire lorsque la synthèse de matières organiques nécessaires à la construction des cellules et au fonctionnement de l'organisme sont produire par digestion de matières organiques ingérées. Les producteurs secondaires sont donc des consommateurs, les premiers se nourrissent des végétaux, les secondaires, tertiaires,... se nourrissent de proies. Les consommateurs primaires sont phytophages et autres sont zoophages.

• BILAN -Tout au long de la chaîne alimentaire, le transfert de matière organique constituant les êtres vivants est un transfert d'énergie.

• Document 2 - Le transfert de matière dans un écosystème
  • Dans une chaîne alimentaire, l'énergie contenue dans la nourriture organique a plusieurs usages après digestion (noter qu'une partie de cette nourriture ne sera pas digérée et sera rejetée comme excrément) :
    • fournir de l'énergie par respiration pour assurer les mouvements (contraction des muscles), le fonctionnement des organes (synthèse de molécules)
    • fournir de la matière pour construire les nouvelles cellules.
    • On en déduit que seule une faible partie sera transmise lors de la prédation surtout lorsque la proie est à sang chaud.
  • Ainsi lorsqu'on monte dans la pyramide alimentaire, la quantité de matière à transmettre est de plus en plus faible et les espèces sont souvent plus grosses, ce qui explique le faible nombre d'individu des maillons supérieurs de la pyramide, surtout dans les prairies, prises en exemple, où les consommateurs sont des mammifères. Dans un milieu marin où la chaîne commence avec les planctons végétal chlorophyllien et animal, puis les arthropodes (crevettes) et des mollusques (calmars), puis poissons et enfin oiseaux, phoques, baleines, la chaîne alimentaire peut être beaucoup plus longue. Les animaux à sang chaud sont précédés par de nombreux maillons à sang froid, de petite taille, moins consommateurs en énergie.
    

Une exemple illustré de l'écosytème de la mare et du flux de matière et d'énergie - Universcience tv

• Document 3 - Les effets de la perturbation d'une chaîne alimentaire dans un écosystème
  • L'article de presse mentionne la diminution inquiétante de la population des mésanges charbonnières. cette disparition des mésanges est attribuée à des difficultés de reproduction liées au fait que les coquilles des oeufs sont trop fines et ne permettent pas d'assurer le développement à terme des embryons. Les mésanges femelles manquent de calcium pour construire les coquilles et ce, du fait de la disparition des escargots.
    Les escargots dont la coquille (même lorsqu'ils sont morts) ont quasiment disparus car ils ne peuvent plus construire leur coquille.
    Les pluies acides (les gaz polluants industriels rendent les pluies acides), réagissent avec le calcaire du sol et le détruise.
  • Inattendu ! L'action de l'Homme par les polluants industriels rejetés dans l'atmosphère,
    • provoque l'acidification des pluies, qui réagissent chimiquement avec le calcaire du sol,
    • le calcaire n'est plus disponible dans le sol,
    • les escargots disparaissent ne pouvant construire leur coquille,
    • les mésange qui utilise les coquilles d'escargots n'ont pas assez de calcaire disponible pour construire leurs oeufs,
    • les mésanges sont en voie de disparition dans cette forêt.
  • Dans le deuxième exemple, le remembrement (regroupement des parcelles agricoles) a entraîné la disparition des haies.
    • La haie abrite un riche écosystème dont les oiseaux insectivores qui s'y abritent et nichent.
    • La destruction des haies a entraîné la diminution des population des oiseaux.
    • Les insectes et de larves consommés par les oiseaux n'ont plus eu de prédateurs et leur population est allée en croissant.
    • La population croissante d'insectes et de larves a eu pour effet une destruction des cultures.
    • L'équilibre de la chaîne alimentaire a été rompue et d'une manière inattendue la disparition des haies pour faciliter le travail agricole a entraîné un déficit de production suivi d'un usage plus intensif des pesticides !