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

Les interactions de la biocénose

• Le biotope désigne le milieu de vie des êtres vivants.
• La communauté d’êtres vivants présents dans un écosystème forme la biocénose.
• Le biotope est sous le contrôle de facteurs abiotiques tels que : la température, la luminosité, le vent, l’humidité, la salinité.
• Les variations de ces paramètres forment des écosystèmes très diversifiés.
• Un écosystème désigne l’ensemble des relations que les êtres vivants ont entre eux, et que ces mêmes êtres vivants ont avec le milieu dans lequel ils évoluent.
• Les interactions favorables aux deux espèces
• La symbiose est un échange réciproque. Le symbiote vit dans l’hôte, il fournit ce que l’hôte n’arrive pas à produire, en retour, l’hôte protège le symbiote.
• Le mutualisme est aussi un échange réciproque.
• Les interactions favorables à une seule espèce
• La prédation est une interaction dissymétrique, car seul le prédateur tire un bénéfice de cette concurrence.
• Le parasitisme est aussi une interaction inéquitable car le parasite vit au dépens de l’hôte.
• Les interactions biotope-biocénose et entre les êtres vivants structurent l’évolution de la composition biologique de l’écosystème.

Les flux de matière et d’énergie au sein d’un écosystème

• Un réseau trophique montre les relations alimentaires entre les êtres vivants d’un écosystème.
• Les producteurs primaires assurent l’entrée du carbone minéral dans le réseau trophique grâce à l’énergie lumineuse qu’ils reçoivent du Soleil, l’eau et les sels minéraux qu’ils absorbent à partir du sol ou de l’air. Au final, le glucose, molécule organique riche en carbone, est produit.
• Cette transformation est appelée la photosynthèse et elle est assurée par les parties vertes des plantes.
• Certaines cellules consomment le glucose en présence de dioxygène, c’est la respiration cellulaire. Ce métabolisme produit de l’énergie mais aussi des déchets : le dioxyde de carbone et l’eau.
• Certains êtres vivants, tels les champignons, vont utiliser le glucose par fermentation. Ce métabolisme produit de l’énergie mais aussi des déchets : le dioxyde de carbone et l’alcool.
• Le transfert de matière se poursuit entre une proie et le consommateur de cette proie, et ces transferts transforment l’énergie chimique contenue dans les molécules organiques de glucose en d’autres formes d’énergie.
• Une partie de la matière est recyclée : les décomposeurs permettent « de boucler » les réseaux trophiques en consommant les cadavres des êtres vivants pour libérer les sels minéraux qui pourront, de nouveau, être consommés par les plantes.
• Tous les êtres vivants consomment directement ou indirectement l’énergie solaire.

La dynamique des milieux de vie

• Si l’environnement est constant, les espèces se développent de manière cyclique (naissance, croissance, reproduction et mort) jusqu’à coloniser la totalité de l’espace disponible tant que les ressources le permettent.
• Le modèle proie-prédateur qui suit les équations de Lotka-Volterra montre que le nombre de proies et de prédateurs évolue conjointement.
• Dans une certaine mesure la biodiversité peut s’adapter aux changements environnementaux : c’est ce que l’on appelle la résilience.
• Mais si ces changements sont extrêmes, s’ils sont trop rapides ou se répètent trop souvent, la résilience peut devenir impossible.
• On constate que la résilience est d’autant plus facile, que le milieu de vie présente une forte biodiversité.