Lycée · 2ⁿᵈᵉ · SVT (2nde)
L'écosystème et ses interactions
Composantes, interactions biotiques/abiotiques et dynamique des écosystèmes — programme de SVT 2nde (lycée général)
À propos de cette page
Définition et composantes d'un écosystème
Un écosystème est l'ensemble fonctionnel constitué par un milieu physico-chimique et la communauté d'êtres vivants qui y résident, liés par des échanges de matière et d'énergie.
Les écosystèmes se rencontrent à toutes les échelles : une mare, une forêt, un océan, un sol de jardin. La biosphère est l'ensemble de tous les écosystèmes de la Terre.
Schéma — Les deux composantes d'un écosystème et leurs échanges.
Le biotope : facteurs abiotiques
Le biotope désigne l'ensemble des conditions physiques et chimiques du milieu. Les facteurs abiotiques sont les paramètres non vivants qui conditionnent la vie des organismes.
| Facteur abiotique | Exemples | Influence sur les organismes |
|---|---|---|
| Température | 0 °C à 40 °C selon le milieu | Rythme métabolique, développement, répartition géographique |
| Luminosité | Forêt dense vs prairie | Photosynthèse, cycles biologiques (photoperiodisme) |
| Disponibilité en eau | Précipitations, humidité | Turgescence cellulaire, régulation osmotique |
| pH | Sol acide (lande) ou basique (pelouse calcaire) | Activité enzymatique, disponibilité des nutriments |
| Salinité | Eau douce vs eau de mer | Régulation osmotique des cellules |
| O₂ dissous | Ruisseau rapide vs étang stagnant | Respiration aérobie des organismes aquatiques |
Chaque espèce ne peut survivre que dans une certaine plage de valeurs pour chaque facteur : c'est son valence écologique. Une espèce euryèce tolère de grandes variations ; une espèce sténoèce n'en tolère que de faibles.
La biocénose : diversité des organismes
La biocénose rassemble l'ensemble des organismes vivant dans un biotope donné. On y distingue :
- Producteurs primaires (végétaux, algues, cyanobactéries) : synthétisent la matière organique par photosynthèse à partir de matière minérale → organismes autotrophes.
- Consommateurs (herbivores, carnivores, omnivores) : se nourrissent de matière organique déjà synthétisée → organismes hétérotrophes.
- Décomposeurs (bactéries, champignons saprophytes) : dégradent la matière organique morte en matière minérale réutilisable.
La richesse spécifique d'un écosystème est le nombre d'espèces différentes qu'il abrite. La biodiversité de la biocénose comprend aussi la diversité génétique et la diversité des interactions.
Les interactions biotiques
Les interactions biotiques sont les relations entre organismes vivants au sein d'un même écosystème. Elles peuvent être bénéfiques, neutres ou néfastes pour chaque partenaire.
| Type d'interaction | Espèce A | Espèce B | Exemple |
|---|---|---|---|
| Prédation | + (prédateur) | − (proie) | Renard / lapin |
| Parasitisme | + (parasite) | − (hôte) | Tique / cerf |
| Compétition | − | − | Deux espèces de charançons pour les mêmes graines |
| Mutualisme | + | + | Abeille / fleur à nectar (pollinisation) |
| Commensalisme | + | 0 (neutre) | Rémora / requin |
| Symbiose | + | + | Champignon mycorhizien / racines de pin |
Schéma — Exemple de chaîne trophique dans un écosystème de prairie.
Les chaînes et réseaux trophiques
Une chaîne trophique est une suite d'organismes dans laquelle chaque être vivant se nourrit du précédent. On y distingue des niveaux trophiques :
- Niveau 1 — Producteurs primaires (végétaux, algues)
- Niveau 2 — Consommateurs primaires (herbivores)
- Niveau 3 — Consommateurs secondaires (carnivores de 1er ordre)
- Niveau 4 — Consommateurs tertiaires (carnivores de 2e ordre)
En réalité, un organisme appartient souvent à plusieurs chaînes : l'ensemble des chaînes trophiques d'un écosystème constitue un réseau trophique.
Chaque transfert d'énergie entre niveaux trophiques est inefficace : environ 90 % de l'énergie est perdue sous forme de chaleur (respiration cellulaire). Seul ~10 % est réellement assimilé et disponible pour le niveau suivant.
Graphique — Perte d'énergie entre les niveaux trophiques (règle des 10 %).
La dynamique des peuplements et successions écologiques
Un écosystème n'est pas figé : il évolue au cours du temps, phénomène appelé succession écologique.
On distingue :
- Succession primaire : colonisation d'un milieu vierge (lave refroidie, moraine glaciaire). Les premières espèces qui s'installent sont les espèces pionnières (lichens, mousses).
- Succession secondaire : recolonisation après une perturbation (incendie, coupe forestière) d'un milieu ayant déjà abrité une végétation.
Au cours de la succession, la diversité spécifique augmente généralement, la biomasse croît et les interactions biotiques se complexifient.
Pelouse rase → Lande à callune → Gaulis de bouleaux → Futaie de chênes (climax de l'Europe de l'Ouest)
Chaque stade prépare les conditions favorables pour le stade suivant (modification du sol, de l'ombrage…).
Les perturbations des écosystèmes
Les écosystèmes sont soumis à des perturbations naturelles ou d'origine humaine qui peuvent modifier leur structure et leur fonctionnement.
| Type de perturbation | Exemples | Conséquences possibles |
|---|---|---|
| Naturelle | Incendie, tempête, éruption volcanique, inondation | Destruction partielle ou totale du peuplement, déclenchement d'une succession secondaire |
| Anthropique (légère) | Agriculture raisonnée, pâturage extensif | Maintien d'une biodiversité élevée (lisières, prairies) |
| Anthropique (forte) | Déforestation, urbanisation, pollutions, espèces invasives | Perte de biodiversité, fragmentation des habitats, effondrement des populations |
La résilience d'un écosystème est sa capacité à retrouver son état initial après une perturbation. Elle dépend de la diversité spécifique (plus un écosystème est riche en espèces, plus il est résilient).
À l'échelle mondiale, les activités humaines (déforestation, agriculture intensive, urbanisation, changement climatique) sont les principales causes de la crise de biodiversité actuelle, considérée comme la 6e extinction de masse.
- Un écosystème = biotope (milieu abiotique) + biocénose (organismes vivants) en interaction.
- Les facteurs abiotiques (température, lumière, eau, pH…) conditionnent les organismes.
- Les interactions biotiques comprennent : prédation (+/−), compétition (−/−), mutualisme (+/+), parasitisme (+/−), commensalisme (+/0).
- Les chaînes trophiques s'organisent en réseaux ; chaque transfert d'énergie entre niveaux perd ~90 %.
- Les successions écologiques font évoluer un peuplement vers un état stable (climax).
- Les perturbations humaines réduisent la résilience des écosystèmes et menacent la biodiversité.
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