Objectifs

• Mesurer la richesse spécifique d'un milieu à partir d'un relevé de terrain et calculer une abondance relative.
• Classer les espèces selon leur rôle fonctionnel : producteurs, consommateurs, décomposeurs, pollinisateurs, disperseurs de graines.
• Reconnaître et noter les grands types d'interactions : compétition, prédation, parasitisme, mutualisme.
• Expliquer, avec un raisonnement argumenté, pourquoi la diversité des espèces et des rôles favorise la stabilité d'une communauté.

Ce cours se présente comme une enquête de terrain en quatre étapes : compter, classer, relier, prévoir. C'est la démarche qu'utilisent les écologues quand ils étudient une savane, une mangrove ou un champ.

Notions clés

Étape 1 : compter, la richesse spécifique

La biodiversité désigne la diversité du vivant à trois niveaux : la diversité des écosystèmes, la diversité des espèces et la diversité génétique à l'intérieur d'une même espèce.

La richesse spécifique d'un milieu est le nombre d'espèces différentes qu'on y trouve. On la mesure avec un relevé : on délimite une surface (un carré de 10 m sur 10 m par exemple), on identifie chaque espèce et on compte ses individus.

La richesse spécifique ne dit pas tout : deux milieux peuvent avoir le même nombre d'espèces, mais dans l'un une seule espèce domine presque tout. On calcule alors l'abondance relative de chaque espèce :

Étape 2 : classer, les rôles fonctionnels

Le rôle fonctionnel d'une espèce, c'est ce qu'elle « fait » dans l'écosystème :

• Producteurs : les végétaux chlorophylliens fabriquent leur matière organique à partir de la lumière, de l'eau, du \(\ce{CO2}\) et des sels minéraux (mil, herbes, palétuviers, algues).
• Consommateurs : ils se nourrissent d'autres êtres vivants ; herbivores (consommateurs primaires) puis carnivores (consommateurs secondaires…).
• Décomposeurs : champignons, bactéries, certains vers et termites transforment la matière morte en matière minérale réutilisable par les producteurs.
• Pollinisateurs (abeilles, papillons, chauves-souris…) et disperseurs de graines (oiseaux, singes, chauves-souris frugivores) : ils permettent la reproduction et l'installation des plantes.

Quand plusieurs espèces assurent le même rôle, on parle de redondance fonctionnelle : si l'une disparaît, une autre peut prendre le relais.

Étape 3 : relier, les interactions entre espèces

On décrit une interaction par son effet sur chaque partenaire : + (avantage), − (désavantage) ou 0 (pas d'effet).

La différence entre prédation et parasitisme : le prédateur tue sa proie pour la manger, alors que le parasite vit en général aux dépens d'un hôte qu'il affaiblit sans le tuer rapidement.

Ces interactions forment un réseau. Le schéma ci-dessous montre une partie du réseau d'une savane : les flèches « est mangé par » vont de la nourriture vers le consommateur.

flowchart LR
  H[Herbes] --> A[Antilope]
  H --> S[Sauterelle]
  S --> O[Oiseau insectivore]
  A --> L[Lion]
  A --> Y[Hyene]
  L -.competition.- Y
  H --> D[Decomposeurs]
  A --> D
  L --> D

Entre un prédateur et sa proie, les effectifs varient souvent de façon décalée : quand les proies sont nombreuses, les prédateurs se nourrissent bien et se multiplient ; ils mangent alors davantage de proies, qui diminuent ; faute de nourriture, les prédateurs diminuent à leur tour, et les proies se reconstituent. Le graphique suivant est un modèle simplifié (des courbes idéalisées, pas des mesures réelles) : déplace le curseur d pour changer le décalage.

Étape 4 : prévoir, biodiversité et stabilité

Une communauté est dite stable quand elle garde à peu près sa composition et son fonctionnement malgré une perturbation (sécheresse, feu, maladie, arrivée d'une espèce), ou quand elle se rétablit vite après.

Une forte biodiversité favorise cette stabilité pour trois raisons :

1. Redondance fonctionnelle : plusieurs espèces assurent le même rôle ; si l'une décline, une autre la remplace (plusieurs pollinisateurs pour une même plante, par exemple).
2. Effet d'assurance : les espèces ne réagissent pas toutes de la même façon à une perturbation ; certaines résistent à la sécheresse, d'autres aux maladies.
3. Réseau d'interactions plus riche : un prédateur qui a plusieurs proies peut changer de proie quand l'une se raréfie, ce qui évite l'effondrement des deux populations.

À l'inverse, certaines espèces jouent un rôle si important qu'on les appelle espèces clés : leur disparition bouleverse tout l'écosystème (par exemple un grand prédateur qui régule les herbivores, ou les palétuviers qui forment la mangrove et abritent poissons et crustacés).

Exemples résolus

Exemple 1 : comparer deux parcelles

Awa réalise un relevé sur un carré de 10 m sur 10 m dans chaque parcelle.

Question : calcule la richesse spécifique des deux parcelles, puis l'abondance relative de l'espèce la plus abondante de chacune. Conclus.

Exemple 2 : prévoir l'effet d'une disparition

Dans une savane, les antilopes sont mangées par les lions et les hyènes. On suppose que les lions disparaissent de la zone. Prévois l'évolution des antilopes, des herbes et des hyènes.

Erreurs fréquentes

• Confondre individus et espèces : la richesse spécifique compte les espèces différentes.
• Croire qu'une interaction est toujours « bonne » ou « mauvaise » : on décrit les effets (+, −, 0) pour chaque partenaire, sans jugement.
• Confondre prédation et parasitisme : le prédateur tue sa proie pour la manger, le parasite vit aux dépens de son hôte.
• Oublier les décomposeurs dans un réseau : sans eux, la matière morte s'accumule et les sels minéraux ne retournent pas au sol.
• Penser que seul le nombre d'espèces compte : la variété des rôles et la redondance comptent aussi pour la stabilité.

Récapitulatif

• Compter : richesse spécifique = nombre d'espèces ; abondance relative = part des individus d'une espèce.
• Classer : producteurs, consommateurs, décomposeurs, pollinisateurs et disperseurs.
• Relier : compétition (− / −), prédation (+ / −), parasitisme (+ / −), mutualisme (+ / +).
• Prévoir : diversité des espèces et des rôles, redondance et réseau riche rendent une communauté plus stable.