Objectifs

• Définir un écosystème, son biotope et sa biocénose.
• Distinguer producteurs, consommateurs et décomposeurs.
• Construire et lire une chaîne alimentaire et un réseau alimentaire.
• Expliquer le transfert de matière et d'énergie d'un niveau à l'autre et le rôle des décomposeurs.
• Prévoir les conséquences de la disparition d'un maillon.

1. Qu'est-ce qu'un écosystème ?

Définitions

• Le biotope est le milieu de vie et ses conditions physiques et chimiques : eau, sol, air, lumière, température, humidité. Ce sont les facteurs abiotiques (non vivants).
• La biocénose est l'ensemble des êtres vivants (végétaux, animaux, champignons, micro-organismes) qui peuplent ce milieu. Les relations entre eux sont des facteurs biotiques.
• Un écosystème est l'ensemble formé par un biotope et sa biocénose, ainsi que toutes les relations qui les unissent.

Les écosystèmes ont des tailles très différentes : une flaque, un tronc d'arbre mort, une mare, une forêt, une savane, une mangrove, un lac ou un fleuve.

mindmap
  root((Ecosysteme))
    Biotope
      Eau
      Sol
      Lumiere
      Temperature
    Biocenose
      Vegetaux
      Animaux
      Champignons
      Microbes

2. Producteurs, consommateurs et décomposeurs

• Les producteurs sont les végétaux chlorophylliens (herbe, arbres, algues). Grâce à la lumière du Soleil, ils fabriquent leur propre matière à partir d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone \(\ce{CO2}\) : c'est la photosynthèse. Ils sont le premier maillon de toutes les chaînes.
• Les consommateurs sont les animaux qui se nourrissent d'autres êtres vivants.
  • consommateurs primaires (ou de 1er ordre) : les herbivores, qui mangent les végétaux (antilope, criquet, chèvre) ;
  • consommateurs secondaires (2e ordre) : les carnivores qui mangent les herbivores (lézard qui mange le criquet) ;
  • consommateurs tertiaires (3e ordre) : les carnivores qui mangent d'autres carnivores (serpent qui mange le lézard).
• Les décomposeurs (bactéries, champignons, certains vers et insectes du sol) se nourrissent des cadavres, des feuilles mortes et des excréments. Ils les transforment en matière minérale que les plantes réutilisent.

Place chaque rôle sur le schéma de la savane : touche une zone et choisis le bon nom.

3. Chaînes et réseaux alimentaires

La chaîne alimentaire

Une chaîne alimentaire est une suite d'êtres vivants dans laquelle chacun mange le précédent. Elle commence toujours par un producteur. Chaque étape est un maillon (ou niveau trophique).

Par convention, la flèche se lit « est mangé par » : elle va de l'aliment vers celui qui le mange, dans le sens où passe la matière.

Le réseau alimentaire

Dans la nature, un animal mange souvent plusieurs espèces et peut être mangé par plusieurs prédateurs. Les chaînes d'un même écosystème s'entrecroisent : elles forment un réseau alimentaire (ou réseau trophique).

flowchart LR
H[Herbe] --> C[Criquet]
H --> A[Antilope]
H --> S[Souris]
C --> L[Lezard]
C --> O[Oiseau]
S --> SE[Serpent]
L --> SE
O --> SE
A --> LI[Lion]

Exemple résolu : construire une chaîne

Dans une mare, on observe : les têtards broutent les algues ; le héron mange les poissons ; les poissons mangent les têtards. Construis la chaîne et nomme chaque maillon. Cherche d'abord.

4. Transfert de matière et d'énergie

L'énergie de presque tous les écosystèmes vient du Soleil. Les producteurs la captent par la photosynthèse et la stockent dans leur matière. En mangeant, chaque consommateur récupère une partie de cette matière et de son énergie.

Mais à chaque niveau, une grande partie est perdue pour le niveau suivant :

• utilisée pour vivre (respiration, déplacements, chasse) et dégagée sous forme de chaleur ;
• rejetée dans les excréments ;
• non mangée (os, racines, cornes), elle part chez les décomposeurs.

Seule une petite partie passe donc au maillon suivant. C'est pourquoi :

• il y a beaucoup plus d'herbe que d'antilopes, et beaucoup plus d'antilopes que de lions ;
• les chaînes alimentaires ont rarement plus de quatre ou cinq maillons ;
• on peut représenter les niveaux par une pyramide qui se rétrécit vers le haut.

flowchart TB
S[Soleil] --> P[Producteurs]
P --> C1[Consommateurs primaires]
C1 --> C2[Consommateurs secondaires]
P --> D[Decomposeurs]
C1 --> D
C2 --> D
D --> M[Sels mineraux du sol]
M --> P

Exemple résolu : un calcul avec une hypothèse

Supposons, pour simplifier, qu'à chaque maillon seulement un dixième de l'énergie passe au maillon suivant. Si l'herbe d'un champ contient \(10\,000\) unités d'énergie, combien en reste-t-il pour le lion dans la chaîne \(\text{herbe} \rightarrow \text{antilope} \rightarrow \text{lion}\) ?

5. Quand un maillon disparaît

Dans un réseau alimentaire, tous les êtres vivants dépendent les uns des autres. La disparition ou la forte diminution d'une espèce a des conséquences en cascade :

• ses proies peuvent proliférer, car elles ne sont plus mangées ;
• ses prédateurs manquent de nourriture et diminuent, ou se reportent sur d'autres proies ;
• un écosystème dont le réseau est riche et varié résiste mieux, car les animaux ont d'autres sources de nourriture.

Exemple résolu : prévoir une conséquence

Dans le réseau ci-dessus, que se passe-t-il pour les lézards et l'herbe si les criquets disparaissent ? Cherche d'abord.

Erreurs fréquentes

Récapitulatif

• Écosystème = biotope (milieu non vivant) + biocénose (êtres vivants) + leurs relations.
• Producteurs (végétaux chlorophylliens), consommateurs (primaires, secondaires, tertiaires) et décomposeurs.
• Une chaîne alimentaire commence par un producteur ; la flèche signifie « est mangé par ». Les chaînes s'entrecroisent en réseau.
• La matière est recyclée par les décomposeurs ; l'énergie vient du Soleil et se perd à chaque maillon.
• La disparition d'un maillon perturbe tout le réseau.