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Thème 2 – Les enjeux contemporains de la planète Écosystèmes et services environnementaux

Chapitre 12 – La dynamique des écosystèmes

L’agrosystèmeétudiéenclassedesecondeestunécosystèmeprofondémentsimplifiéetmodifié

parl’Homme.Nousallonsétudierunexempled’écosystèmenaturel,afindedonnerunaperçude

larichesseetdelacomplexitédesliensquipeuventyexisterentrelesêtresvivants.

1. Les interactions entre les êtres vivants et le biotope

Lesmodalités de l’interaction entre les êtres vivants et leur biotope sontmultiples. Dans un

écosystème naturel, on distingue les producteurs primaires, les consommateurs et les

décomposeurs.

Exempled’unécosystèmedeforêttempérée.

Rechercherlesêtresvivantsàlabasedeschaînesalimentaires.Lesdécomposeursnesontpasreprésentés

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Touslesêtresvivantspuisentdesressourcesdanslebiotope.Lesproducteursprimairessurtout,

y puisent de l’énergie sous forme de lumière, du CO2 atmosphérique, et, grâce à l’absorption

racinaire,del’eauetdesionsminérauxapportantnotammentlesélémentsazote(N),phosphore

(P),potassium(K),produisentdelamatièreorganiquesansenconsommer.

Auseindesproducteursprimaireslarecherchedesressourceslesplusfavorablesconduitàune

répartition des êtres vivants au sein du biotope en fonction de certains facteurs (luminosité,

hygrométrie,compositiondusol…).

Denombreusesespècesontdesexigencesvoisinesetsontdoncencompétitionpourcertaines

ressources(compétitionentrelesarbrespourlalumière,compétitionsentrelesprédateurspour

certainesproies,entrelesparasitespourcertainshôtes…)

Laplupartdesêtresvivantsrestituentaumilieudel’eauparlarespirationenmêmetempsque

duCO2.

Enfinparlebiaisdeladécomposition,lesêtresvivantsfavorisentledéveloppementetlemaintien

dusol(vuenclassedeseconde).Lesdécomposeurs(champignons,bactéries,petitsinsecteset

versdusol)assurentlerecyclagedelamatièreorganiquenonseulementsousformedeCO2et

d’eau,maisaussi sous formed’ionsminéraux indispensablesauxproducteursprimaires.C’est

ainsiquelafertilitédusolestpérennisée.

2. Les interactions au sein de la biocénose

Laplupartdesconsommateurs,sontencompétitionpourlesressourcesdematièreorganiques

dont ils se nourrissent. Certains d’entre eux ont développé des interactions particulières qui

facilitentleurnutrition.

Certainesespècesétablissententreellesdesrelationsdecoopération(mutualisme),commepar

exempleentrel’écureuilquiaideàladisséminationdesnoixetlenoisetierquinourritl’écureuil.

Parmicesrelations,lessymbiosessontdesassociationsàbénéficeréciproquepermanenteset/ou

obligatoiresentredeuxêtresvivantsd’espècesdifférentes.Exemple:leslichens,quirésultentde

l’association au niveau cellulaire d’une algue et d’un champignon. L’algue et le champignon

conserventchacunsonprogrammegénétique.L’alguenourritlechampignonaveclesproduitsde

laphotosynthèse et le champignonprotège l’alguede ladéshydratation et lui fournit certains

minéraux.

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Unité de reproduction filaments de

champignon

Couche d’algues

Photographie(àgauche)etstructure(àdroite)d’unlichen

Danscettesymbiose,l’associationestnon-obligatoiremaispermanente

D’autresespècessontparasites.Elless’installentsurunêtrevivantd’uneautreespèce,l’hôte,dont

ellestirentpartipoursenourrir,s’abriteret/ousereproduire.C’estlacasdecertainsinsectes

commelescynipsquipondentsurcertainsorganesvégétaux,quidéveloppentalorsdesgalesoù

leslarvesvontsenourriretsedévelopperàl’abri.

(degaucheàdroite)Lecynipsduchêne,sagalle,etunelarvedecynipsdanssagalle

Enfin, les espèces prédatrices consomment lamatière organique de leurs proies animales ou

végétales.

Symbiose,parasitismeetprédationsontdesexemplesd’interactionsentre lesêtresvivantsde

l’écosystème. Ces interactions ont permis au coursdu temps le succèsde ces espècesdans la

sélectionnaturelle.Ainsi,uneespècen’estpastoujourssélectionnéesursacapacitéàsurvivre

seuledanslebiotope,maissursacapacitéàsurvivreauseindesabiocénoseeteninteractionavec

elle.

3. La dynamique des écosystèmes

Lesêtresvivantsdesécosystèmeséchangentdelamatièreetdel’énergieentreeuxetavecleur

milieu.

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À partir des ressources inorganiques puisées dans le biotope, les producteurs primaires

convertissentducarboneminéral(CO2)encarboneorganique(protides,glucides,lipides,acides

nucléiques).Cecarboneorganiquetransitedanstoutleréseautrophique.Unepartimportanteest

restituéeàl’atmosphèreparlarespirationdesêtresvivantsetnotammentdesdécomposeurs.

Leséchangesdecarbonedansunécosystèmedeforêttempérée

Unepetitefractionducarboneorganiqueéchappeàl’actiondesdécomposeurseteststockéeà

plusoumoinslongtermedansdifférentsréservoirs:

• biomasse(troncsdesarbres)

• acideshumiquesdusol

• rochescarbonéesetcarbonatées

On remarque que le carbone peut sortir de l’écosystème par exemple lorsqu’il participe à la

formationd’uneroche.Ainsilecyclebiologiqueducarboneestcoupléàd’autreséchangesentre

lesgrandsréservoirsgéologiquesdecarbone,lecyclegéochimique.

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Cyclebiogéochimiquenaturelducarbone

Dansunécosystèmeàmaturitécommeuneforêt,leséchangesdecarboneentrelabiocénoseetla

biotopesontglobalementéquilibrés.Ilenestdemêmepourleséchangesd’eauetdematières

minérales.Dans lecasducarbone,commenous l’avonsvu, le fonctionnementde l’écosystème

génèrecependantunstockagetrèslentdanslesdifférentsréservoirs.

Malgrécetterelativestabilité,lesécosystèmessubissentfréquemmentdesperturbationsparfois

d’originehumaine(déforestation,urbanisation,pollutions),parfoisd’originenaturelleextérieure

à l’écosystème (incendies naturels, épidémies) ou intérieure à l’écosystème (évolution d’un

parasite).

Parexemple,unincendiedéclencheunerestitutionbrutaleetmassivedecarboneàl’atmosphère

àpartirdes réservoirsdusol etde labiomassevégétale.Danscertains cas, l’écosystèmepeut

cependantsurvivreetretrouverpeuàpeusonétatd’équilibre,notammentgrâceauxadaptations

particulièresdecertainesespèces.Parexemple,lechène-liègeprotègesesbourgeonsdufeusous

uneépaisseécorcedeliège;etsousl’effetdelachaleurdufeu,lescônesdecertainesespècesde

pins (Pinus Halepensis) s’ouvrent et libèrent des graines qui germeront après l’incendie et

profiterontainsidesionsminérauxcontenusdanslescendres.La«renaissance»decesespèces

attireradesinsectes,puisdesoiseauxetleréseautrophiquesereconstitueraprogressivement.

Cette capacité d’un écosystème à retrouver son état d’équilibre est appelée résilience; elle

diminuecependantlorsquelespressionsquesubitl’écosystèmedépassentuncertainseuil,par

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exemple,sil’intervalledetempsentredeuxincendiessuccessifsdiminuedemanièreinhabituelle.

Elleestfavoriséeparlabiodiversitéauseindel’écosystèmeetlarichessedesinteractionsausein

delabiocénose(symbiose,coopérationetc.),maiselleestlimitée:au-delàd’uncertainseuilde

perturbation,l’écosystèmenepeutretrouversonéquilibre.