Les relations « qui mange qui » symbolisées dans le modèle d'une chaîne alimentaire confèrent aux écosystèmes terrestres certaines de leurs structures véritablement fondamentales. La chaîne alimentaire en action visible peut être un aigle plongeant sur un lièvre ou un requin engloutissant un banc de harengs, mais vous pouvez également visualiser un mouvement sous-jacent plus intrinsèque; celle de l'énergie, générée à l'origine par les réactions nucléaires du Soleil, qui traverse un écosystème pour alimenter les forces vitales de ce système.
L'énergie dans les écosystèmes
L'énergie électromagnétique du soleil alimente presque tous les écosystèmes de la planète, bien qu'il existe des communautés d'eau profonde qui puisent plutôt dans l'énergie fournie par les sources hydrothermales. Les plantes vertes « réparent » l'énergie solaire entrante; c'est-à-dire qu'ils le capturent et le convertissent par le processus de photosynthèse en énergie chimique contenue dans les glucides. L'énergie contenue dans les liaisons chimiques de ces composés nourrit ensuite d'autres organismes qui, pour l'obtenir, consomment des plantes ou des créatures mangeuses de plantes, qui comprennent les invertébrés, les champignons et les microbes qui décomposent les matières organiques mortes matière.
Parce que la décomposition produit des nutriments inorganiques essentiels utilisés par les plantes pour conduire la photosynthèse, la matière cycles à travers un écosystème. L'énergie, en revanche, n'est pas recyclée mais les flux à travers le système: la mécanique de la vie - en utilisant l'énergie chimique pour alimenter les processus critiques qui maintiennent l'organisme organisation - produire de la chaleur comme sous-produit ultime, et cela ne peut pas être reconverti en une forme d'énergie utilisable par la vie formes. Ainsi, les plantes ont besoin d'un apport constant de lumière solaire pour alimenter la photosynthèse, et les organismes non photosynthétiques ont besoin d'un apport constant de nourriture pour obtenir une nouvelle énergie.
Producteurs, consommateurs et décomposeurs
Parce qu'ils fabriquent de l'énergie chimique utilisable à partir du rayonnement électromagnétique du soleil, des plantes vertes et d'autres produits photosynthétiques les organismes tels que les algues et les cyanobactéries sont appelés « producteurs ». Organismes non photosynthétiques qui dépendent directement ou indirectement sur l'énergie fixée par les producteurs sont les « consommateurs » d'un écosystème. Un herbivore comme un cerf ou une tortue mange des plantes pour obtenir énergie; c'est un consommateur principal car il consomme le producteur lui-même. Un animal qui se nourrit d'un herbivore, comme un carnivore comme une araignée ou un tigre, est un consommateur secondaire; les carnivores mangent aussi d'autres carnivores, bien sûr - un grand-duc d'Amérique s'attaquant à une belette, disons - vous pouvez donc aussi parler de consommateurs tertiaires.
De nombreux animaux, des guêpes jaunes aux ours bruns, mangent à la fois des matières végétales et animales; celles-ci omnivores servent donc à la fois de consommateurs primaires et secondaires. Les décomposeurs sont une classe spéciale de consommateurs qui se nourrissent de matières végétales et animales mortes, convertissant matière organique en gaz inorganiques et minéraux qui peuvent être recyclés en tant que nutriments dans le système.
Gardez à l'esprit que la chaîne alimentaire n'implique pas seulement qu'un organisme en consomme complètement un autre. Les herbivores ne détruisent souvent pas les plantes individuelles qu'ils broutent ou broutent, et de nombreux parasites ne tuent pas carrément les organismes hôtes dont ils tirent leur subsistance. De plus, il existe de nombreuses relations mutualistes dans lesquelles une forme de vie tire de l'énergie d'une autre tout en fournissant une sorte de service en échange; par exemple, les champignons qui colonisent les racines des plantes et en tirent de l'énergie tout en augmentant la capacité de la plante à absorber l'eau et les nutriments.
Chaînes alimentaires et pyramides de la biomasse
Le chemin de l'énergie des producteurs aux consommateurs aux décomposeurs forme une chaîne alimentaire. Un simple pourrait englober l'herbe à l'impala au guépard. En réalité, les organismes mangent souvent et sont mangés par plusieurs autres organismes, ce qui nourriture Internet – essentiellement un tas de chaînes alimentaires entrelacées – le modèle le plus détaillé, mais la structure linéaire de base d'une chaîne alimentaire est toujours utile pour tracer le flux énergétique de l'écosystème. Chaque échelon d'une chaîne alimentaire représente un niveau trophique: Un producteur occupe le niveau trophique basal, un consommateur primaire le suivant et ainsi de suite.
Un concept connexe est le biomasse ou alors pyramide énergétique, qui symbolise la proportion relative d'organismes à différents niveaux trophiques dans un écosystème. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une règle absolue, les producteurs sont généralement largement plus nombreux que les consommateurs primaires, et les consommateurs primaires sont largement plus nombreux que les consommateurs secondaires. Cela est dû à l'inefficacité inhérente du transfert d'énergie à travers un écosystème. En moyenne, la photosynthèse fixe bien moins de 1 % de l'énergie solaire entrante sur Terre, et seule une petite proportion de l'énergie chimique résultante est effectivement acheminée dans la chaîne alimentaire; la plante en utilise une grande partie pour elle-même. À chaque étape d'une chaîne alimentaire, l'énergie est «brûlée» pour la respiration d'un organisme et perdue en chaleur, de sorte que des quantités décroissantes sont disponibles pour les consommateurs aux niveaux trophiques supérieurs. Une approximation standard est qu'à peine 10 pour cent de l'énergie stockée à un niveau trophique passe au niveau suivant. En gros, c'est pourquoi un seul orque a besoin, via les maillons intermédiaires de la chaîne alimentaire, par exemple des crevettes, des poissons et des phoques, d'une multitude de plancton pour se maintenir.