Écosystèmes et réseaux trophiques

Marche dans une prairie et regarde autour de toi. De l'herbe, partout. Des criquets qui sautent dedans. Un campagnol qui file dans un trou. Plus haut, une buse qui tourne. Et sous tes pieds, invisibles, des vers de terre et des moisissures.

Tous ces êtres vivants ne sont pas là par hasard, et ils ne sont pas indépendants : ils se mangent les uns les autres. C'est ce qui les relie.

Un écosystème, c'est un milieu — une prairie, une mare, un sous-bois — avec l'ensemble des êtres vivants qui y vivent et les relations qui les unissent.

Trois rôles, et trois seulement. Dans n'importe quel écosystème, chaque être vivant tient l'un de ces trois rôles.

Ces rôles ne se lisent pas sur l'allure de l'animal : ils se lisent sur ce dont il se nourrit. Un être vivant qui ne mange aucun autre être vivant est un producteur ; un être vivant qui ne mange que ce qui est déjà mort est un décomposeur.

La flèche, et son sens. Pour écrire ces relations, on utilise une flèche. Et cette flèche a toujours la même signification, dans tous les milieux et dans tous les livres.

Dans une chaîne alimentaire, la flèche se lit « est mangé par ».

Elle part donc de celui qui est mangé et pointe vers celui qui mange.

se lit : « l'herbe est mangée par le criquet », c'est-à-dire « le criquet mange l'herbe ».

C'est là que presque tout le monde se trompe, et la meilleure façon de ne plus se tromper est de retenir pourquoi la flèche est dans ce sens : elle suit le chemin de la matière. La matière de l'herbe passe dans le corps du criquet. Elle va de l'herbe vers le criquet, comme la flèche.

1. Une chaîne alimentaire. Une chaîne alimentaire est une suite d'êtres vivants reliés par des flèches, chacun mangeant le précédent.

Trois choses à remarquer, et elles sont vraies pour toutes les chaînes.

• Le premier maillon est toujours un producteur. Il faut bien que la matière vienne de quelque part, et elle vient toujours d'un végétal vert.
• Chaque flèche se lit « est mangé par ». Aucune ne fait exception.
• La chaîne s'arrête à un animal que rien ne mange dans ce milieu : ici, la couleuvre — sauf qu'elle-même est mangée par la buse, ce qui donnerait une chaîne de cinq maillons.

2. Un réseau alimentaire. Dans la réalité, presque aucun animal ne mange une seule sorte de proie, et presque aucune proie n'a un seul prédateur. Les chaînes se croisent donc. L'ensemble s'appelle un réseau alimentaire, ou réseau trophique.

Voici celui d'une prairie, écrit sous forme de tableau. Chaque ligne dit ce dont un être vivant se nourrit.

Le tableau ne dit pas qui est producteur, qui est consommateur, qui est décomposeur : cela se déduit. L'herbe est la seule ligne où ne figure aucun être vivant : c'est le producteur. Le lombric et la moisissure ne se nourrissent que de restes : ce sont les décomposeurs. Tous les autres mangent des êtres vivants : ce sont des consommateurs.

3. De quoi un végétal vert se nourrit-il vraiment ? Il ne mange rien. Il fabrique sa propre matière, et il lui faut pour cela quatre choses, et quatre seulement :

1. de l'eau, prélevée dans le sol par les racines ;
2. des sels minéraux, dissous dans cette eau ;
3. du dioxyde de carbone, pris dans l'air par les feuilles ;
4. de la lumière.

Ce que les racines prélèvent, c'est de l'eau et des sels minéraux dissous — pas de la terre. Un végétal ne se nourrit pas de terre : c'est une idée fausse très répandue, et elle se démonte facilement, puisqu'un arbre de plusieurs tonnes ne creuse aucun trou en poussant. Le nom savant de cette fabrication est la photosynthèse ; tu l'apprendras plus tard, et tu n'as pas besoin du mot pour comprendre la leçon.

4. Les décomposeurs, et pourquoi on les oublie toujours. Ils sont sous nos pieds, souvent minuscules, et ils ne mangent que ce qui est déjà mort : feuilles tombées, cadavres, déjections. Lombrics, cloportes, bactéries, moisissures.

Leur rôle est pourtant décisif. En se nourrissant de la matière morte, ils la transforment en sels minéraux, qui retournent dans le sol — et que les végétaux verts prélèvent ensuite par leurs racines.

Sans les décomposeurs, la matière morte s'accumulerait sans fin et le sol s'appauvrirait : les végétaux n'y trouveraient plus de sels minéraux.

C'est ce qui boucle l'écosystème. La matière n'y va pas seulement du bas vers le haut de la chaîne : elle revient, par les décomposeurs, jusqu'au producteur. Elle circule.

5. Que se passe-t-il si un maillon disparaît ? La question se traite toujours de la même façon, en trois gestes.

1. Trouver dans le tableau la ligne de l'être vivant concerné : elle donne toutes ses proies.
2. Retirer de cette liste celui qui disparaît.
3. Regarder ce qu'il reste.

S'il reste au moins une proie, l'animal perd un aliment mais il en trouve encore dans ce milieu. S'il n'en reste aucune, il n'a plus rien à manger ici. C'est justement l'intérêt d'un réseau plutôt que d'une simple chaîne : parce qu'il existe plusieurs chemins, la disparition d'un maillon ne fait pas s'écrouler tout l'ensemble d'un coup.

On reprend le tableau de la prairie.

Question 1 — quel être vivant est le producteur de ce réseau ?

Un producteur fabrique sa propre matière : il ne mange aucun autre être vivant. On lit donc la colonne « se nourrit de » et l'on cherche la ligne où ne figure aucun être vivant.

Une seule ligne ne cite que de l'eau, des sels minéraux, du dioxyde de carbone et de la lumière : c'est l'herbe.

C'est aussi la seule ligne où apparaît le mot « lumière ». C'est un bon repère : un producteur a besoin de lumière, aucun consommateur n'en a besoin pour se nourrir.

Question 2 — que signifie la flèche dans « l'herbe → le criquet » ?

Elle se lit « est mangé par » : l'herbe est mangée par le criquet, autrement dit le criquet mange l'herbe. Le tableau le confirme, puisque la ligne du criquet porte « l'herbe ».

La matière suit le sens de la flèche : elle passe de l'herbe au criquet.

Question 3 — écris une chaîne alimentaire de quatre maillons présente dans ce réseau.

On part du producteur, puis on avance de proie en prédateur en lisant le tableau.

L'herbe est mangée par le criquet — ligne du criquet. Le criquet est mangé par la grenouille — ligne de la grenouille. La grenouille est mangée par la couleuvre — ligne de la couleuvre.

Chaque flèche se lit « est mangé par ». Le premier maillon est le producteur : c'est toujours ainsi qu'une chaîne commence.

Question 4 — quels sont les décomposeurs de ce réseau ?

Un décomposeur se nourrit des feuilles mortes et des restes d'êtres vivants. Deux lignes du tableau correspondent : le lombric et la moisissure.

Ce ne sont pas des consommateurs : ils ne mangent aucun être vivant, seulement ce qui est déjà mort. Et ce ne sont pas des producteurs : ils ne fabriquent pas leur matière, ils la récupèrent.

En transformant cette matière morte en sels minéraux, ils la rendent au sol — où l'herbe la reprendra par ses racines. La boucle est fermée.

Question 5 — si la grenouille disparaît de ce milieu, qu'arrive-t-il à la couleuvre ?

On applique les trois gestes. D'abord la ligne de la couleuvre : elle se nourrit de la grenouille et du campagnol des champs. Ensuite, on retire la grenouille. Il reste le campagnol des champs.

La couleuvre perd un aliment, mais il lui en reste un dans ce réseau. Elle n'est donc pas condamnée à disparaître avec la grenouille.

Compare avec ce qui arriverait à un animal dont la ligne ne citerait qu'une seule proie : celui-là n'aurait plus rien à manger dans ce milieu. Tout dépend du nombre de chemins.

Réflexe d'auto-contrôle : chaque fois que tu écris une flèche, relis-la à voix haute avec les mots « est mangé par ». Si la phrase obtenue est absurde — « la couleuvre est mangée par la grenouille » —, c'est que la flèche est à l'envers.

Figure (fig.biology.food-web-arrows, SVG programmatique à produire) : deux panneaux superposés.

• Panneau du haut — le sens de la flèche, en grand. Deux dessins occupent toute la largeur : à gauche une touffe d'herbe, à droite un criquet. Entre eux, une seule flèche, épaisse, qui part de l'herbe et pointe vers le criquet. Sur la flèche, en gros caractères, les trois mots « est mangé par ». Sous la flèche, une seconde mention plus petite : « la matière passe de l'herbe au criquet ». Sous le criquet, dans un cadre barré d'une croix, la lecture fautive écrite en toutes lettres : « l'herbe mange le criquet — impossible ». Aucune flèche n'est dessinée dans l'autre sens : la figure ne montre jamais l'erreur sous forme de flèche, uniquement sous forme de phrase barrée.
• Panneau du bas — le réseau de la prairie, et la boucle. Les huit êtres vivants du tableau, disposés sur trois niveaux de hauteur. En bas, « l'herbe », posée sur une bande horizontale légendée « le sol : eau et sels minéraux ». Au milieu, « le criquet » et « le campagnol des champs ». Plus haut, « la grenouille », puis « la couleuvre », puis « la buse variable ». Toutes les flèches du tableau sont tracées, toujours de la proie vers le prédateur : de l'herbe vers le criquet et vers le campagnol ; du criquet vers la grenouille ; de la grenouille et du campagnol vers la couleuvre ; de la couleuvre et du campagnol vers la buse. À droite, à part, « le lombric » et « la moisissure » dans un cadre légendé « les décomposeurs ». Des flèches en trait tireté partent de chacun des six autres êtres vivants et convergent vers ce cadre, avec l'étiquette commune « restes et feuilles mortes ». Enfin, une flèche tiretée unique repart du cadre des décomposeurs vers la bande du sol, étiquetée « sels minéraux rendus au sol », et une dernière flèche remonte du sol vers l'herbe, étiquetée « prélevés par les racines ». Aucun soleil n'est dessiné : la lumière est portée par une simple flèche descendante, étiquetée « lumière », qui aboutit sur l'herbe.
• Distinction sans couleur. Les flèches alimentaires sont en trait plein, les flèches des décomposeurs en trait tireté, et chaque famille porte son étiquette écrite. Les trois rôles sont écrits en toutes lettres à côté de leurs cadres : « producteur », « consommateurs », « décomposeurs ». Aucune information n'est portée par la seule couleur.

Ce qu'il faut lire. Le panneau du haut ne dit qu'une chose, mais c'est la plus importante du chapitre : la flèche va du mangé vers le mangeur, parce que la matière va dans ce sens. Le panneau du bas montre que rien ne sort de l'écosystème : ce qui monte le long des flèches pleines redescend par les flèches tiretées, jusqu'au sol, jusqu'à l'herbe. La matière circule en boucle.

La figure en détail : deux panneaux. En haut, une touffe d'herbe à gauche, un criquet à droite, et entre eux une seule flèche épaisse allant de l'herbe vers le criquet, portant les mots « est mangé par » ; une mention rappelle que la matière passe de l'herbe au criquet, et une phrase barrée signale que la lecture inverse, « l'herbe mange le criquet », est impossible. En bas, le réseau de la prairie sur trois niveaux : l'herbe en bas sur la bande du sol, le criquet et le campagnol des champs au milieu, puis la grenouille, la couleuvre et la buse variable plus haut. Les flèches vont toujours de la proie vers le prédateur : de l'herbe vers le criquet et le campagnol, du criquet vers la grenouille, de la grenouille et du campagnol vers la couleuvre, de la couleuvre et du campagnol vers la buse. À part, dans un cadre, le lombric et la moisissure, les décomposeurs : des flèches tiretées venues de tous les autres êtres vivants y aboutissent, chargées des restes et des feuilles mortes, et une flèche tiretée en repart vers le sol, rendant les sels minéraux que les racines de l'herbe prélèveront. Une flèche descendante étiquetée lumière aboutit sur l'herbe.

Il n'y a aucun calcul dans cette leçon, et c'est voulu : les nombres qui décrivent un écosystème — quelle masse de matière passe d'un maillon au suivant — s'étudient au lycée. En 6e, ce sont les règles de lecture qui comptent, et elles se vérifient à l'œil.

Domaine de validité, à ne pas sauter. Un tableau de régimes alimentaires ne décrit qu'un milieu, et il est forcément incomplet : un écosystème réel compte des centaines d'espèces. Quand on demande « qu'arrive-t-il à tel animal ? », la réponse porte donc sur ce réseau-là — « il lui reste une proie dans ce réseau » — et non sur la nature entière.

Comment répondre à chaque type de question.

1. On demande le sens ou le sens de lecture d'une flèche ? « Est mangé par », toujours, sans exception.
2. On demande qui est le producteur ? Cherche la ligne où ne figure aucun être vivant.
3. On demande qui est décomposeur ? Cherche les mots « restes » et « feuilles mortes ».
4. On demande ce qui arrive à un animal si sa proie disparaît ? Lis sa ligne, retire la proie disparue, regarde ce qu'il reste.
5. On demande de reconstituer une chaîne ? Pars du producteur, puis cherche à chaque fois qui le mange dans le tableau.

1. Orienter la flèche du mangeur vers le mangé. C'est l'erreur la plus fréquente de tout le chapitre. La flèche se lit « est mangé par » : elle part de la proie et pointe vers le prédateur. Test infaillible : lis ta flèche à voix haute avec ces trois mots. Si la phrase est absurde, retourne la flèche.
2. Oublier les décomposeurs. Ils sont petits, souvent invisibles, et on les laisse hors du schéma. Sans eux, pourtant, la matière morte s'accumulerait et le sol s'appauvrirait. Un réseau sans décomposeurs est un réseau incomplet.
3. Croire qu'un végétal se nourrit de terre. Il n'en absorbe pas. Ses racines prélèvent dans le sol de l'eau et des sels minéraux dissous. La terre elle-même n'entre jamais dans la matière du végétal.
4. Croire qu'un végétal se nourrit d'engrais ou de feuilles mortes. Les feuilles mortes nourrissent les décomposeurs ; ce sont eux qui libèrent ensuite les sels minéraux. Le végétal ne prélève que ces sels minéraux, une fois dissous.
5. Confondre décomposeur et consommateur. Un consommateur mange des êtres vivants ; un décomposeur ne mange que ce qui est déjà mort. La différence se lit dans la colonne « se nourrit de », pas sur l'allure de l'animal.
6. Croire que la disparition d'un maillon fait s'écrouler tout le réseau. Un réseau comporte plusieurs chemins. Selon les cas, un consommateur perd une proie parmi d'autres, ou bien perd sa seule proie. Il faut lire sa ligne avant de conclure.
7. Croire que le rôle se lit sur l'allure de l'être vivant. Ni la taille, ni le nombre de pattes, ni le fait de voler ne disent le rôle. Seule compte la colonne « se nourrit de ».
8. Faire commencer une chaîne par un animal. Une chaîne alimentaire commence toujours par un producteur. Si ta chaîne démarre par un consommateur, il manque un maillon au début.
9. Croire que la matière disparaît en haut de la chaîne. Elle ne disparaît pas : à la mort du dernier prédateur, les décomposeurs la reprennent et la rendent au sol. Dans un écosystème, la matière circule en boucle.

Exercice type. Les quatre questions ci-dessous sont exactement celles que l'exercice te posera : le sens de la flèche, le décomposeur, la conséquence d'une disparition, et de quoi se nourrit un végétal. Un exercice voisin te demandera, lui, de reconstituer une chaîne alimentaire complète.

Dans une mare, on relève les régimes alimentaires suivants.

1. Dans cette mare, on relève cette chaîne alimentaire : le gardon → le héron. Que signifie la flèche ?
2. Quel être vivant est un décomposeur ?
3. Si le têtard disparaît de ce milieu, qu'arrive-t-il à la larve de libellule ?
4. Dans cette mare, l'algue verte est le producteur du réseau. Avec quoi fabrique-t-elle sa propre matière ?

Correction.

1. Dans une chaîne alimentaire, la flèche se lit toujours dans le même sens : « est mangé par ». Elle part donc de celui qui est mangé et pointe vers celui qui mange.

Ici : le héron mange le gardon. Le tableau le confirme, puisque la ligne du héron porte « le gardon ».

La matière suit le sens de la flèche : elle passe du gardon au héron. Lire la flèche à l'envers — « le gardon mange le héron » — donnerait une phrase absurde.

2. Un décomposeur se nourrit des restes d'êtres vivants et des feuilles mortes : il transforme cette matière en sels minéraux, que les végétaux prélèvent ensuite.

Dans le tableau, une seule ligne porte le mot « restes » : c'est celle de la bactérie. C'est le décomposeur de ce réseau.

Le têtard, la larve de moustique, la larve de libellule, le gardon et le héron mangent tous des êtres vivants : ce sont des consommateurs. L'algue verte ne mange rien : c'est le producteur.

3. On lit d'abord la ligne de la larve de libellule : elle se nourrit du têtard et de la larve de moustique.

On retire ensuite le têtard. Il reste la larve de moustique.

La larve de libellule perd un aliment, mais il lui en reste un dans ce réseau. Elle ne disparaît donc pas avec le têtard.

Attention à deux réponses fausses très tentantes. « Rien ne change pour elle » : c'est faux, le tableau montre qu'elle se nourrissait bien du têtard. « Tout le réseau disparaît aussitôt » : c'est faux aussi, un réseau comporte plusieurs chemins.

4. Un végétal vert est un producteur : il fabrique lui-même sa matière, sans manger aucun être vivant. Il lui faut quatre choses.

De l'eau, des sels minéraux, du dioxyde de carbone et de la lumière.

L'eau et les sels minéraux viennent du milieu, le dioxyde de carbone est dissous dans l'eau de la mare, et la lumière traverse la surface. Une algue verte ne se nourrit donc ni de vase, ni de terre, ni de restes : ces trois réponses confondent le producteur avec un décomposeur.

Auto-contrôle : à chaque question, appuie-toi sur une ligne précise du tableau et sache la désigner. Une réponse qui ne s'appuie sur aucune ligne s'appuie sur une impression — et l'impression, ici, se trompe presque toujours.