Réseaux trophiques et dynamique trophique

Les relations de prédation lient les espèces d'une communauté en réseaux trophiques à travers lesquels l'énergie et la matière circulent, et les changements à un niveau peuvent se propager en cascade à travers l'ensemble du réseau.

Definition

Les réseaux trophiques et la dynamique trophique décrivent le réseau d'interactions alimentaires entre les espèces, le flux d'énergie qui en résulte et la régulation de l'abondance à travers les niveaux trophiques au sein d'une communauté.

Scope

Ce sujet aborde la structure et la dynamique des relations alimentaires : les niveaux trophiques et les chaînes alimentaires, l'architecture des réseaux trophiques, l'efficacité du transfert d'énergie et la pyramide de productivité, ainsi que la régulation des communautés de haut en bas par les prédateurs ou de bas en haut par les ressources. Il inclut la prédation clé de voûte, les cascades trophiques et les conséquences de l'élimination des consommateurs supérieurs.

Core questions

• Comment les relations alimentaires sont-elles organisées en niveaux trophiques et en réseaux trophiques ?
• Quelle est l'efficacité du transfert d'énergie d'un niveau trophique à l'autre ?
• Quand les communautés sont-elles contrôlées de haut en bas par opposition à de bas en haut ?
• Comment les cascades trophiques propagent-elles les effets des prédateurs à travers une communauté ?

Key theories

Flux d'énergie tropho-dynamique

L'énergie entrant dans une communauté sous forme de production primaire est transférée vers les niveaux trophiques supérieurs avec des pertes importantes à chaque étape, de sorte qu'une petite fraction seulement atteint les consommateurs supérieurs, limitant ainsi la longueur des chaînes alimentaires et la biomasse des niveaux supérieurs.

Cascades trophiques et contrôle de haut en bas

Les prédateurs peuvent réguler les communautés de haut en bas, et leur élimination peut libérer les herbivores ou les mésoprédateurs dans des cascades qui réorganisent l'abondance et la diversité des niveaux trophiques inférieurs.

Mechanisms

Les producteurs fixent l'énergie qui est transmise aux consommateurs lorsqu'ils sont consommés ; étant donné que la respiration, l'égestion et la consommation incomplète dissipent la majeure partie de l'énergie à chaque transfert, l'efficacité écologique est généralement d'environ dix pour cent, ce qui limite le nombre de niveaux trophiques. Les prédateurs réduisent l'abondance ou modifient le comportement de leurs proies, ce qui affecte à son tour les ressources de ces dernières ; lorsque ces effets se propagent le long d'une chaîne alimentaire, ils produisent des cascades trophiques, dont la force dépend de la connectivité du réseau, de l'omnivorie et de la présence d'interacteurs puissants.

Clinical relevance

La compréhension des réseaux trophiques éclaire la gestion des pêches et des prédateurs, la conservation des prédateurs supérieurs, la prédiction des conséquences de la perte d'espèces et le contrôle des ravageurs par des agents biologiques. Ceci est un contexte éducatif, et non une prescription de gestion.

History

Elton a décrit les chaînes alimentaires et la pyramide des nombres en 1927, et Lindeman a quantifié le flux d'énergie à travers les niveaux trophiques en 1942. Les expériences de Paine sur les prédateurs clés de voûte dans les années 1960 ont révélé le contrôle de haut en bas, et Estes et ses collègues ont documenté une dégradation trophique généralisée due à la perte des consommateurs supérieurs.

Debates

Contrôle de haut en bas versus de bas en haut

L'importance relative du contrôle par les prédateurs par rapport à l'approvisionnement en ressources varie selon les systèmes, et les écologues débattent du moment et de l'endroit où chacun domine, de nombreuses communautés étant façonnées par les deux agissant simultanément.

Key figures

• Charles Elton
• Raymond Lindeman
• Robert Paine
• James Estes

Seminal works

• lindeman1942
• paine1966
• estes2011

Frequently asked questions

Pourquoi les chaînes alimentaires sont-elles généralement courtes ?

Parce que seulement environ dix pour cent de l'énergie d'un niveau trophique est transmise au suivant, il y a trop peu d'énergie pour soutenir de nombreux niveaux, ce qui limite la plupart des chaînes alimentaires à quatre ou cinq maillons.

Qu'est-ce qu'une cascade trophique ?

Une cascade trophique se produit lorsqu'un changement dans l'abondance d'un prédateur supérieur se propage le long du réseau trophique, modifiant indirectement l'abondance des organismes situés deux niveaux ou plus en dessous.