Réseaux trophiques marins et dynamique trophique

L'énergie fixée par le phytoplancton circule vers le haut à travers les brouteurs, les prédateurs et les décomposeurs au sein de réseaux dont la structure — et l'importance surprenante des microbes qui les composent — régit la productivité de l'océan entier.

Definition

Les réseaux trophiques marins sont les réseaux de relations alimentaires qui transfèrent l'énergie et les nutriments entre les organismes océaniques ; la dynamique trophique décrit comment la production est transférée, transformée et perdue à mesure qu'elle passe par ces niveaux.

Scope

Ce thème aborde le transfert d'énergie et de matière entre les niveaux trophiques, la chaîne alimentaire classique de broutage allant du phytoplancton aux poissons, la boucle microbienne qui recycle la matière organique dissoute, l'efficacité du transfert trophique, ainsi que les contrôles (ascendants et descendants) qui façonnent la structure des communautés marines.

Core questions

• Quelle est l'efficacité du transfert d'énergie d'un niveau trophique à l'autre en mer ?
• Qu'est-ce que la boucle microbienne et comment modifie-t-elle la chaîne alimentaire classique ?
• Comment l'apport de nutriments ascendant et la prédation descendante structurent-ils conjointement les communautés marines ?
• Comment la structure du réseau trophique affecte-t-elle les rendements de la pêche et la stabilité des écosystèmes ?

Key theories

Efficacité du transfert trophique

Seule une petite fraction de l'énergie d'un niveau trophique est transmise au suivant ; ainsi, les chaînes alimentaires courtes dans les régions d'upwelling productives soutiennent des pêcheries bien plus importantes que les chaînes longues de l'océan ouvert.

La boucle microbienne

Les bactéries consomment la matière organique dissoute et sont broutées par les protistes, retournant le carbone et les nutriments au réseau trophique et révélant une voie majeure que la chaîne de broutage classique avait négligée.

Mechanisms

Le phytoplancton est brouté par le zooplancton, qui est consommé par des animaux plus grands, avec une perte d'énergie d'environ un ordre de grandeur à chaque étape, due à la respiration et aux déchets. Parallèlement, la boucle microbienne achemine la matière organique dissoute, via les bactéries et les protistes, vers le réseau, et l'importance relative de ces voies dépend de l'apport en nutriments et de la structure de taille du plancton.

Clinical relevance

La structure du réseau trophique détermine comment la production primaire se traduit en poissons exploitables, comment les contaminants tels que le mercure se bioamplifient vers les superprédateurs, et comment les écosystèmes réagissent à la surpêche et aux changements des communautés planctoniques induits par le climat.

History

Le concept tropho-dynamique de Lindeman sur le flux d'énergie (1942) a encadré quantitativement les réseaux trophiques ; dans l'océan, Pomeroy, puis Azam et ses collègues, ont établi la boucle microbienne à la fin des années 1970 et en 1983, révisant fondamentalement la vision de la circulation de l'énergie et du carbone marins.

Key figures

• Lawrence Pomeroy
• Farooq Azam
• John Steele

Seminal works

• millerWheeler2012
• azam1983

Frequently asked questions

Pourquoi y a-t-il si peu de grands prédateurs dans l'océan ouvert ?

Parce que seulement environ un dixième de l'énergie de chaque niveau trophique est transmis au suivant, les longues chaînes alimentaires de l'océan ouvert laissent peu d'énergie aux superprédateurs, qui sont donc relativement rares.

Qu'est-ce que la boucle microbienne ?

C'est la voie par laquelle les bactéries absorbent la matière organique dissoute libérée par d'autres organismes et sont ensuite consommées par de minuscules protistes, recyclant le carbone et les nutriments dans le réseau trophique marin.