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Sciences · Biologie

L’écosystème

Un écosystème est l’ensemble formé par un milieu de vie (le biotope) et les êtres vivants qui y vivent (la biocénose), reliés par des échanges de matière et d’énergie.

Mis à jour le 4 min de lecture

Une mare, une forêt, un récif corallien ou un champ cultivé sont des écosystèmes. Dans chacun, les plantes, les animaux, les champignons et les micro-organismes interagissent entre eux et avec leur environnement physique (sol, eau, climat, lumière). Le terme a été proposé en 1935 par le botaniste britannique Arthur Tansley. L'écologie est la science qui étudie ces relations.

Les composants d’un écosystème

Le biotope : les facteurs abiotiques

Ce sont les conditions non vivantes du milieu :

  • climat : température, précipitations, vent, ensoleillement ;
  • sol : texture, acidité (pH), teneur en minéraux et en matière organique ;
  • eau : disponibilité, salinité, teneur en oxygène ;
  • relief : altitude, exposition, pente.

La biocénose : les facteurs biotiques

Ce sont les êtres vivants et leurs relations. Selon leur rôle dans la circulation de la matière, on distingue trois grandes catégories :

RôleDéfinitionExemples
ProducteursFabriquent leur matière organique à partir de matière minérale et de lumièrePlantes, algues, phytoplancton
ConsommateursSe nourrissent d’autres êtres vivantsHerbivores, carnivores, omnivores, parasites
DécomposeursTransforment la matière organique morte en matière minéraleBactéries, champignons, vers de terre (détritivores)

Les relations entre êtres vivants

RelationEffetExemple
PrédationL’un mange l’autreRenard et lapin
CompétitionDeux espèces exploitent la même ressourceArbres pour la lumière
ParasitismeL’un vit aux dépens de l’autreTique et chevreuil
MutualismeBénéfice réciproqueAbeille et fleur ; champignon et racine (mycorhize)
SymbioseMutualisme étroit et durableLichen (algue + champignon) ; corail et algues zooxanthelles
CommensalismeL’un profite sans nuire à l’autrePoisson-pilote et requin

Comment fonctionne un écosystème

Un flux d’énergie

L’énergie entre dans l’écosystème sous forme de lumière, captée par les producteurs grâce à la photosynthèse. Elle passe ensuite d’un être vivant à l’autre le long des chaînes alimentaires, mais à chaque étape la plus grande partie est perdue sous forme de chaleur par la respiration. L’énergie traverse donc l’écosystème dans un seul sens : elle doit être renouvelée en permanence par le Soleil.

Des cycles de matière

La matière, au contraire, est recyclée. Les décomposeurs restituent au sol et à l’eau les éléments minéraux (azote, phosphore, potassium) que les plantes réabsorbent. Les grands cycles biogéochimiques relient les écosystèmes à l’échelle de la planète :

  • le cycle du carbone : photosynthèse, respiration, stockage dans les sols, les océans et les roches ;
  • le cycle de l’azote : fixation de l’azote de l’air par certaines bactéries, notamment associées aux légumineuses ;
  • le cycle de l’eau : évaporation, transpiration des plantes, précipitations.

Un équilibre dynamique

Un écosystème n’est pas figé. Les populations fluctuent (cycles proies-prédateurs), les saisons modifient les ressources, et des perturbations (incendie, tempête, crue) le remodèlent. Après une perturbation, un milieu passe par une succession écologique : un champ abandonné en zone tempérée se couvre d’herbes, puis de buissons, puis d’arbres pionniers comme le bouleau, avant d’évoluer vers une forêt de chênes ou de hêtres en plusieurs décennies.

Certaines espèces ont un effet disproportionné sur leur écosystème : ce sont les espèces clés de voûte. L’écologue Robert Paine a forgé la notion en 1969 en montrant que le retrait d’une étoile de mer prédatrice faisait s’effondrer la diversité d’une côte rocheuse. Le castor, qui crée des zones humides par ses barrages, en est un autre exemple.

Les grands types d’écosystèmes

À l’échelle de la planète, les grands ensembles d’écosystèmes définis par le climat s’appellent des biomes.

BiomeClimatVégétation dominante
Forêt tropicale humideChaud et pluvieux toute l’annéeArbres à feuillage persistant, très grande diversité
SavaneChaud, saison sèche marquéeGraminées, arbres épars
DésertPrécipitations très faiblesPlantes adaptées à la sécheresse
Forêt tempéréeSaisons marquées, pluies régulièresFeuillus (chêne, hêtre)
Prairie tempérée (steppe)Hivers froids, étés secsGraminées
Taïga (forêt boréale)Hivers longs et froidsConifères
ToundraTrès froid, sol gelé en profondeurMousses, lichens, arbustes nains

Les écosystèmes aquatiques se divisent en milieux d’eau douce (lacs, rivières, zones humides) et marins (océan ouvert, récifs coralliens, mangroves, grands fonds). Ces derniers couvrent environ 71 % de la surface de la Terre. Les océans abritent aussi des écosystèmes sans lumière, autour des sources hydrothermales, où des bactéries produisent la matière organique à partir de composés chimiques (chimiosynthèse).

Les services écosystémiques

Les écosystèmes rendent aux sociétés humaines des services essentiels et gratuits :

  • approvisionnement : nourriture, eau douce, bois, fibres, molécules médicinales ;
  • régulation : pollinisation, épuration de l’eau, stockage du carbone, protection contre les crues et l’érosion ;
  • culturels : loisirs, paysages, valeur spirituelle.

Selon l’IPBES (2016), plus de 75 % des types de cultures alimentaires mondiales dépendent au moins en partie de la pollinisation animale. La dégradation des écosystèmes menace donc directement ces services : c’est l’un des enjeux de la protection de la biodiversité.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre écosystème et environnement ?

L’environnement désigne tout ce qui entoure un être vivant ou une société. L’écosystème est une notion scientifique précise : un système défini par un milieu, une communauté d’êtres vivants et les échanges qui les relient.

Un écosystème a-t-il une taille définie ?

Non. Une flaque, un tronc pourri ou l’intestin humain peuvent être étudiés comme des écosystèmes, tout comme une forêt entière. Le choix des limites dépend de la question étudiée. L’ensemble de tous les écosystèmes de la planète forme la biosphère.

Qu’est-ce qu’un écosystème en équilibre ?

C’est un écosystème dont la composition reste globalement stable dans le temps malgré des fluctuations, parce que les populations et les cycles de matière se régulent mutuellement. Cet équilibre peut être rompu par une perturbation majeure, comme l’introduction d’une espèce invasive ou un changement climatique rapide.

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