Les interactions au sein d'un écosystème - Maxicours

Les interactions au sein d'un écosystème

Objectif
  • Décrire et comprendre l’ensemble des interactions qui existent entre les êtres vivants, ainsi qu’entre eux et le milieu.
Points clés
  • Un écosystème se compose d’un biotope (le milieu) et d’une biocénose (les espèces vivant dans le milieu).
  • Chaque espèce vivante a des préférences en termes de facteurs abiotiques (température, lumière, eau, etc.).
  • Les facteurs abiotiques déterminent la répartition des êtres vivants selon les préférences de chaque espèce. Au sein d'un écosystème, il y a compétition entre les espèces dont les préférences sont similaires pour l'accès à ces facteurs abiotiques, qui ne sont pas des ressources présentes en quantité illimitée.
  • On appelle interactions biotiques les influences que les êtres vivants exercent les uns sur les autres.
  • Il existe plusieurs formes d’interactions biotiques :
    • la compétition (intraspécifique ou interspécifique) : tout le monde y perd ;
    • l'exploitation (parasitisme et prédation) : il y a un gagnant et un ou des perdants ;
    • la coopération (mutualisme et symbiose) : tout le monde y gagne ;
    • le neutralisme : les espèces cohabitent sans s’affecter ;
    • le commensalisme : les espèces cohabitent, l’une d’entre elles y gagne et l’autre n’est pas affectée.
  • En réaction à l’impact qu’ont les facteurs biologiques sur eux, les êtres vivants influencent leur écosystème à leur tour.
Pour bien comprendre
  • Écosystèmes versus agrosystèmes
  • Le recyclage de la biomasse nécessaire à la fertilité des sols
1. Les interactions entre le biotope et la biocénose
a. Biotope et répartition des êtres vivants

Les écosystèmes sont composés par une biocénose et un biotope.

La biocénose (de bios : vivant, et koinos : commun) constitue l’ensemble des êtres vivants qui vivent dans un écosystème donné : les végétaux, les animaux, les champignons, les bactéries, etc. Ils forment une communauté en interaction.

Le biotope (de bios : vivant, et topos : lieu) est le milieu dans lequel vivent les êtres vivants d’un écosystème.


Le biotope influence la répartition et la densité des êtres vivants dans un écosystème par les facteurs abiotiques. On appelle ainsi tous les paramètres physico-chimiques qui impactent les êtres vivants : température, ensoleillement, précipitations, composition chimique du sol, salinité de l’eau, etc.

Chaque espèce est adaptée à une exposition plus ou moins forte à chaque facteur abiotique, ce sont ses préférences. Le taux de croissance de l’espèce est maximal pour une certaine valeur du facteur. Cette valeur varie pour chaque espèce.


Il existe des êtres vivants, nommés extrêmophiles, qui ne peuvent vivre que dans des conditions abiotiques extrêmes : température supérieure à 110 °C, pH supérieur à 11, salinité très élevée, etc.

Exemple
Des micro-organismes extrêmophiles donnent leurs couleurs caractéristiques aux eaux chaudes du bassin Grand Prismatic Spring, situé dans le parc national de Yellowstone.


Source : Jim Peaco, National Park Service.

Les facteurs abiotiques déterminent la répartition des êtres vivants des écosystèmes selon les préférences de chaque espèce.

Exemple
Dans l’écosystème forestier, les arbres dits « calcicoles », comme le cornouiller (Cornus mas), ne poussent que dans des sols calcaires acides, alors que le châtaignier (Castanea sativa) ne les supporte pas. Ainsi, on ne retrouve pas ces espèces dans les mêmes zones de l'écosystème. De même, le hêtre commun (Fagus sylvatica) craint les sols trop humides, alors que le chêne pédonculé (Quercus robur) est sensible aux sécheresses.
b. Ressources abiotiques et compétition entre les êtres vivants

Les facteurs abiotiques constituent des ressources indispensables au développement des êtres vivants. Ces derniers sont donc en compétition dans l'accès à ces ressources. Cette concurrence influence directement l'évolution des espèces par la sélection naturelle. Toutes les espèces ont développé leurs propres stratégies afin d’optimiser leur chance d'accéder aux ressources abiotiques. Une espèce sera donc non seulement influencée par l’intensité des facteurs abiotiques de l’écosystème, mais aussi par les autres espèces partageant son milieu : ce sont les facteurs biotiques.

Exemple
Les plantes photosynthétiques sont en concurrence les unes avec les autres pour l'accès à la lumière du soleil. Le chêne pédonculé (Quercus robur) est un arbre pionnier qui aime se développer seul et ne supporte pas beaucoup la présence des autres arbres. Au contraire, le hêtre commun (Fagus sylvatica) est capable de pousser à l’ombre d’un chêne jusqu'à le dépasser en taille. À partir de ce moment, il captera toute la lumière disponible jusqu’à faire dépérir et tuer son concurrent.
2. Interactions biotiques au sein des écosystèmes

Les interactions biotiques désignent toutes les influences que les êtres vivants opèrent les uns sur les autres. Elles peuvent être positives pour chacun d’entre eux, ou seulement pour l’un au détriment des autres.

a. Les interactions de compétition

La concurrence pour l’accès aux ressources abiotiques n’est qu’une manière parmi d’autres pour les espèces d’un même milieu d’être en interaction.

Deux spécimens entre en compétition lorsqu’ils se disputent un accès aux ressources limitées du milieu : nourriture, lumière, territoire, partenaire sexuel. etc. Cela se produit quand deux espèces vivant dans le même milieu ont les mêmes préférences.

La compétition peut avoir lieu au sein d’une même espèce, elle est alors intraspécifique, ou entre deux espèces différentes, elle est alors interspécifique.

La relation de compétition est une relation qui est négative pour les deux espèces concernées.

Exemple 
Le renard roux (Vulpes vulpes) et le pygargue à tête blanche (Haliaeetus leucocephalus) vivent tous deux en Amérique du Nord dans les mêmes milieux tempérés où ils chassent les mêmes proies. Ils sont donc en compétition alimentaire. Il arrive souvent que le rapace vole la proie qu’un renard vient d’attraper.
b. Les interactions d’exploitation

La prédation caractérise le fait de tuer un autre être vivant afin d'ingérer sa matière organique. Seules les espèces dites hétérotrophes la pratiquent. Elle s’applique donc aussi bien aux herbivores (qui se nourrissent de la matière organique produite par les plantes) qu’aux prédateurs.

La prédation influence directement la dynamique de population des espèces en jeu. Elle joue donc un rôle très important dans la régulation des populations des écosystèmes.

Le parasitisme consiste, pour un être vivant, à prélever la matière organique d’un hôte sans le tuer (ou du moins en le gardant vivant le plus longtemps possible). Généralement, le parasite est de petite taille et vit sur ou dans le corps de l’hôte.

Les relations d’exploitation sont positives pour le prédateur et le parasite, et négatives pour la proie et l’hôte.

Exemple
Les pucerons (Aphidoidea) sont des parasites plantes. Ils pénètrent leur rostre dans les vaisseaux de la plante hôte et se nourrissent de la sève. S’ils sont trop nombreux, ils peuvent représenter un danger pour le développement de la plante. Cependant, les larves de coccinelle (Coccinellidae), un des prédateurs de pucerons les plus voraces, permettent de limiter la prolifération de pucerons. Les coccinelles régulent ainsi les populations de pucerons.

Une larve de coccinelle dévorant un puceron. Source : ©entomart
c. Les interactions de coopération

Le mutualisme désigne une relation entre deux espèces qui leur est mutuellement avantageuse : les deux espèces en retirent un bénéfice en nourriture, en protection ou en reproduction, par exemple. Le stade le plus poussé de mutualisme est la symbiose. Dans ce type de relation, les espèces sont durablement en contact.

Exemple
Les poissons-clowns (Amphiprioninae) vivent et se reproduisent au milieu des anémones de mer dont les tentacules sont mortelles pour tout autre poisson. Les poissons-clowns y trouvent donc une protection contre les prédateurs. En retour, ils nettoient les anémones et les protègent contre les attaques des poissons-papillons qui se nourrissent de leurs tentacules. Les poissons-clowns et les anémones de mer sont en relation de mutualisme.

Poisson-clown à trois bandes (Amphiprion ocellaris) et anémone (Heteractis magnifica). Les deux espèces sont en mutualisme.
Exemple
Une mycorhize désigne une symbiose entre les racines d’une plante et des champignons. Grâce au réseau très important du mycélium, le champignon apporte efficacement à la plante l’eau et les sels minéraux du sol dont elle a besoin. En retour, la plante lui fournit des glucides. Près de 90 % des plantes terrestres réalisent une relation symbiotique avec des champignons. Pour certaines espèces, cette relation est même indispensable au développement de la plante.

Source : ac-dijon
d. Autres interactions biotiques

Lorsque la relation entre deux espèces n’est profitable qu’à une seule des deux, on parle de commensalisme.

Exemple
Les rémoras (Echeneidae) sont des poissons qui parfois s’accrochent à des poissons bien plus gros qu’eux, tels que les requins. Ils profitent ainsi d’une protection vis-à-vis des prédateurs, ainsi que des restes des proies chassées par l'hôte. L’hôte n’en tire ni bénéfice, ni désavantage.

Lorsque deux espèces vivent dans la plus grande indifférence l’une de l’autre, c'est-à-dire qu’elles coexistent dans un même milieu sans entretenir de relation, on parle de neutralisme.

3. Conclusion

Les facteurs abiotiques et biotiques forment un ensemble de facteurs écologiques. Tous ces facteurs déterminent la répartition, la dynamique et l'évolution des populations naturelles de l’écosystème.

En retour de cette influence, les êtres vivants ont eux-mêmes un impact sur le biotope et la biocénose.


La richesse en biodiversité d’un écosystème permet à un plus grand nombre d’interactions biotiques d’exister. Un écosystème est donc d’autant plus complexe que sa biodiversité spécifique est grande, et que les relations biotiques qu’entretiennent les espèces qui le composent sont riches et diversifiées.

 

Tableau bilan des relations biotiques
 Interaction biotique   Intérêt pour l’espèce A  Intérêt pour l’espèce B
 Neutralisme  0 (neutre)  0
 Commensalisme  + (positif)  0
 Compétition  – (négatif)  –
 Exploitation  +  –
 Coopération  +  +

 

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