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L'eau, l'or bleu

Les écosystèmes (I)

Un écosystème est un ensemble ou unité écologique fonctionnelle regroupant des communautés d'êtres vivants (biocénose) constituées d'organismes (individus) regroupés en populations (espèces) attachées à un biotope, c'est-à-dire tributaires des éléments abiotiques qui participent à leur survie grâce à des interactions permanentes et continues.

La biodiversité caractérise la richesse de la biocénose, la variété des espèces ou leur abondance relative.

Pour assurer leur survie, toutes les créatures vivantes ont besoin d'énergie et de nourriture qu'elles trouvent dans leur biotope, dans l'eau, sur terre ou dans l'atmosphère. Ces communautés tissent entre elles des relations de cohabitation, de compétition, de prédation ou de parasitisme. L'intensité de ces relations dépend à la fois de l'étendue des biotopes, des conditions climatiques, de la densité et de l'évolution des populations. Néanmoins, à toutes les échelles, ces quatre relations sont présentent de la microfaune à la faune de grande taille et dans tous les règnes du monde vivant, si ce n'est que certaines classes ou espèces sont plus ou moins "harcelées" et représentées que d'autres.

Les échanges biochimiques entre ces communautés et ces individus sont multiples, sous forme d'énergie ou de matière dans un équilibre délicat à maintenir.

Les espèces vivent étroitement en interdépendance ainsi qu'avec leur biotope dans une suite de rétroactions : à toute action d'une composante de l'écosystème il y a une réaction des autres composantes. Dans certaines situations critiques, quand la lutte pour la survie s'intensifie par exemple suite à une raréfaction de nourriture, il s'établit même un équilibre entre proies et prédateurs; la densité de leur population respective alterne de manière cyclique. Exceptionnellement il arrive que certaines espèces vivent en autarcie et soient totalement indépendantes des autres communautés; leur disparition n'affecte pas directement la biocénose si ce n'est qu'elle dispose d'un territoire un peu plus étendu le cas échéant.

L'océan, symbole de l'eau et de vie par excellence. A gauche, une forêt de kelp au large de la Californie. A droite, la biodiversité sur la Grand barrière de corail en Australie. Documents anonyme et Brian Kinney/Shutterstock.

Comme tout système, on peut étudier l'écosystème aquatique isolément. La composition des populations (espèces) qui le peuplent dépend étroitement des conditions du milieu (température, degré d'oxygénation, composition chimique de l'eau, nature des fonds, du relief et de la végétation du bassin versant, des conditions atmosphériques, etc). Si certaines variables peuvent se modifier ou osciller au cours du temps, la composition chimique de l'eau doit être constante pour assurer la survie des individus, spécialement les teneurs en matières minérales et en gaz dissous.

Il existe autant d'écosystèmes aquatiques qu'il y a de réservoirs d'eau et plus encore. Les principaux types sont les écosystèmes marins et continentaux, ces derniers regroupant les écosystèmes propres aux eaux stagnantes (lacs, marais, étangs, zones humides artificielles), courantes (torrents, ruisseaux, rivières, fleuves) et souterraines (nappes aquifères, etc).

Diversité des communautés aquatiques

Que ce soit dans la mer, dans les eaux courantes ou stagnantes, la densité comme la diversité des communautés dépendent fortement des conditions d'habitat, notamment de la température, de la profondeur, de la qualité des eaux, de la vitesse des courants, du type de fond, de la nourriture, etc... L'environnement réalise une pression de sélection sur les individus et les populations d'où il découle une très forte variabilité d'un écosystème à l'autre et au sein même d'un écosystème, par exemple en fonction de la profondeur, de la luminosité ou des courants.

Récifs coraliens dans la mer des Caraïbes. Flore et faune y sont aussi diversifiés et abondants que dans la jungle.

Les écosystèmes souterrains offrent un cas particulier car du fait que la lumière n'y pénètre jamais, la diversité de la faune comme la flore est réduite, ayant parfois subit d'importantes mutations. Rappelez-vous par exemple la découverte du protée aveugle dans une grotte de Slovénie ou des créatures thermophiles vivant près des fumeurs sous-marines portées à plus de 315°C.

Par sa densité relative et sa richesse biochimique, l'eau est un biotope particulier qui regroupe toutes les échelles de la faune et de la flore. On y côtoie des micro-organismes unicellulaires et des requin pèlerin en passant par le plancton et toute la faune abyssale sans oublier la grande diversité de la flore dont la taille varie entre celle du phytoplancton (plancton végétal) et les algues laminaires dont le célèbre kelp que l'on trouve au large de la Californie et en Australie.

Dans les océans et les eaux stagnantes, le plancton représente le premier maillon de la chaîne trophique, le dernier étant représenté par les superprédateurs comme le requin, le crocodile ainsi que l'homme.

Les eaux courantes et rapides ne contiennent pas ou très peu de plancton. Leur population est limitée à quelques espèces végétales, parfois de grande taille si la profondeur est faible. Certains végétaux vivant de ce biotope se déplacent, les uns flottent à la surface des eaux (lentilles d'eau), les autres dérivent au gré des courants (algues) ou sont fixées au sol (roseaux, nénuphars, herbes, etc).

Les animaux, quel que soit le règne auquel ils appartiennent ou leur taille sont libres de se déplacer et certains accomplissent de véritables parcours du combattant pour revenir frayer à l'endroit exact où ils sont nés. C'est particulièrement le cas des truites et des saumons qui n'hésitent pas à effectuer des migrations entre la haute mer et les rivières, supportant des salinités et des différences de températures importantes. Certains poissons affectionnent les eaux froides et courantes (truite), d'autres préfèrent les eaux calmes des lacs ou des rivières à faible courant (brochet) ou encore des milieux riches en végétaux (Cichlidés d'Amazonie).

A lire : Un monde océanique (SETI)

Le polymorphisme du monde

A gauche, deux saumons du Pacifique remontant une rivière d'Alaska près de Prince William Sound. Voici une espèce juvénile de saumons Coho du Pacifique. A droite, un saumon mâle de l'Atlantique au début de sa mutation, puissant et vigoureux, remontant le Rhin. Par endroit le saumon est en péril car son habitat disparaît suite à des aménagements du territoire ou en raison de la pollution. Documents NGSPêches et Océans Canada et IKSR.

A l'inverse du milieu terrestre ou aérien, sous l'eau, les prédateurs et beaucoup d'autres créatures sont obligées de se déplacer ne fut-ce que pour maintenir leur respiration sous peine de mourir par asphyxie. Certains poissons peuvent rester sur le fond mais ils doivent irriguer leurs branchies par simple pompage de l'eau.

Alors que sur terre par exemple un rapace, un crocodile ou un léopard passe la plupart de son temps à se prélasser à l'ombre, pour économiser leur énergie en prévision de la chasse, en mer le requin comme le cachalot ou le dauphin circulent en permanence et parcourent à l'aise des centaines de kilomètres, généralement dans la même région, passant sans difficulté des profondeurs sombres et glacées à la surface lumineuse et chaude.

Enfin, n'oublions pas toute la faune de grande taille qui s'ébat sous toutes les latitudes dans les eaux claires, boueuses ou saumâtres pour citer les castors, les hippopotames, les hérons, les martins pêcheurs, les moustiques, les libellules, les araignées d'eau, les crocodiles, les grenouilles, etc.

Deuxième partie

Utilité des gaz dissous dans l'eau

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