Définition de la Pyramide énergétique

Une pyramide énergétique (parfois appelée pyramide trophique ou pyramide écologique) est une représentation graphique montrant le flux d’énergie à chaque niveau trophique d’un écosystème.

La largeur de chaque barre représente les unités d’énergie disponibles dans chaque niveau trophique; la hauteur est toujours la même. Le flux d’énergie se déplace à travers les couches de la pyramide d’énergie de bas en haut, et est progressivement réduit à mesure que l’énergie est utilisée par les organismes à chaque niveau

La base de la pyramide d’énergie indique l’énergie disponible au sein des producteurs primaires. Les producteurs primaires, également appelés autotrophes, sont des organismes qui créent leur propre nourriture en tirant leur énergie de sources d’énergie non vivantes. Dans la plupart des cas, il s’agit de plantes photosynthétisantes, qui utilisent l’énergie du soleil pour créer leur propre nutrition sous forme de sucres simples, bien qu’il existe des exceptions telles que les organismes marins profonds, qui utilisent l’énergie chimique des cheminées hydrothermales. Dans cette description, nous nous concentrerons sur les écosystèmes qui prennent l’énergie du soleil.

Tous les autres niveaux de la pyramide énergétique sont constitués d’hétérotrophes – des organismes qui obtiennent leur nutrition à partir de carbone organique, généralement sous la forme d’autres plantes et animaux.

Le deuxième niveau trophique est constitué de consommateurs primaires. Ce sont les herbivores qui se nourrissent uniquement de producteurs primaires. Les troisième et quatrième niveaux sont composés de consommateurs secondaires et de consommateurs tertiaires. Ce sont des carnivores et des omnivores, qui peuvent se nourrir à l’un des niveaux inférieurs, bien que consommant principalement des organismes du niveau trophique directement sous eux. La couche supérieure de la pyramide d’énergie contient des prédateurs apex. Ce sont principalement des animaux carnivores qui n’ont pas de prédateurs naturels.

La forme de la pyramide est utilisée pour représenter le flux d’énergie en raison de la manière dont l’énergie est utilisée et perdue dans tout le système.

Les producteurs primaires absorbent l’énergie du soleil. Cependant, seulement environ 1% de l’énergie solaire totale disponible est réellement absorbée par les plantes (elle peut traverser ou rebondir sur les plantes); il s’agit du PPM ou de la productivité primaire brute. Heureusement, une telle quantité d’énergie est émise par le soleil, que 1% est suffisant pour soutenir les plantes; dans les zones où l’apport énergétique du soleil est élevé, par exemple les biomes tropicaux, la PPM est plus élevée que dans les zones où l’apport énergétique du soleil est faible.

Les plantes utilisent la photosynthèse afin de convertir l’énergie du soleil en énergie chimique, qui est stockée sous forme de composés organiques tels que les sucres. Les plantes effectuent ensuite une respiration cellulaire afin de convertir les sucres en la molécule d’énergie utilisable ATP (adénosine triphosphate). La respiration cellulaire est une réaction métabolique qui consomme environ 60% de l’énergie de la plante, laissant environ 40% de la PPM comme centrale nucléaire, ou Productivité primaire nette. Cette valeur de centrale nucléaire représente 100 % des unités énergétiques totales mises à la disposition des centrales.

L’énergie est utilisée pour tous les processus de la vie tels que la respiration, le mouvement, les processus métaboliques et la reproduction. Ainsi, sur les 100% d’énergie totale disponibles pour les plantes, seulement environ 10% sont transformés en tissus végétaux, tandis que 90% sont utilisés et perdus sous forme de chaleur.

À chacun des niveaux trophiques suivants, la même quantité d’énergie (90%) est perdue sous forme de chaleur, tandis que 10% est transformée en biomatière disponible. Au moment où l’énergie atteindra le niveau trophique supérieur, les prédateurs apex ne recevront que 0,01% de l’énergie primaire! Parce qu’il y a si peu d’énergie disponible au niveau trophique le plus élevé, les chaînes alimentaires sont généralement limitées à un maximum de six niveaux.

Tout au long de la pyramide énergétique, les décomposeurs et les détritavores décomposent les tissus et autres matières organiques qui n’ont pas été consommés par les animaux situés plus haut dans la chaîne alimentaire. Ce faisant, ces organismes recyclent les nutriments dans le sol, jouant un rôle d’une importance vitale dans les cycles du carbone et de l’azote.

• Niveau trophique – Chacun des niveaux hiérarchiques d’un écosystème, dans lequel les organismes partagent la même fonction et la même relation nutritionnelle au sein de la chaîne alimentaire.
• Réseau trophique – La communauté biologique dans laquelle les organismes interagissent les uns avec les autres et leur environnement physique.
• Autotrophe – Un organisme capable de produire sa propre nutrition sous forme de substances organiques à partir de substances inorganiques telles que le dioxyde de carbone.
• Hétérotrophe – Un organisme qui doit tirer sa nutrition de substances organiques, généralement des matières végétales et animales.

Quiz

1. Une pyramide d’énergie est une représentation graphique de:
A. Le nombre d’animaux dans un écosystème
B. Le flux d’énergie à travers chaque niveau trophique
C. Le nombre d’animaux à chaque niveau trophique
D. La quantité de biomasse dans un animal individuel

2. Quel pourcentage de l’énergie produite par les producteurs primaires est disponible pour les consommateurs secondaires?
A. 10%
B. 9%
C. 30%
D. 1%

3. Quelle est la Productivité primaire nette?
A. La quantité d’énergie émise par le soleil
B. La quantité d’énergie disponible dans les producteurs primaires après la respiration cellulaire
C. La quantité d’énergie au niveau supérieur d’une pyramide d’énergie
D. La quantité d’énergie stockée dans les producteurs primaires avant la respiration cellulaire