Construire un réseau trophique, une question de compromis : Complexité et structure des réseaux trophiques de la mer de Barents

Un réseau trophique décrit la diversité d’espèces et leurs relations alimentaires, c’est-à-dire «qui mange qui». Les réseaux trophiques sont des éléments essentiels en écologie (la science, je l’entends) car ils résument qui est présent dans un écosystème et comment ces espèces interagissent les unes avec les autres. Au sein d’un réseau trophique, seul les interactions de type consommateurs-proies sont considérés. À prime abord, il peut sembler simple de répertorier toutes les espèces et leurs interactions trophiques, mais la diversité spécifique est si large qu’elle rend impossible la construction de réseaux alimentaires complets. Dans la pratique, nous regroupons ensemble les espèces pour construire des simili espèces fictives (ou “tropho-espèces”) qui résument quelque peu les particularités des espèces qu’elles représentent. Les grandes questions sont : «Comment élire ces représentants?», «Quelles caractéristiques doivent-elles avoir?», «Le réseau trophique restera-t-il le même?» Répondre à ces questions se révèle complexe lorsque les espèces ne sont que partiellement semblables les unes aux autres.

Aggregation of food webs

Fig. 1 Étapes de construction de tropho-espèces : agrégation d’espèces et de liens trophiques

Étape 1 : Grouper les espèces. Étape 2 : Ré-évaluer les liens trophiques entre les tropho-espèces nouvellement formées.

Copyrights © Pierre Olivier

Pour faire simple.

Petite illustration : une pièce contient une souris, un chat, une antilope, un lion affamé, un chien et un loup. Le chat et le lion d’une part, le chien et le loup d’autre part, sont dans une certaine mesure apparentés. Toutefois, gardez à l’exprit que les chiens n’aiment pas les chats. Sur la base de leurs liens de parenté (càd la taxonomie), nous pourrions regrouper le chat et le lion; et le chien et le loup. À l’inverse, la souris et l’antilope ne s’entendraient pas très bien. Néanmoins, ces deux dernières pourraient partager plus qu’il ne serait d’abord paraître. Si la seule nourriture disponible est l’herbe au fond de mon jardin, la souris et l’antilope s’avéreraient être de bons amis : en effet les deux sont des herbivores. Alors que les carnivores (c’est-à-dire le chat et le chien, malgré leur aversion mutuelle; le lion et le loup) pourraient bien mourir de faim, commencer à chasser ensemble et tourner leur faim vers un morceau juteux d’antilope. Sur la base de leur régime alimentaire, les herbivores pourraient être regroupés ensemble alors que les carnivores formeraient un groupe entre eux. Si vous êtes comme moi, vous êtes un peu confus : «Alors, comment puis-je élire les représentants ?», «Devrais-je les sélectionner en fonction de leur lien taxonomique ou de leur régime alimentaire ?»

Un exemple de relation trophique en mer de Barents : à gauche, l’ours polaire, le prédateur (Ursus maritimus) – à droite, le phoque barbu, la proie (Erignathus barbatus)

 

Ours polaire à la recherche d'une proie

  • Les ours polaires sont qualifiés de «prédateurs supérieurs», ce qui signifie qu’ils n’ont, eux-mêmes, aucun prédateurs (sauf cas de cannibalisme).
  • Bien que bons nageurs, leurs meilleures chances d’attraper leur nourriture sont sur la glace ou sur terre.
  • Par conséquent, ils ne peuvent chasser leur nourriture que sur une période relativement courte de l’année lorsque la glace de mer est présente. Par chance, la nature les a dôtés d’une capacité de jeûn très prolongé.
  • Chasseurs efficaces, ils pourraient sentir les trous dans la glace où viennent respirer les phoques jusqu’à une distance de 3 km.

 

Phoque barbu se reposant sur la glace

  • Les prédateurs principaux des phoques barbus sont les ours polaires, les orques, mais aussi parfois les morses. En effet, les morses peuvent parfois agrémenter leur déjeuner d’un bébé phoque.
  • Ses longs moustaches lui ont donné son nom (on dirait vraiment qu’il porte une moustache).
  • Contre leur prédateur, l’ours polaire, leur meilleure chance de survie est de plonger sous la glace. Vous trouverez souvent les phoques barbus se reposant près d’un trou dans la glace d’où ils peuvent facilement s’échapper ou venir respirer quand en plongée.

 

L’ours polaire : Par Ansgar Walk (Travail personnel) [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons

Le phoque barbu : Par Alastair Rae (Travail personnel) [CC BY-SA 2.0], via Flickr

Pour répondre à nos nombreux questionnements, nous avons utilisé le réseau trophique de la mer de Barents comme objet d’étude et nous avons regroupé les espèces soit sur (i) leurs liens de parentés, (ii) leur similitude en termes d’interactions; ou (iii) leur position dans le réseau trophique. Nous avons ensuite comparé les différents résultats. Nous avons constaté que les choix ad hoc (càd destinés à répondre à un besoin spécifique) réalisés lors de la construction de réseaux trophiques (choisir de grouper les espèces sur leur régime alimentaire plutôt que leur parenté, par exemple) peuvent considérablement altérer la représentation des réseaux  trophiques et comment les espèces interagissent les unes avec les autres. Dans cette étude (article original ci-dessous), nous montrons comment les différentes espèces peuvent être regroupées et comment cela peut influer sur notre compréhension de la structure du réseau trophique. Nous fournissons des conseils et méthodes simples pour la construction de réseaux trophiques simplifiés tout en conservant les propriétés des réseaux, la plupart du temps, inaltérées.

Ce qu’il faut retenir – Take Home Message

THM – How to build food web – Construction de réseaux trophiques
FR: Les questions et réponses apparaissent à la fois en anglais et en français.
EN: Questions and answers are both displayed in English and French

1.

FR : Que représente un réseau trophique ?
EN: What does a food web describe?
 
 
 

2.

FR: Sur quels critères pouvons-nous grouper des espèces ?
EN: On which criteria are species grouped together?
 
 
 

3.

FR : En combien d’étape se déroule l’agrégation de réseau trophique ?
EN: How many steps do we need to aggregate a trophic network?
 
 
 

Question 1 sur 3

Petite vidéo de la série “The Hunt” diffusée sur la BBC. On y voit un ours polaire s’exerçant à la chasse au phoque.

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Cet article de blog fait suite à la publication de mes résultats de Master dans la revue scientifique Oikos.
L’article original peut être trouvé sur le site du journal (maîtrise de l’anglais recommandée).

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/oik.04138/full

https://www.oikosjournal.org/accepted-article/complexity-and-structural-properties-food-webs-barents-sea

Ce poste a également été publié sur le site de mon réseau de thèse MARmaED.

  1. L’ours polaire – Ursus maritimus
    Par Ansgar Walk (Travail personnel) [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons
  2.  Anecdotes et description de l’ours polaire: https://www.arkive.org/polar-bear/ursus-maritimus/
  3. Le phoque barbu – Erignathus barbatus
    Par Alastair Rae (Travail personnel) [CC BY-SA 2.0], via Flickr
  4. Anecdotes et description du phoque barbu : https://www.arkive.org/bearded-seal/erignathus-barbatus/
  5. Mon papier : Olivier, P. and Planque, B. 2017. Complexity and structural properties of food webs in the Barents Sea. – Oikos (in press).
  6. Les capacités olfactives de l’ours polaire : Togunov, R. R., Derocher, A. E., & Lunn, N. J. (2017). Windscapes and olfactory foraging in a large carnivore. Scientific Reports, 7.
  7. Le jeûn des ours polaires: Robbins, C. T. et al. 2012. Hibernation and seasonal fasting in bears: the energetic costs and consequences for polar bears. – J Mammal 93: 1493–1503.

Auteur de cette article.

Pierre
Pierre Doctorant - CEO Ocean Fact
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