6.1.1.4 : Chaînes alimentaires et réseaux alimentaires

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Melissa Ha and Rachel Schleiger
Yuba College & Butte College via ASCCC Open Educational Resources Initiative

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Les interactions trophiques au sein d'une communauté peuvent être représentées par des diagrammes appelés chaînes alimentaires et réseaux alimentaires. Avant de discuter en détail de ces représentations, nous devons d'abord passer en revue les bases de l'énergie. L'énergie circule dans une communauté à la suite d'interactions trophiques.

Énergie

Pratiquement toutes les tâches effectuées par les organismes vivants nécessitent de l'énergie. En général, l'énergie est définie comme la capacité de travailler ou de créer une sorte de changement. L'énergie existe sous différentes formes. Les exemples incluent l'énergie lumineuse, l'énergie cinétique, l'énergie thermique, l'énergie potentielle et l'énergie chimique.

Lorsqu'un objet est en mouvement, de l'énergie est associée à cet objet. Pense à un boulet de démolition. Même une boule de démolition lente peut infliger de gros dégâts à d'autres objets. L'énergie associée aux objets en mouvement est appelée énergie cinétique. L'énergie thermique est l'énergie du mouvement de la matière (tout ce qui occupe de l'espace et possède une masse) et est considérée comme un type d'énergie cinétique. Plus la substance est chaude, plus ses molécules se déplacent rapidement. Le mouvement rapide des molécules dans l'air, l'excès de vitesse d'une balle et la marche d'une personne possèdent tous de l'énergie cinétique. Et si cette même boule de démolition immobile était soulevée deux étages au-dessus du sol avec une grue ? Si la boule de démolition suspendue ne bouge pas, y a-t-il de l'énergie qui lui est associée ? La réponse est oui. L'énergie qui était nécessaire pour soulever la boule de démolition n'a pas disparu, mais est maintenant stockée dans la boule de démolition en raison de sa position et de la force de gravité agissant sur elle. Ce type d'énergie est appelé énergie potentielle. Si la balle tombait, l'énergie potentielle serait transformée en énergie cinétique jusqu'à ce que toute l'énergie potentielle soit épuisée lorsque la balle reposait sur le sol. Les balles de démolition se balancent également comme un pendule ; à travers la balançoire, il y a un changement constant de l'énergie potentielle (la plus élevée en haut de la balançoire) en énergie cinétique (la plus élevée en bas de la balançoire). D'autres exemples d'énergie potentielle incluent l'énergie de l'eau retenue derrière un barrage ou celle d'une personne sur le point de sortir d'un avion en parachute (figure$\PageIndex{a}$).

L'énergie potentielle n'est pas seulement associée à la localisation de la matière, mais également à sa structure. L'énergie chimique est un exemple d'énergie potentielle stockée dans des molécules. Lorsque des molécules plus énergétiques et moins stables réagissent pour former des produits à plus faible énergie et plus stables, cette énergie stockée est libérée. L'énergie chimique est chargée de fournir aux cellules vivantes de l'énergie provenant des aliments.

Pour comprendre la façon dont l'énergie entre et sort des systèmes biologiques, il est important de comprendre deux des lois physiques qui régissent l'énergie. La première loi de la thermodynamique stipule que la quantité totale d'énergie dans l'univers est constante et conservée. En d'autres termes, il y a toujours eu et il y aura toujours exactement la même quantité d'énergie dans l'univers. L'énergie existe sous de nombreuses formes différentes. Selon la première loi de la thermodynamique, l'énergie peut être transférée d'un endroit à l'autre ou transformée sous différentes formes, mais elle ne peut être ni créée ni détruite. Les transferts et les transformations d'énergie se produisent tout le temps autour de nous. Les ampoules transforment l'énergie électrique en énergie lumineuse et thermique. Les cuisinières à gaz transforment l'énergie chimique du gaz naturel en énergie thermique. Les plantes effectuent l'une des transformations énergétiques les plus utiles sur Terre sur la planète : celle de convertir l'énergie de la lumière solaire en énergie chimique stockée dans des molécules biologiques, telles que les sucres (figure$\PageIndex{b}$).

Un cornet de crème glacée (en haut à gauche), des garçons à vélo (en bas à gauche), le soleil (en haut à droite) et une feuille (en bas à droite). — Figure$\PageIndex{b}$ : Voici quelques exemples d'énergie transférée et transformée d'un système à un autre et d'une forme à une autre. La nourriture que nous consommons, représentée par le cornet de crème glacée, fournit à nos cellules l'énergie chimique nécessaire au bon fonctionnement de l'organisme. Cela peut être converti en énergie cinétique (l'énergie du mouvement), qui serait nécessaire pour faire du vélo. Les feuilles effectuent la photosynthèse, convertissant l'énergie lumineuse du soleil en énergie chimique. (crédit « crème glacée » : modification de l'œuvre de D. Sharon Pruitt ; crédit « kids » : modification de l'œuvre de Max de Providence ; crédit « feuille » : modification de l'œuvre de Cory Zanker)

Le défi pour tous les organismes vivants est d'obtenir de l'énergie de leur environnement sous des formes utilisables pour effectuer le travail cellulaire. Les principales tâches d'une cellule vivante, qui consistent à obtenir, transformer et utiliser l'énergie pour travailler, peuvent sembler simples. Cependant, la deuxième loi de la thermodynamique explique pourquoi ces tâches sont plus difficiles qu'il n'y paraît. Tous les transferts et transformations d'énergie ne sont jamais totalement efficaces. Lors de chaque transfert d'énergie, une certaine quantité d'énergie est perdue sous une forme inutilisable. Dans la plupart des cas, cette forme est l'énergie thermique. Par exemple, lorsqu'une ampoule est allumée, une partie de l'énergie convertie de l'énergie électrique en énergie lumineuse est perdue sous forme d'énergie thermique. De même, une partie de l'énergie est perdue sous forme d'énergie thermique lors des réactions métaboliques qui se produisent dans les organismes.

Le concept d'ordre et de désordre est lié à la deuxième loi de la thermodynamique. Plus un système perd de l'énergie dans son environnement, moins il est ordonné et aléatoire. Les scientifiques appellent entropie la mesure du caractère aléatoire ou du désordre au sein d'un système. Une entropie élevée signifie un désordre élevé et une faible énergie. Les êtres vivants sont très ordonnés et nécessitent un apport énergétique constant pour être maintenus dans un état de faible entropie.

Flux d'énergie

Les cellules fonctionnent grâce à l'énergie chimique présente principalement dans les molécules de glucides, et la majorité de ces molécules sont produites par un seul processus : la photosynthèse. Grâce à la photosynthèse, certains organismes convertissent l'énergie solaire (lumière du soleil) en énergie chimique, qui est ensuite utilisée pour construire des molécules de glucides (figure$\PageIndex{c}$). L'énergie exploitée par la photosynthèse entre continuellement dans les communautés et est transférée d'un organisme à un autre. Par conséquent, directement ou indirectement, le processus de photosynthèse fournit la majeure partie de l'énergie requise par les êtres vivants sur Terre. Consultez le cycle du carbone et la photosynthèse dans OpenStax Concepts of Biology pour plus de détails sur la photosynthèse.

Un arbre avec des flèches représentant les entrées et les sorties de la photosynthèse — Figure$\PageIndex{c}$ : La photosynthèse utilise l'énergie solaire, le dioxyde de carbone et l'eau pour libérer de l'oxygène et produire des molécules de sucre qui stockent de l'énergie. Image et légende par OpenStax (CC-BY). Accès gratuit sur openstax.org.

Les organismes qui effectuent la photosynthèse (tels que les plantes, les algues et certaines bactéries) et les organismes qui synthétisent les sucres par d'autres moyens sont appelés producteurs. Sans ces organismes, l'énergie ne serait pas disponible pour les autres organismes vivants et la vie ne serait pas possible. Les consommateurs, comme les animaux, les champignons et divers microorganismes, dépendent directement ou indirectement des producteurs. Par exemple, un cerf obtient de l'énergie en mangeant des plantes. Un loup qui mange un cerf obtient de l'énergie qui provient à l'origine des plantes consommées par ce cerf (figure$\PageIndex{d}$). En utilisant ce raisonnement, tous les aliments consommés par les humains peuvent être attribués à des producteurs qui effectuent la photosynthèse (figure$\PageIndex{e}$).

Organigramme illustrant le transfert d'énergie du soleil vers les producteurs vers les consommateurs. Les producteurs et les consommateurs transfèrent de l'énergie aux décomposeurs. — Figure$\PageIndex{e}$ : En fin de compte, la plupart des formes de vie tirent leur énergie du soleil. Cet organigramme montre l'énergie solaire captée par les producteurs, tels que les plantes, par le biais de la photosynthèse. L'énergie est transférée aux consommateurs des producteurs, tels que les animaux. L'énergie peut être obtenue directement auprès des producteurs (les herbivores mangent des plantes) ou indirectement (les carnivores mangent les herbivores). Les décomposeurs finissent par décomposer les organismes morts, y compris les matières végétales et animales, et contribuent au pool de nutriments. Les champignons et les bactéries sont des décomposeurs, et les vers sont des détritivores (non illustrés). Lors de chaque transfert d'énergie, une partie de l'énergie du système est perdue sous forme de chaleur.

Les consommateurs peuvent être classés selon qu'ils mangent du matériel animal ou végétal (figure$\PageIndex{f}$). Les consommateurs qui se nourrissent exclusivement d'animaux sont appelés carnivores. Les lions, les tigres, les serpents, les requins, les étoiles de mer, les araignées et les coccinelles sont tous des carnivores. Les herbivores sont des consommateurs qui se nourrissent exclusivement de matériel végétal, par exemple les cerfs, les koalas, certaines espèces d'oiseaux, les grillons et les chenilles. Les herbivores peuvent également être classés en frugivores (mangeurs de fruits), granivores (mangeurs de graines), nectivores (mangeurs de nectar) et folivores (mangeurs de feuilles). Les consommateurs qui mangent à la fois des matières végétales et animales sont considérés comme des omnivores. Les humains, les ours, les poules, les cafards et les écrevisses sont des exemples d'omnivores.

Un collage représentant un lion, une coccinelle, un cerf mulet, un ours et une écrevisse — Figure$\PageIndex{f}$ : Les carnivores comme le lion (en haut à gauche) mangent principalement de la viande. La coccinelle (en bas à gauche) est également un carnivore qui se nourrit de petits insectes appelés pucerons. Les herbivores, comme le cerf mulet (milieu), mangent principalement du matériel végétal. Les omnivores comme l'ours (en haut à droite) et les écrevisses (en bas à droite) mangent des aliments d'origine végétale et animale. Lion de Kevin Pluck ; coccinelle de Jon Sullivan ; cerf mulet de Bill Ebbesen ; ours de Dave Menke ; écrevisse de Jon Sullivan. Le tout depuis OpenStax (CC-BY). Accès gratuit sur openstax.org.

Les producteurs et les consommateurs de cadavres sont consommés par les détritivores (qui ingèrent les tissus morts) et les décomposeurs (qui décomposent ensuite ces tissus en molécules simples en sécrétant des enzymes digestives). Les animaux invertébrés, tels que les vers et les mille-pattes, sont des exemples de détritivores, tandis que les champignons et certaines bactéries sont des exemples de décomposeurs.

Chaînes alimentaires

Une chaîne alimentaire est une séquence linéaire d'organismes à travers laquelle les nutriments et l'énergie passent lorsqu'un organisme en mange un autre. Chaque organisme d'une chaîne alimentaire occupe un niveau trophique spécifique (niveau énergétique), c'est-à-dire sa position dans la chaîne alimentaire. Les producteurs constituent le premier niveau trophique de la chaîne alimentaire. Les principaux consommateurs (les herbivores qui mangent les producteurs) constituent le deuxième niveau trophique. Viennent ensuite les consommateurs de haut niveau. Les consommateurs de niveau supérieur incluent les consommateurs secondaires (troisième niveau trophique), qui sont généralement des carnivores qui mangent les principaux consommateurs, et les consommateurs tertiaires (quatrième niveau trophique), qui sont des carnivores qui mangent d'autres carnivores. Dans la chaîne alimentaire du lac Ontario, illustrée à la figure$\PageIndex{g}$, le saumon quinnat est le principal consommateur au sommet de cette chaîne alimentaire. Certaines communautés ont des niveaux trophiques supplémentaires (consommateurs quaternaires, consommateurs de cinquième ordre, etc.). Enfin, les détritivores et les décomposeurs décomposent les organismes morts et en décomposition de tous les niveaux trophiques. Il existe un seul chemin à travers la chaîne alimentaire.

Cette chaîne alimentaire illustre les niveaux trophiques du lac Ontario, du producteur au consommateur tertiaire. — Figure$\PageIndex{g}$ : Il s'agit des niveaux trophiques d'une chaîne alimentaire du lac Ontario, à la frontière entre les États-Unis et le Canada. L'énergie et les nutriments circulent des algues vertes photosynthétiques (productrices) présentes à la base vers les principaux consommateurs, à savoir les mollusques ou les escargots. Les consommateurs secondaires sont de petits poissons appelés chabots visqueux. Le principal consommateur est le saumon quinnat. Les détritivores et les décomposeurs ne sont pas représentés. (source : modification des travaux de la National Oceanic and Atmospheric Administration et de la NOAA)

L'énergie est l'un des principaux facteurs qui limitent le nombre d'étapes d'une chaîne alimentaire. Environ 10 % seulement de l'énergie d'un niveau trophique est transférée au niveau trophique suivant. Cela est dû au fait qu'une grande partie de l'énergie est perdue sous forme de chaleur lors des transferts entre les niveaux trophiques ou vers les décomposeurs en raison de la deuxième loi de la thermodynamique. Ainsi, après quatre à six transferts d'énergie trophiques, la quantité d'énergie restant dans la chaîne alimentaire peut ne pas être suffisante pour soutenir des populations viables aux niveaux trophiques supérieurs (voir également Productivité communautaire et efficacité des transferts).

Certaines toxines environnementales peuvent devenir plus concentrées au fur et à mesure qu'elles remontent dans la chaîne alimentaire, les concentrations les plus élevées se produisant chez les principaux consommateurs, un processus appelé bioamplification. Essentiellement, un consommateur de haut niveau ingère toutes les toxines qui s'étaient accumulées auparavant dans le corps des organismes des niveaux trophiques inférieurs. Cela explique pourquoi la consommation fréquente de certains poissons, comme le thon ou l'espadon, augmente votre exposition au mercure, un métal lourd toxique.

Réseaux alimentaires

Bien que les chaînes alimentaires soient simples et faciles à analyser, l'utilisation des chaînes alimentaires pour décrire la plupart des communautés pose un problème. Même lorsque tous les organismes sont regroupés dans les niveaux trophiques appropriés, certains d'entre eux peuvent se nourrir à plus d'un niveau trophique. De plus, les espèces se nourrissent de plus d'une espèce et sont consommées par elles. En d'autres termes, le modèle linéaire des interactions trophiques, la chaîne alimentaire, est une représentation hypothétique et trop simpliste de la structure de la communauté. Un modèle holistique, qui inclut toutes les interactions entre les différentes espèces et leurs relations interconnectées complexes entre elles et avec l'environnement, est un modèle plus précis et plus descriptif. Un réseau trophique est un concept qui tient compte des multiples interactions trophiques entre chaque espèce (figure$\PageIndex{h}$ et i).

Un réseau alimentaire terrestre composé de producteurs primaires (plantes), de détritivores et de décomposeurs, et de multiples niveaux de consommateurs. — Figure$\PageIndex{h}$ : Ce réseau alimentaire montre les interactions entre les organismes à travers les niveaux trophiques. Les flèches pointent d'un organisme consommé vers l'organisme qui le consomme et représentent le transfert d'énergie. Les producteurs (plantes) captent l'énergie du soleil. Le niveau au-dessus des producteurs indique les principaux consommateurs qui mangent les producteurs. Les écureuils, les souris, les oiseaux mangeurs de graines et les coléoptères en sont des exemples. Les araignées et les mille-pattes mangent des coléoptères. Les merles mangent des coléoptères, des araignées et des mille-pattes, et les crapauds mangent des coléoptères et des mille-pattes. Les renards mangent des écureuils et des souris ; les hiboux mangent des écureuils, des souris, des oiseaux mangeurs de graines et des merles ; et les serpents mangent des souris, des oiseaux mangeurs de graines, des rouges-gorges, des mille-pattes et des crapauds. Certains consommateurs se situent entre les niveaux trophiques parce qu'ils mangent à la fois des consommateurs primaires, secondaires et/ou tertiaires. Tous les producteurs et consommateurs finissent par nourrir les décomposeurs (champignons, moisissures et bactéries) et les détritivores (vers de terre) présents dans le sol, qui sont représentés au bas de l'illustration. (crédit « fox » : modification de l'œuvre de Kevin Bacher, NPS ; crédit « hibou » : modification de l'œuvre de John et Karen Hollingsworth, USFWS ; crédit « serpent » : modification de l'œuvre par Steve Jurvetson ; crédit « robin » : modification de l'œuvre par Alan Vernon ; crédit « grenouille » : modification de l'œuvre par Alessandro Catenazzi ; crédit » spider » : modification de l'œuvre par « Sanba38″ /Wikimedia Commons ; crédit « centipede » : modification de l'œuvre par « Bauerph » /Wikimedia Commons ; crédit « écureuil » : modification de l'œuvre de Dawn Huczek ; crédit « souris » : modification de l'œuvre par NIGMS, NIH ; crédit « moineau » : modification d'une œuvre de David Friel ; crédit « scarabée » : modification d'un travail de Scott Bauer, Service de recherche agricole de l'USDA ; crédit « champignons » : modification d'un travail de Chris Wee ; crédit « moule » : modification du travail du Dr Lucille Georg, CDC ; crédit « ver de terre » : modification du travail de Rob Hille ; crédit « bactéries » : modification des travaux de Don Stalons, CDC)

Ce réseau alimentaire présente de multiples flèches allant et venant des consommateurs, indiquant que chacun mange ou est consommé par plusieurs espèces. — Figure$\PageIndex{i}$ : Dans ce réseau alimentaire, chaque organisme peut avoir plusieurs sources de nourriture ou être consommé par plusieurs espèces. Le phytoplancton en est le principal producteur. Ils sont consommés par les lances de sable, le krill et le zooplancton. Les lances de sable sont consommées par les macareux, les mouettes tridactyles et les céphalopodes. Le krill est consommé par le lançon, les céphalopodes, les stariques et les saumons. Le zooplancton est consommé par le lançon, le krill, les stariques et les saumons. Les macareux sont mangés par les rats et les goélands. Les mouettes sont mangées par les rats, les renards et les goélands. Les céphalopodes sont consommés par les macareux et les goélands. Les stariques sont consommés par les goélands et les renards. Le saumon est consommé par les céphalopodes et les goélands. Les rats sont consommés par les renards et les goélands. Les goélands sont consommés par les renards. Les détritivores et les décomposeurs ne sont pas représentés. Photo de Mariana Ruiz Villarreal (LadyOfHats) pour la Fondation CK-12 (CC-BY-NC).

Le niveau trophique de chaque espèce d'un réseau trophique n'est pas nécessairement un nombre entier. Dans la figure 2$\PageIndex{i}$, le phytoplancton est le principal producteur (niveau trophique 1). Le zooplancton se nourrit uniquement de phytoplancton, ce qui en fait des consommateurs primaires (niveau trophique 2). La détermination du niveau trophique des autres espèces est plus complexe. Par exemple, le krill se nourrit à la fois de phytoplancton et de zooplancton. Si le krill ne mangeait que du phytoplancton, il en serait le principal consommateur (niveau trophique 2). S'ils ne mangeaient que du zooplancton, ils deviendraient des consommateurs secondaires (niveau trophique 3). Comme le krill consomme les deux, son niveau trophique est de 2,5.

Productivité communautaire et efficacité des transferts

La vitesse à laquelle les producteurs de photosynthèse incorporent l'énergie du soleil est appelée productivité primaire brute. Dans un marais à quenouilles, les plantes ne retiennent que 2,2 % de l'énergie du soleil qui les atteint. Trois pour cent de l'énergie est réfléchie et 94,8 % sont utilisés pour chauffer et évaporer l'eau à l'intérieur et autour de la centrale. Cependant, toute l'énergie incorporée par les producteurs n'est pas disponible pour les autres organismes de la chaîne alimentaire, car les producteurs doivent également croître et se reproduire, ce qui consomme de l'énergie. Au moins la moitié des 2,2 % capturés par les plantes des marais à quenouilles est utilisée pour répondre aux propres besoins énergétiques de la plante.

La productivité primaire nette est l'énergie qui reste dans les producteurs après prise en compte des besoins métaboliques des producteurs et de la perte de chaleur. La productivité nette est ensuite mise à la disposition des principaux consommateurs au niveau trophique suivant. L'un des moyens de mesurer la productivité primaire nette consiste à collecter et à peser le matériel végétal produit sur un mètre ² (environ 10,7 pieds ²) de terrain sur un intervalle donné. Un gramme de matière végétale (tiges et feuilles, par exemple), principalement de la cellulose glucidique, produit environ 4,25 kcal d'énergie lorsqu'il est brûlé. La productivité primaire nette peut aller de 500 kcal/m ² /an dans le désert à 15 000 kcal/m ² /an dans une forêt tropicale humide.

Dans une communauté aquatique de Silver Springs, en Floride, la productivité primaire brute (énergie totale accumulée par les producteurs primaires) était de 20 810 kcal/m ² /an (figure$\PageIndex{j}$). La productivité primaire nette (énergie disponible pour les consommateurs) n'était que de 7 632 kcal/m ² /an après prise en compte de la perte d'énergie due à la chaleur et à l'énergie nécessaires pour répondre aux besoins métaboliques du producteur.

Figure$\PageIndex{j}$ : Le flux d'énergie à travers un écosystème de source à Silver Springs, en Floride. La productivité brute (bleue) pour chaque niveau trophique est indiquée juste au-dessus de la productivité nette (rouge). Notez que l'énergie diminue à chaque augmentation du niveau trophique. Le contenu énergétique des producteurs primaires (productivité brute) est de 20 810 kcal/m ² /an. La productivité brute des consommateurs primaires est beaucoup plus faible, environ 3 368 kcal/m ² /an. La productivité brute des consommateurs secondaires est de 383 kcal/m ² /an, et la productivité brute des consommateurs tertiaires n'est que de 21 kcal/m ² /an. La productivité nette de chaque niveau trophique est inférieure à la productivité brute car une partie de l'énergie est utilisée pour répondre aux besoins métaboliques (respiration) et une partie de l'énergie est perdue sous forme de chaleur. Par exemple, la productivité nette des consommateurs primaires était de 1 103 kcal/m ² /an, soit environ un tiers seulement de la productivité brute. Une partie de l'énergie de chaque niveau trophique (5 060 kcal/m ² /an au total) est transférée aux décomposeurs. Toute l'énergie initialement captée par les producteurs primaires (20 810 kcal/m ² /an) est finalement libérée du système.

Organigramme de la productivité brute et nette de chaque niveau trophique. La quantité d'énergie disponible pour la consommation diminue à chaque niveau trophique. — Figure$\PageIndex{j}$ : Le flux d'énergie à travers un écosystème de source à Silver Springs, en Floride. La productivité brute (bleue) pour chaque niveau trophique est indiquée juste au-dessus de la productivité nette (rouge). Notez que l'énergie diminue à chaque augmentation du niveau trophique. Le contenu énergétique des producteurs primaires (productivité brute) est de 20 810 kcal/m ² /an. La productivité brute des consommateurs primaires est beaucoup plus faible, environ 3 368 kcal/m ² /an. La productivité brute des consommateurs secondaires est de 383 kcal/m ² /an, et la productivité brute des consommateurs tertiaires n'est que de 21 kcal/m ² /an. La productivité nette de chaque niveau trophique est inférieure à la productivité brute car une partie de l'énergie est utilisée pour répondre aux besoins métaboliques (respiration) et une partie de l'énergie est perdue sous forme de chaleur. Par exemple, la productivité nette des consommateurs primaires était de 1 103 kcal/m ² /an, soit environ un tiers seulement de la productivité brute. Une partie de l'énergie de chaque niveau trophique (5 060 kcal/m ² /an au total) est transférée aux décomposeurs. Toute l'énergie initialement captée par les producteurs primaires (20 810 kcal/m ² /an) est finalement libérée du système.

Seule une fraction de l'énergie captée par un niveau trophique est assimilée à la biomasse, ce qui la rend disponible au niveau trophique suivant. L'assimilation est la biomasse du niveau trophique actuel après prise en compte de l'énergie perdue en raison de l'ingestion incomplète de nourriture, de l'énergie utilisée pour effectuer des travaux à ce niveau trophique et de l'énergie perdue sous forme de déchets. L'ingestion incomplète fait référence au fait que certains consommateurs ne mangent qu'une partie de leurs aliments. Par exemple, lorsqu'un lion tue une antilope, il mange tout sauf la peau et les os. Le lion n'a pas de moelle osseuse riche en énergie à l'intérieur de l'os, de sorte qu'il n'utilise pas toutes les calories que ses proies peuvent lui fournir. À Silver Springs, seulement 1 103 kcal/m ² /an sur les 7 618 kcal/m ² /an d'énergie disponibles pour les consommateurs primaires ont été assimilés à leur biomasse. (L'efficacité du transfert entre les deux premiers niveaux trophiques était d'environ 14,8 %.)

La source de chaleur d'un animal influence ses besoins énergétiques. Les ectothermes, tels que les invertébrés, les poissons, les amphibiens et les reptiles, dépendent de sources externes pour la chaleur corporelle, tandis que les endothermes, tels que les oiseaux et les mammifères, dépendent de la chaleur générée de manière interne. En général, les ectothermes ont besoin de moins d'énergie pour répondre à leurs besoins métaboliques que les endothermes. Par conséquent, de nombreux endothermes doivent manger plus souvent que les ectothermes.

L'inefficacité de l'utilisation de l'énergie par les endothermes a de vastes implications pour l'approvisionnement alimentaire mondial. Il est largement admis que l'industrie de la viande utilise de grandes quantités de cultures pour nourrir le bétail et qu'un faible pourcentage de celles-ci est assimilé à la biomasse, une grande partie de l'énergie provenant de l'alimentation animale est perdue. Par exemple, il en coûte environ 1 cent pour produire 1 000 calories alimentaires (kcal) de maïs ou de soja, mais environ 0,19$ pour produire un nombre similaire de calories pour élever du bétail destiné à la consommation de bœuf. Le même contenu énergétique du lait de bétail coûte également cher, soit environ 0,16 dollar pour 1 000 kcal. Ainsi, il existe un mouvement mondial croissant visant à promouvoir la consommation d'aliments non carnés et non laitiers afin de réduire le gaspillage d'énergie dans l'alimentation des animaux destinés à l'industrie de la viande.

Attribution

Modifié par Melissa Ha à partir des sources suivantes :

L'énergie pénètre dans les écosystèmes par la photosynthèse et le flux d'énergie à travers les écosystèmes à partir de la biologie environnementale par Matthew R. Fisher (sous licence CC-BY)
Écologie des écosystèmes, flux d'énergie à travers les écosystèmes et systèmes digestifs à partir de General Biology/Biology 2e par OpenStax (sous licence CC-BY). Accès gratuit sur openstax.org.
Productivité des écosystèmes à partir de la biologie par John W. Kimball (sous licence CC-BY)