Chaîne alimentaire : définition, niveaux trophiques et réseaux

L’herbe, le lapin, le renard : tout le monde a dessiné un jour cette flèche à l’école. La chaîne alimentaire est l’une des idées les plus simples de l’écologie, et l’une des plus utiles, à condition de ne pas s’arrêter à la flèche. Dans la nature, les chaînes s’entrecroisent, les maillons changent de place selon les saisons, et la disparition d’un seul d’entre eux peut transformer tout un paysage. Voici la définition précise, la façon dont les écologues classent les êtres vivants en niveaux, pourquoi les chaînes restent courtes, et ce qui se passe quand on tire sur un fil du réseau.

Une définition simple, trois grands rôles

Le glossaire du service public Eaufrance donne la définition courante : la chaîne alimentaire est une suite de relations alimentaires entre êtres vivants, dans laquelle chacun mange celui qui le précède. Il distingue aussi trois catégories d’acteurs, que l’on retrouve dans tous les milieux.

• Les producteurs fabriquent leur propre matière organique à partir de la lumière, de l’eau et du gaz carbonique : plantes, algues, phytoplancton. C’est par eux que l’énergie du soleil entre dans le vivant, grâce au mécanisme que nous avons détaillé en expliquant comment fonctionne la photosynthèse.
• Les consommateurs se nourrissent d’autres êtres vivants : herbivores d’abord, puis carnivores qui mangent les herbivores, puis carnivores qui mangent d’autres carnivores.
• Les décomposeurs, champignons et bactéries surtout, dégradent les cadavres, les excréments et les débris, et rendent au sol ou à l’eau les éléments minéraux dont les producteurs ont besoin.

Chaque milieu a ses propres chaînes, rappelle Eaufrance : celles d’un lac ne ressemblent pas à celles d’une prairie, et dans l’océan, les chaînes de surface diffèrent de celles des grands fonds.

Les niveaux trophiques : une position, pas une espèce

Pour décrire ces chaînes, les écologues parlent de niveaux trophiques, du grec trophê, la nourriture. Le glossaire de l’Ifremer le définit comme la position qu’occupe un organisme dans le réseau alimentaire. Par convention, les producteurs occupent le niveau 1, les herbivores le niveau 2, les carnivores qui les mangent le niveau 3, et ainsi de suite.

La nuance compte : un niveau trophique décrit un régime, pas une espèce. Un renard qui mange des mûres en septembre et des campagnols en hiver change de niveau selon son assiette. Les omnivores, l’être humain le premier, obtiennent donc des positions intermédiaires, calculées d’après la part de chaque type de nourriture dans leur alimentation. Le même poisson peut aussi grimper de plusieurs niveaux au cours de sa vie : larve, il filtre du plancton ; adulte, il chasse d’autres poissons.

Pourquoi les chaînes sont-elles si courtes ?

Une chaîne alimentaire dépasse rarement une poignée de maillons. La raison est énergétique. À chaque passage d’un niveau au suivant, l’essentiel de l’énergie contenue dans la nourriture est perdu : elle sert à respirer, à se déplacer, à maintenir la température du corps, se dissipe en chaleur, ou n’est tout simplement pas consommée. Seule une faible fraction se retrouve dans la chair du consommateur.

Il en résulte une pyramide : beaucoup d’herbe pour quelques lapins, beaucoup de lapins pour un renard. Au-delà de quelques étages, il ne reste plus assez d’énergie pour nourrir une population viable de super-prédateurs. C’est pourquoi les grands carnivores sont partout rares et ont besoin de vastes territoires.

Cette pyramide a une conséquence moins connue : certains polluants qui ne s’éliminent pas, comme le méthylmercure, s’accumulent dans les tissus et se concentrent d’un maillon à l’autre. Les prédateurs situés au sommet des chaînes, marins notamment, en portent les plus fortes teneurs.

De la chaîne au réseau

Dans la réalité, les chaînes s’entrelacent. Eaufrance définit le réseau trophique comme l’ensemble des relations trophiques existant à l’intérieur d’une communauté vivante. Un même insecte nourrit des oiseaux, des chauves-souris, des araignées et des poissons ; un même oiseau mange des graines l’hiver et des chenilles au printemps. C’est ce maillage serré qui donne sa solidité au système, et c’est lui que mesurent les écologues quand ils parlent de biodiversité comme d’un réseau d’interactions plutôt que d’une liste d’espèces.

Tirer sur un fil peut cependant tout faire bouger. L’exemple classique vient du Pacifique Nord : là où les loutres de mer ont été chassées, les oursins qu’elles mangeaient ont proliféré et rasé les forêts d’algues géantes, avec tous les poissons qu’elles abritaient. Les écologues appellent ce phénomène une cascade trophique. Le réseau peut aussi se désaccorder dans le temps : certains oiseaux migrateurs qui reviennent plus tôt au printemps risquent d’arriver à contretemps du pic d’insectes qui doit nourrir leurs petits.

L’erreur à ne pas commettre est donc de juger une espèce utile ou nuisible en regardant un seul maillon. Au prochain bord d’étang, suivez une chaîne complète : l’algue, la larve d’insecte qui la broute, le petit poisson qui gobe la larve, le héron qui guette le poisson, et demandez-vous combien d’autres fils partent de chacun de ces maillons.