Qu'est-ce qu'un écosystème ? Structure et fonctionnement expliqués

Le mot écosystème s’emploie aujourd’hui pour tout, des start-up aux applications de téléphone. En écologie, il a pourtant un sens précis, et il désigne quelque chose que vous traversez à chaque promenade sans forcément le voir. Une mare, une haie, une vieille souche ou une forêt entière sont des écosystèmes, à des échelles différentes. Voici ce qui les définit, comment ils fonctionnent, et comment reconnaître sur le terrain leurs frontières et leurs rouages.

Un mot né en 1935

Le terme a été proposé en 1935 par le botaniste britannique Arthur George Tansley, dans la revue Ecology. Son idée tenait en une phrase : on ne peut pas étudier les êtres vivants d’un lieu sans étudier en même temps le milieu physique qui les porte, car les deux forment un seul système. La définition actuelle en découle directement. Selon le glossaire de Géoconfluences, la revue de géographie de l’ENS de Lyon, un écosystème est « un assemblage fonctionnel d’organismes qui détient les propriétés requises pour assurer la continuité du vivant ».

Concrètement, il associe deux ensembles :

• le biotope, c’est-à-dire le milieu physique et chimique : la roche et le sol, l’eau, la lumière, la température, le vent ;
• la biocénose, l’ensemble des espèces qui vivent en ce lieu, des arbres aux bactéries en passant par les champignons, les insectes et les vertébrés.

L’écosystème n’est ni l’un ni l’autre, mais la relation entre les deux. Le sol d’une forêt est fabriqué en partie par ses habitants, et ses habitants dépendent de ce sol : on ne peut pas tirer un fil sans faire bouger le reste. C’est pour cela que la biodiversité se définit aussi par ses interactions, et pas seulement par une liste d’espèces.

Ce qui circule : l’énergie passe, la matière tourne

Le fonctionnement d’un écosystème repose sur deux flux, que Géoconfluences désigne comme ses processus essentiels : l’énergie et la matière.

L’énergie arrive presque toujours du soleil. Les plantes, les algues et certaines bactéries la captent et la stockent sous forme de matière organique : ce sont les producteurs. Les herbivores, puis leurs prédateurs, s’en nourrissent à leur tour. À chaque étape, une grande partie de l’énergie se dissipe en chaleur, par la respiration et le mouvement. L’énergie traverse donc l’écosystème à sens unique : il faut un apport permanent pour qu’il continue de fonctionner.

La matière, elle, est recyclée. Le carbone, l’azote ou le phosphore passent du sol aux plantes, des plantes aux animaux, puis reviennent au sol. Ce retour est l’œuvre d’acteurs discrets : les décomposeurs. Vers de terre, cloportes, collemboles et champignons fragmentent la matière morte, puis les bactéries la minéralisent, c’est-à-dire la rendent assimilable par les racines. Les feuilles qui tombent chaque année, après avoir changé de couleur et rendu à l’arbre leurs éléments les plus précieux, nourrissent ainsi le sol qui fera pousser celles de l’an prochain. Sans décomposeurs, un écosystème s’étoufferait sous ses propres déchets.

Où commence et où finit un écosystème ?

C’est l’une des difficultés du concept : un écosystème n’a pas de taille fixe. Un tronc mort qui pourrit au sol, avec ses champignons, ses larves de coléoptères et ses mousses, en est un. La forêt qui l’entoure en est un autre, plus vaste, qui le contient. Géoconfluences souligne qu’il n’a « pas de dimension aisément définissable », à la différence des grands biomes comme la toundra ou la forêt tropicale.

Ses limites sont presque toujours progressives. Entre une forêt et une prairie, entre un étang et la terre ferme, s’étend une zone de transition, l’écotone : lisière, roselière, berge. Ces franges mêlent les espèces des deux milieux voisins et comptent souvent parmi les endroits les plus riches. Les écosystèmes échangent aussi en permanence : l’eau ruisselle d’un versant vers une rivière, les graines voyagent, et les oiseaux migrateurs relient chaque automne des marais européens à des zones humides africaines.

Un équilibre qui bouge

On parle volontiers d’« équilibre naturel », mais l’image est trompeuse. Géoconfluences le rappelle : « un écosystème n’a rien de figé », et la variabilité y est aussi importante que les constantes, sinon plus. Incendies, crues, tempêtes, sécheresses font partie de son fonctionnement normal. Après une perturbation, les espèces se succèdent dans un ordre assez prévisible : c’est la succession écologique.

Les coulées de lave en offrent l’exemple le plus spectaculaire. Sur une roche nue, née d’un volcan, s’installent d’abord des lichens et des mousses, qui amorcent un sol. Viennent ensuite les fougères et les herbes, puis les arbustes, enfin la forêt. Une prairie abandonnée suit le même chemin : ronces et prunelliers la gagnent en quelques années, puis les frênes et les chênes s’y installent.

Pour voir un écosystème fonctionner, choisissez une mare ou une lisière près de chez vous et revenez-y à chaque saison : notez quelles plantes fleurissent, qui chasse, ce qui pourrit et ce qui repousse. L’erreur serait de chercher un tableau immobile ; c’est le mouvement même qui vous montrera que le système est vivant.