Cours Stage - Effet de serre et photosynthèse

Exercice - Transferts d'énergie au sein de la biosphère

L'énoncé

L'exercice porte sur les flux de matière et d'énergie qui s'effectuent entre deux niveaux trophiques. 

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Question 1

Dans un premier temps, s'approprier le schéma du document. Réexpliquer avec vos propres mots chaque élément du schéma. 

On part d'un organisme d'un niveau trophique n-1. Celui-ci produit une certaine biomasse (des tissus par exemple) à partir des éléments de son milieu, ainsi que de l'énergie. On appelle cette matière et énergie produites "Pn-1" (produite au niveau n-1).

Si cet organisme est consommé par un autre, une partie de sa biomasse passe au niveau trophique supérieur. Cette part est nommée "Cn" (consommée au niveau n).

Ce qui n'est pas consommé de cet organisme appartenant au niveau n-1 (exemple: tiges trop dures s'il s'agit d'une plante, squelette s'il s'agit d'un animal, etc.) constitue de l'énergie non consommée (NC) qui passe dans la catégorie "Matière organique morte" à la mort de l'organisme.

Au niveau n, l'organisme ayant consommé l'organisme du niveau n-1 assimile une partie de l'énergie que cet organisme lui apporte: l'énergie An (assimilée au niveau n). Ce qu'il n'assimile pas, il le rejette (sous forme de fèces): il s'agit de l'énergie NAn (non assimilée au niveau n). Elle rejoint la matière organique morte issue du niveau n-1 qui n'a pas été transmise, en bilan, aux niveaux supérieurs de la chaîne trophique. 

À partir de l'énergie qu'il a assimilé, l'organisme du niveau n va en utiliser une partie pour respirer et produire sa propre énergie (Rn: énergie respirée au niveau n), et une autre pour sa croissance et produire sa propre biomasse Pn (produite au niveau n). 

Il suffit de reprendre chaque élément de la légende, et de le retrouver sur le schéma. Que représente le carré orange du bas ? La forme verte ovale du haut ? 

Question 2

Relier ce schéma à votre cours, et notamment aux notions de productivité primaire brute, nette, aux pertes d'énergies ayant lieu d'un niveau trophique à l'autre. 

On peut relier ce schéma aux notions de productivité primaire brute et nette. La production primaire brute correspond à l'énergie totale fixée par les producteurs primaires, c'est-à-dire les organismes capables d'effectuer la photosynthèse. Ceux-là utilisent une partie de cette énergie pour respirer (on retrouve ce principe de "perte" d'énergie pour la biosphère sur le schéma, au niveau n, avec l'énergie Rn utilisée pour la respiration de l'organisme au niveau n).

Le reste est utilisé pour créer notamment de nouveau tissus : cette énergie disponible constitue la productivité primaire nette (on retrouve ce principe de "reste disponible" d'énergie disponible pour la biosphère sur le schéma, au niveau n, avec l'énergie Pn produite par l'organisme appartenant au niveau n).

Elle est potentiellement consommable par les autres organismes, non capables d'effectuer la photosynthèse, peuplant la biosphère. C'est ainsi qu'une part de "Pn-1" (équivalent de la productivité primaire nette de l'organisme du niveau n-1) sur le schéma est consommée ("Cn") par l'organisme du niveau n. Si elle n'est pas consommée, elle finit décomposée par les décomposeurs à la mort de l'organisme, ou éventuellement dans de rares cas peut devenir un combustible fossile. Il s'agit sur le schéma des éléments "NC" et "matière organique morte". 

D'un niveau à l'autre, il y a des pertes d'énergie : d'une part l'organisme en consomme un autre ne l'assimile pas en entier. Une part "NAn" rejetée sous forme de fèces vient ainsi rejoindre la "matière organique morte". Une autre est perdue à son tour dans la respiration de l'organisme consommateur. C'est ainsi qu'on se retrouve avec une production finale ne correspondant qu'à un transfert, au maximum, de 10 % d'énergie depuis le niveau inférieur. 

Votre cours vous dit qu'au mieux le transfert d'énergie d'un niveau trophique à l'autre est de 10 %. Ce schéma vous permet-il mieux de visualiser pourquoi ?