La distribution de la taille des organismes dans un lac permet de tirer des conclusions solides sur l'efficacité énergétique dans le réseau trophique, comme les chercheurs du Leibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB) et des collègues internationaux l'ont maintenant démontré empiriquement. Cette relation permet aux scientifiques d'acquérir une compréhension meilleure et plus directe des processus biologiques et des perturbations qui ont un impact sur les écosystèmes aquatiques.

Tout habitat unique ne peut accueillir qu'un certain nombre de grands organismes car ceux-ci doivent se nourrir de créatures plus petites. En écologie, cette connexion est décrite par l'efficacité de transfert trophique (TTE) :environ 90 % de l'énergie est perdue d'un niveau de la chaîne alimentaire à l'autre ou, en d'autres termes, il ne reste que dix pour cent. Si, par exemple, un oiseau de proie dévore un lapin, il ne peut utiliser que dix pour cent de l'énergie, dont le lapin avait besoin pour grandir et vivre, pour augmenter son propre poids - la plupart de l'énergie, alors, est perdu. Les chercheurs de l'IGB ont maintenant examiné la taille de ce paramètre de modèle important dans les écosystèmes lacustres naturels, et comment cela se rapporte à la densité de population d'organismes de différents groupes de taille. "Bien sûr, des investigations ont déjà été menées sur l'efficacité du transfert trophique et la distribution des tailles, mais ils étaient à plus petite échelle que notre étude :nous avons analysé tous les niveaux trophiques, des bactéries aux gros poissons, " déclare le Dr Thomas Mehner, auteur principal de l'étude et chef du groupe de recherche sur l'écologie du réseau alimentaire et les communautés de poissons à l'IGB.

La nourriture disponible est utilisée moins efficacement que prévu

L'étude des chercheurs consistait à étudier les réseaux trophiques dans deux petits, des lacs peu profonds et riches en nutriments du nord de l'Allemagne, chacun divisé en deux systèmes fermés pour une période d'un an en installant un rideau au milieu de chaque lac. La longue période de division signifiait que les groupes clés d'organismes se développaient différemment dans les deux moitiés, permettant aux scientifiques de collecter des données pour un total de quatre écosystèmes aquatiques différents. Les chercheurs ont déterminé la biomasse et la taille de tous les organismes présents dans les lacs. En outre, l'équipe a calculé l'efficacité du transfert trophique pour tous les niveaux de la chaîne alimentaire dans le lac. Pour y parvenir, ils ont comparé la production primaire et bactérienne à la production secondaire (c'est-à-dire l'augmentation de la biomasse au niveau du consommateur).

« Nous avons découvert que l'efficacité énergétique est inférieure à ce qui est généralement supposé :à savoir, bien au-dessous de dix pour cent. En d'autres termes, la nourriture disponible est utilisée beaucoup moins efficacement que prévu, " rapporte Thomas Mehner. Les TTE déterminés dans les quatre systèmes lacustres étaient plus ou moins également faibles. Cependant, les prédictions des théories écologiques concernant le lien entre le TTE et la distribution des tailles ont été confirmées :lorsque l'efficacité de transfert trophique tombe en dessous de dix pour cent, cela correspond à une courbe décroissante de plus en plus abrupte dans le modèle. Par conséquent, la biomasse des plus gros organismes a également diminué plus fortement que prévu dans les quatre moitiés du lac. Par exemple, les chercheurs ont compté beaucoup moins de consommateurs dans l'eau que ce à quoi on pourrait s'attendre dans le cas d'un TTE plus élevé.

Le fait que la relation entre l'efficacité du transfert trophique et la distribution des tailles soit stable ouvre de nouvelles possibilités concernant l'étude des écosystèmes aquatiques. Plutôt que de se donner beaucoup de mal pour identifier le TTE, il suffit vraisemblablement de mesurer les densités de population et les distributions de taille. "L'efficacité du transfert trophique est un paramètre important, mais on ignore souvent la taille de ce paramètre. Nous avons pu montrer que la distribution des tailles, ce qui est plus facile à déterminer et plus couramment appliqué, pourrait être suffisant pour évaluer l'état énergétique et l'efficacité d'un écosystème, " Mehner résume la pertinence des conclusions. En conséquence, la distribution de taille peut être utilisée comme un "outil" pour obtenir des informations telles que sur l'impact du réchauffement climatique, l'invasion d'espèces exotiques, les changements d'habitat ou l'exploitation humaine des fonctions de l'écosystème.