2-Équilibre et résilience d'un écosystème

Dossier 1 - Équilibre dynamique d'un écosystème

Les océans se remplissent de plastique et de méduses, et se vident de leurs poissons…

Notions évoquées dans ce dossier
  • une chaîne alimentaire
  • un réseau trophique
  • un niveau trophique
  • une relation biotique, abiotique
  • la résilience d'un écosystème

Document 1 - Une pêche industrielle en crise

Les pêcheurs (du pays X) s'inquiètent : il y a de moins en moins de sardines et plus en plus de méduses dans leurs filets. Ils craignent que les stocks s'épuisent comme c'est arrivé en Namibie, un pays voisin.

Les scientifiques ont préconisé depuis longtemps l'instauration de quotas de pêche et d'une zone protégée, mais les pêcheurs craignent pour leur emploi, prétendent qu'ils pêchent moins que leurs confrères namibiens, que ceux-ci braconnent et qu'on a toujours vu des méduses dans la région.

La pêche industrielle à la sardine prospérait en Namibie depuis les années 1950. Des mesures de protection ont été prises à partir des années 1990.

Les 10 millions de tonnes de sardines qui peuplaient ces eaux dans les années 1960 ont laissé place à plus de 12 millions de tonnes de méduses, soit près de 2,5 fois la biomasse de l’ensemble des stocks de poissons commerciaux subsistants.

Document 2 - Une prolifération de méduses

Bienfaits et méfaits des méduses

Les méduses :

Source : Caters Clips

  • nourrissent plus de 124 espèces de poissons et 34 espèces d’autres animaux, comme la tortue Luth en danger critique d’extinction ;
  • offrent un refuge à de nombreuses espèces d’alevins ;
  • représentent une importante ressource alimentaire : plus de 400 000 tonnes sont récoltées pour la consommation humaine chaque année en Asie du Sud-Est.

Évolution des populations de méduses dans les océans

Source : Corinne Bussi-Copin et Jacqueline Goy "L'ère annoncée des méduses" (Pour la Science 453, Juillet 2015)

Relations biotiques et abiotiques

Source : https://www.ird.fr/la-mediatheque/fiches-d-actualite-scientifique/426-boom-des-meduses-la-surpeche-en-cause#intertitre2

Pistes d'exploitation

  1. Coup de pouce
    Réseau trophique simplifié d'une forêt tempérée

    Niveaux trophiques :

    • PI : producteurs primaires (ou PP)
    • CI : consommateurs primaires (ou de premier ordre)
    • la flèche A -> B représente la relation trophique entre A et B : "A est mangé par B"

    Source : http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article1311

    Représenter le réseau trophique entre les méduses, les sardines et leurs prédateurs. Indiquer les niveaux trophiques.
  2. Quel est le niveau trophique des méduses ?
  3. Coup de pouce

    On a simulé la variation du nombre de proies et de prédateurs dans un écosystème très simplifié.

    Comment les populations de poissons et de méduses devraient-elles varier en l'absence de pêche industrielle ?
  4. Quel a été l'impact de la pêche industrielle sur l'écosystème marin en Namibie ?

Document 3 - Modélisation

Pour résoudre le problème ("la disparition de certaines espèces de poissons et la prolifération des méduses dans les océans est-elle irréversible ?") et évaluer l'impact des quotas et de la mise en place d'une réserve, vous utiliserez une modélisation.

Paramètres du modèle

Le modèle comporte 4 "agents" (sardine adulte, alevin, méduse et pêcheur) et 6 "règles" ou "comportements" :

  1. repro S : reproduction des sardines
  2. croissance : développement d'un alevin en sardine adulte
  3. pêche : consommation de sardines par les humains
  4. S x M : consommation de méduses par les sardines
  5. A x M : consommation d'alevins par les méduses
  6. repro M : reproduction des méduses

Une règle définit :

Pistes d'exploitation

  1. Comment doit-on écrire les règles du modèle ?
    Document de secours

    Écriture des règles du modèle

    Une règle définit le résultat de la rencontre entre deux agents, un peu à la manière de l'équation d'une réaction chimique qui traduit la transformation des réactifs en produits.

    Une règle peut aussi définir la modification d'un agent au cours du temps, comme ici avec le développement d'un alevin en sardine adulte.

    Une règle peut aussi définir la façon dont se fait l'apparition d'un agent, comme ici avec la reproduction des méduses que le modèle simule en faisant apparaître des méduses aléatoirement.

  2. Utiliser le modèle pour évaluer l'impact de la mise en place de quotas.
  3. Coup de pouce

    Pour créer une réserve (où la pêche est légalement interdite) :

    1. cliquer sur l’onglet "Zone" dans la rubrique "Environnement"
    2. cliquer sur "Ajouter une zone"
    3. tracer la zone sur le modèle à l’aide des outils de dessin proposés
    4. aller dans la règle "pêche" et sélectionner "(Zone non affectée)" dans la case "Zone où la règle est active"
    Utiliser le modèle pour évaluer l'impact de la mise en place d'une réserve.
  4. Conclure, en répondant à la question posée.

Source : Modéliser les différentes dynamiques d’un écosystème marin soumis à une perturbation anthropique