Substances toxiques et espèces envahissantes dans les réseaux trophiques

Dans la baie de Saginaw, sur le lac Huron, les dorés jaunes au sommet du réseau trophique contenaient plus de quatre fois autant de PCB que le phytoplancton à la base.

Pourquoi les substances toxiques s’accumulent au sommet

L’énergie diminue en montant dans un réseau trophique, mais certaines substances suivent le chemin inverse. Une substance chimique persistante est difficile à décomposer ou à éliminer par l’organisme : elle reste donc dans les graisses et les tissus. Un petit poisson mange des milliers d’organismes planctoniques et conserve la majeure partie de la substance provenant de chacun. Un plus gros poisson mange de nombreux petits poissons et conserve leur charge. À chaque niveau, la concentration augmente. OpenStax appelle ce phénomène la bioamplification : la concentration croissante de substances toxiques persistantes à chaque niveau trophique, des producteurs aux consommateurs supérieurs.

Cet exemple simplifié de biomasse suppose que la substance est absorbée et retenue ; le rapport entre nourriture et masse corporelle est hypothétique, et non une conversion directe de la règle des 10 % de transfert d’énergie. Si un poisson a besoin d’environ dix kilogrammes de nourriture pour fabriquer un kilogramme de matière corporelle, et que la substance n’est pas perdue en chemin, celle contenue dans dix kilogrammes de nourriture se retrouve dans un kilogramme de poisson. Répète cela sur plusieurs niveaux : le prédateur supérieur en contient beaucoup plus par kilogramme que tous les organismes en dessous.

DDT, PCB et mercure

Le cas le plus connu est celui du pesticide DDT, décrit dans le livre Printemps silencieux de Rachel Carson, paru en 1962. Dans certaines eaux, les oiseaux au sommet du réseau trophique ont absorbé assez de DDT par les poissons consommés pour que la coquille de leurs œufs s’amincisse et se brise pendant la nidification ; leurs populations ont diminué. OpenStax rappelle que l’utilisation du DDT a été interdite aux États-Unis dans les années 1970. Les PCB, autrefois employés dans les liquides de refroidissement, y ont été interdits en 1979, mais on en trouve encore aujourd’hui dans les poissons des lacs, tant ils persistent longtemps.

Les métaux lourds comme le mercure, le plomb et le cadmium s’accumulent aussi. OpenStax résume les recommandations de l’Agence américaine de protection de l’environnement : les personnes enceintes et les jeunes enfants devraient éviter l’espadon, le requin, le thazard barré et le tile, de gros poissons prédateurs riches en mercure, et choisir des poissons moins contaminés comme le saumon, le tilapia, la crevette, le colin d’Alaska et le poisson-chat. Les recommandations varient selon les pays et évoluent : pour ton alimentation, consulte l’agence nationale de sécurité alimentaire de ton pays.

Une nouvelle espèce dans le réseau

L’ajout d’une espèce peut aussi modifier les réseaux trophiques. Les espèces envahissantes sont des organismes introduits hors de leur aire d’origine qui perturbent l’équilibre de leur nouveau milieu. OpenStax raconte l’histoire des carpes asiatiques, introduites aux États-Unis dans les années 1970 pour nettoyer les bassins en filtrant le plancton. Certaines se sont échappées et, dès les années 1980, vivaient dans de nombreux cours d’eau du bassin du Mississippi. Les carpes argentées mangent le plancton dont se nourrissent les moules et les escargots indigènes, tandis que les carpes noires mangent directement ces moules et ces escargots. Dans certaines parties de la rivière Illinois, les carpes asiatiques représentent 95 % de la biomasse de la communauté.

Une espèce envahissante sans prédateur dans son nouveau milieu se comporte comme les proies libérées de la prédation dans la simulation du réseau trophique, mais elle concurrence aussi les espèces indigènes pour la nourriture. Des barrières électriques sur le Chicago Sanitary and Ship Canal servent à empêcher les carpes d’atteindre les Grands Lacs. Les exemples de ce chapitre ont un point commun : tout ce qui entre dans un réseau trophique, substance chimique ou espèce, suit les mêmes liens alimentaires.