Niche écologique

Définition

En écologie, une niche écologique est une place occupée par une espèce dans un écosystème. Le terme concerne aussi bien l'habitat de cette espèce que le rôle qu'elle joue sur le plan trophique, sur le régime alimentaire. Par exemple, la niche écologique des écureuils est celle des animaux qui vivent dans les arbres et mangent des noix.

Elle distingue également l'ensemble des facteurs constituant le milieu qui permettent à une espèce de vivre dans un biotope, s'y nourrir, survivre, se reproduire et ainsi assurer le maintien de l'espèce dans le biotope (et non pas de chaque individu de l'espèce en particulier).

Pour des insectes, l'hôtel à insectes est une niche écologique :

La niche écologique, ici sous la forme d'un hôtel à insectes, forme un habitat partagé par plusieurs espèces. Le concept formel de niche comprend tous les facteurs biotiques, abiotiques et anthropiques avec lequel le corps se rapporte. Il est la position relationnelle d'une espèce ou d'une population.

Explications

La niche écologique est donc un concept de l'espace occupé par une espèce qui comprend non seulement l'espace physique mais également le rôle fonctionnel joué par l'espèce. Une espèce donnée peut occuper différentes niches à des stades différents de son développement. Selon les modèles de niches, elles prennent diverses appellation telles que : niche de Grinnell (ou niche grinnellienne), niche d'Elton, niche de Hutchinson.

La niche écologique fondamentale est une expression faisant référence à la place et la spécialisation d'une espèce dans un peuplement. La niche écologique fondamentale regroupe les caractéristiques de l'ensemble des paramètres du milieu (climatique, alimentaire...) spécifique à une espèce et qui la différencie d'autres espèces du même peuplement. Il ne faut pas confondre la niche écologique (spécialisation dans un habitat donné) et l'habitat (lieu de vie). Deux espèces ne peuvent appartenir à la même niche écologique au même endroit (principe d'exclusion). Une espèce équivaut à une seule niche écologique, parfois associée à un micro-habitat, éventuellement extrêmophile.

La différence entre niche écologique et habitat tient à la définition de l'habitat, qui intègre divers facteurs : facteurs climatiques, spatiaux, édaphiques, biotiques, abiotiques et la plupart des paramètres d'un écosystème. La niche se concentre sur les interactions d'une espèce sur son environnement sans notion géographique.

Une niche écologique est ainsi une partie d'un écosystème occupée par une seule espèce qui est parfaitement adaptée aux conditions écologiques qui y règnent. Une niche écologique ne se définit pas par l'emplacement géographique occupé par l'espèce mais par l'emplacement fonctionnel au sein de l'écosystème. Formellement, la niche a été décrite comme un hypervolume de n dimensions, où chaque dimension correspond à des facteurs environnementaux. Ainsi, la niche implique toutes les ressources présentes dans l'environnement, les adaptations de l'organisme à étudier et comment ils se complètent (niveau d'adaptation, l'efficacité énergétique, etc.). La niche écologique permet la coexistence dans une zone donnée de nombreuses espèces, herbivores, carnivores ou omnivores, étant chacune spécialisée dans un habitat spécifique sans concurrence les uns aux autres.

Les influences de niche de diverses manières, telles que la façon dont une population répond à l'abondance de ses ressources et ses ennemis (par exemple lorsque les ressources sont abondantes et les prédateurs, parasites et pathogènes sont rares) et comment cette population affecte ces mêmes facteurs (par exemple en réduisant l'abondance des ressources grâce à la consommation et de contribuer à la croissance de la population sans devenir une proie).

Cependant, l'utilisation des ressources est diminuée avec l'existence d'autres espèces qui les utilisent. Par conséquent, la niche est liée à la notion de concurrence interspécifique. Autrement dit, l'utilisation des ressources par une espèce interfère avec la niche d'une autre espèce en utilisant la même ressource, ce qui conduit à des créneaux individuels qui se chevauchent.

Niche écologique aquatique

Les niches écologiques se trouvent dans tous les types d'écosystèmes. Au niveau du concept ou de la définition, il n'y a pas de distinction entre les niches aquatiques et les niches terrestres. Même ainsi, les milieux aquatiques se distinguent par le fait que certains (mais pas tous) des axes de niche les plus susceptibles d'être importants diffèrent de ceux des milieux terrestres. Les dimensions importantes de la niche écologique des organismes aquatiques comprennent la température, l'oxygène dissous, la structure de l'habitat, la prédation et les éléments nutritifs des plantes.

La plage de température des écosystèmes aquatiques est beaucoup plus étroite que celle des écosystèmes terrestres car l'eau liquide a une température minimale de 0 °C. Les seuils thermiques sont faibles pour le phytoplancton et le zooplancton, comme le montre la répartition des espèces sur de larges plages de latitude et d'altitude. Les seuils thermiques sont plus importants pour les grands invertébrés et surtout pour les poissons. Par exemple, la famille des Salmonidés (saumon et truite) contient de nombreuses espèces qui ne tolèrent pas les eaux dépassant 15 à 20 °C. De même, les eaux éternellement fraîches, telles que les lacs de montagne ou subarctiques, ne peuvent pas soutenir les populations de nombreux types de poissons d'eau chaude, comme la plupart des espèces de la famille des crapets (Centrarchidae).

L'eau ne contient qu'environ 10 mg/L d'oxygène à basse température et 6 à 7 mg/L à haute température. Ainsi, la respiration peut rendre l'eau anoxique si elle n'est pas compensée par de l'oxygène produit par photosynthèse ou par le contact de l'eau avec l'atmosphère. Des taux élevés de respiration dans l'eau qui est en contact avec les sédiments, par exemple, peuvent éliminer tout l'oxygène de l'eau en quelques jours.

Certains milieux aquatiques sont beaucoup plus sujets à l'appauvrissement en oxygène que d'autres. Les ruisseaux de montagne à gradient élevé avec de faibles quantités de respiration se situent à une extrémité du spectre, en ce sens qu'ils ont très peu de potentiel d'appauvrissement en oxygène, tandis que les lacs fertiles ou les zones humides, où il y a beaucoup de respiration et des échanges de gaz moins efficaces avec l'atmosphère, montrent une probabilité beaucoup plus élevée d'appauvrissement en oxygène.

La distribution des organismes reflète en partie leur capacité à tolérer l'appauvrissement en oxygène. Les poissons, par exemple, montrent une large gamme de tolérance à l'appauvrissement en oxygène. À un extrême se trouvent les poissons qui peuvent obtenir de l'oxygène de l'atmosphère (par exemple, les poissons labyrinthes tropicaux tels que le poisson combattant Betta) et les poissons qui ont une petite bouche tournée vers le haut capable d'extraire l'oxygène des 1 à 2 mm supérieurs d'eau en contact avec l'atmosphère (poissons cyprinodontes, dont le poisson moustique, Gambusia). Les poissons de tolérance intermédiaire ne disposent d'aucun moyen spécial pour obtenir de l'oxygène, mais ont une résistance physiologique élevée à l'épuisement de l'oxygène (certains poissons-chats, tels que la barbotte, un ictaluridé, Ameiurus, et la carpe commune, un cyprinidé, Cyprinus). En revanche, d'autres poissons sont modérément ou fortement sensibles à la raréfaction de l'oxygène : la truite et le saumon, ainsi que l'achigan à grande bouche (Micropterus), le crapet arlequin (Lepomis) et d'autres crapets, et bien d'autres. Ainsi, la faune piscicole d'un plan d'eau particulier reflète la probabilité d'épuisement de l'oxygène. Les invertébrés suivent des schémas similaires. Les larves aquatiques des espèces de moucherons, par exemple, ont une tolérance à l'oxygène variable, ce qui explique leurs distributions contrastées dans les milieux aquatiques.

La structure de l'habitat (couverture) est une composante constante de la plupart des environnements terrestres; elle est fournie dans une large mesure par la végétation, qui apparaît sur toutes les surfaces sauf les plus sèches ou sur les calottes glaciaires. En revanche, l'environnement pélagique (eau libre) des lacs ne fournit aucune structure. Ainsi, les organismes vivant dans les zones pélagiques sont spécialisés pour vivre dans un environnement qui manque de stabilité spatiale et n'offre aucun refuge contre la prédation. La variation de la couverture, allant des eaux libres des lacs et des ruisseaux à lit de sable aux zones littorales richement végétalisées, aux zones humides végétalisées et aux ruisseaux rocheux, offre un très large éventail de possibilités pour les axes de niche liés à l'habitat.

Les limnologues et les écologistes aquatiques ont montré à plusieurs reprises que la prédation a des effets importants sur la composition spécifique des eaux intérieures. Les prédateurs supérieurs sont particulièrement importants dans la mesure où ils éliminent ou suppriment souvent l'abondance de leurs proies. Les prédateurs visuels des lacs en particulier peuvent être beaucoup plus efficaces pour éliminer leurs proies que ce ne serait le cas dans la plupart des autres environnements. En fait, certains grands invertébrés sont incapables d'habiter les écosystèmes aquatiques qui contiennent des poissons. Les petits lacs sans poissons, par exemple, contiennent une riche abondance de grands invertébrés que l'on ne trouve pas dans des lacs similaires peuplés de poissons. Ainsi, la dimension de niche liée à la prédation est essentielle à la distribution de nombreux invertébrés.

Les milieux aquatiques présentent un potentiel exceptionnel de production de biomasse autotrophe. Les eaux qui ont de très faibles concentrations d'azote et de phosphore ont un potentiel de production bien inférieur à celui de tout environnement basé sur le sol où l'humidité est présente. En revanche, les écosystèmes aquatiques à fortes concentrations de phosphore et d'azote ont un potentiel de production d'autotrophes qui peut être 1 000 fois plus élevé que les eaux les moins productives. La compétition pour les nutriments est primordiale dans les eaux improductives, qui contiennent des espèces ayant une très forte affinité pour le phosphore et l'azote. Les milieux aquatiques les plus productifs abritent également des taxons spécialisés, mais avec différents types d'adaptations. L'équilibre des nutriments peut également être un déterminant important de la niche. Par exemple, les algues bleues fixatrices d'azote (cyanobactéries hétérocystes) sont, contrairement à d'autres algues, capables de convertir le N2 gazeux en ammoniac qui peut être utilisé dans la fabrication d'acides aminés. Lorsque l'azote inorganique est rare, ces organismes sont capables de poursuivre leur croissance alors que d'autres autotrophes ne le peuvent pas.

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