L’écologie trophique est l’étude générale de la structure des relations d’alimentation entre les organismes d’un écosystème. Ces relations alimentaires ou trophiques sont souvent représentées comme des réseaux trophiques ou des chaînes alimentaires. Un phénomène très important de l’écologie trophique est connu sous le nom de cascade trophique, qui décrit le contrôle indirect qu’un prédateur supérieur exerce sur les espèces à des niveaux trophiques inférieurs non adjacents. Dans une cascade trophique, les processus et conséquences écologiques initiés par un changement au sommet de la chaîne alimentaire se frayent un chemin vers des niveaux trophiques inférieurs et finissent par rééquilibrer les relations écologiques de nombreuses espèces. Par exemple, les prédateurs peuvent réduire la densité de population de leurs proies directes ou peuvent entraver le comportement de leurs proies à un point tel qu’ils améliorent la survie d’autres espèces que leurs proies ont supprimées. Les cascades trophiques peuvent également avoir l’effet inverse: L’élimination du prédateur supérieur d’une chaîne alimentaire peut augmenter la population de ses proies, entraînant à son tour une réduction des espèces au niveau trophique inférieur suivant. Voir aussi : Communautés écologiques; Modélisation écologique; Écologie; Écosystème; Réseau trophique; Interactions prédateur-proie; Écologie trophique
Un exemple notable de cette interaction écologique descendante a été observé dans le parc national de Yellowstone, dans l’ouest des États-Unis. Dans les années 1920, l’extinction locale de la population de loups gris (Canis lupus) du parc par la chasse a provoqué une augmentation de la population de wapitis (Cervus elaphus), entraînant ainsi une chute écrasante de l’abondance de nombreuses plantes (en particulier des trembles, des saules et des graminées) consommées par le wapiti. En fait, le wapiti a réduit ces plantes à des niveaux négligeables. En 1995, la réintroduction des loups dans le parc a amorcé un renversement spectaculaire de cette tendance, réduisant le nombre de wapitis et augmentant les niveaux des plantes susmentionnées. De plus, la réintroduction des loups a non seulement réduit le nombre de wapitis par la prédation, mais a également changé le comportement des wapitis. Les wapitis ont commencé à se rassembler dans des zones éloignées des loups et se sont déplacés plus rapidement à travers un territoire fréquenté par les loups. Parce que le wapiti ne paissait pas aussi lourdement sur les plantes dans les territoires de loups, les espèces végétales y prospéraient. Voir aussi : Productivité biologique; Cerfs; Chiens; Écologie des populations; Viabilité des populations; Écologie de la restauration
Les gestionnaires du parc au début du XXe siècle avaient peu d’idée des répercussions que l’extermination des loups gris (un prédateur de premier plan) aurait sur les communautés écologiques de Yellowstone. À cette époque, les scientifiques pensaient que tous les écosystèmes trophiques étaient construits par le bas. Dans le scénario ascendant, la vie végétale était le fondement sur lequel tout a grandi. Une fois que les plantes se sont établies dans une région, le reste des espèces composant la chaîne alimentaire se mettrait en place, en commençant par les insectes et les petits animaux, et en travaillant jusqu’aux plus gros consommateurs d’herbivores, puis aux principaux prédateurs. Cependant, les observations des naturalistes de cascades trophiques comme celle provoquée par les loups à Yellowstone prouvent que les effets descendants doivent également être pris en compte car leurs influences indirectes peuvent modifier les densités des herbivores trophiques inférieurs et affecter ainsi la croissance des producteurs primaires (plantes). Néanmoins, les chercheurs doivent en apprendre davantage sur les cascades trophiques, y compris sur la façon de déchiffrer l’équilibre ultime des déterminants descendants et ascendants. Voir aussi : Herbivorie; Interactions plantes-animaux; Écologie des systèmes; Écologie théorique