Chapitre 13: L`écologie

Chapitre 13: L’écologie
A) La dynamique des communautés, ça se définit?
1) a) Qu’est-ce qu’une population? Une population est l’ensemble des individus
d’une même espèce occupant un territoire donné à un moment donné. Elle peut
être caractérisée à la fois par sa taille, sa densité, sa distribution, sur le territoire
et sa croissance dans le temps.
b) Qu’est-ce qu’une communauté? Une communauté est un ensemble de
populations d’espèces différentes qui interagissent les unes avec les autres au
sein d’un même habitat.
c) Qu’est-ce qu’un habitat? Un habitat est le milieu de vie de la communauté. Il
fournit aux populations les ressources alimentaires à leur survie.
d) Qu’est que la niche écologique? Une niche écologique c’est la façon
particulière qu’a une espèce d’utiliser les ressources de l’habitat pour survivre et
se reproduire.
e) Qu’est ce que la dynamique des communautés? La dynamique des
communautés est l’ensemble des interactions entre des populations d’espèces
différentes qui partagent le même habitat.
2) a) Qu’est-ce que les interactions interspécifiques? Les interactions
interspécifiques sont les relations entre les individus d’espèces différentes.
b) Combien y en a-t-il? 6 Lesquelles? 1˚) la compétition est une relation entre
des espèces qui doivent partager des ressources limitées comme la nourriture, la
lumière, l’eau ou un territoire. Exemple: les plantes d’une forêt et la lumière.
2˚) la prédation est une relation dans laquelle une espèce (le prédateur) en
consomme une autre (la proie) pour se nourrir. Exemple: herbivores, carnivores
3˚) le parasitisme est une relation où une espèce (le parasite) profite d’une autre
espèce (l’hôte) en lui étant nuisible. Ex.: poux suçant le sang des mammifères
4˚) la symbiose est une relation dont la survie des 2 espèces dépend. Exemple:
les lichens qui sont composés d’un champignon et d’une algue.
5˚) le mutualisme est une relation de coopération entre 2 espèces. Cette
association n’est pas essentielle à leur survie mais leur apporte un avantage
mutuel. Ex.: insectes facilitant la pollinisation pour profiter du nectar de plante
6˚) la commensalisme est une relation dans laquelle une espèce (le commensal)
profite d’une autre espèce sans lui nuire ni l’aider. Ex.: orchidées et arbres.
3) a) Que sont les perturbations? Les perturbations sont des évènements qui
modifient temporairement ou durablement les conditions du milieu.
b) Combien de types y a-t-il?
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Lesquelles? Quelles en sont les conséquences?
1˚) Les perturbations naturelles comme les éruptions volcaniques, les
inondations, les incendies de forêt, les tornades, les ouragans, etc. Les
conséquences peuvent être différentes selon la fréquence et l’intensité de ces
perturbations. Par exemple, les éruptions volcaniques peuvent anéantir toutes les
communautés alors que d’autres, comme les incendies de forêt, les inondations
ou les épidémies de parasites peuvent favoriser la régénération des communautés
en permettant à de nouvelles espèces de s’installer dans le milieu.
2˚) Les perturbations causées par l’activité humaine comme le déboisement,
les déversements de pétrole peuvent avoir des répercussions très importantes sur
les communautés. Par exemple, l’introduction volontaire ou non d’espèces
exotique constitue une perturbation majeure pour les communautés puisque
certaines espèces introduites prolifèrent et deviennent envahissantes.
4) a) Qu’est-ce que la biodiversité? la biodiversité d’une communauté
correspond à sa diversité spécifique, c’est-à-dire à la variété des espèces qui le
composent qu’il s’agisse de bactéries, d’algues, de champignons, de plantes ou
d’animaux.
b) Quels en sont les critères? 1˚) La richesse spécifique qui correspond au
nombre total d’espèces dans une communauté.
2˚) L’abondance relative qui désigne la quantité d’individus de chaque
population par rapport à la quantité totale d’individus de la communauté.
Exemple: On a 2 communautés différentes:
La communauté 1 est faite de 25 % de bouleaux, 25 % de frênes, 25 % de sapins
et de 25 % de pins.
La communauté 2 se compose de 15 % de bouleaux, 70 % de frênes, 5 % de
sapins et de 10 % de pins.
1) Quelle communauté a la plus grande richesse spécifique? Pourquoi? Les 2
communautés ont la même richesse spécifique car les 2 communautés sont
faites de 4 espèces différentes.
2) Quelle communauté a la plus grande biodiversité? Pourquoi? La communauté
1 a la plus grande biodiversité parce que chaque population contient la même
quantité d’individus (25 %). Il n’y a pas de population qui prédomine.
5) a) Qu’est-ce que la succession écologique? Une succession écologique est
un processus d’évolution graduel de la composition d’une communauté à la suite
de perturbation d’origine naturelle ou causée par l’activité humaine. Au cours
d’une succession de nouvelles espèces colonisent le milieu perturbé en
remplaçant progressivement les anciennes ce qui modifie la structure de la
communauté.
b) Combien y en a-t-il?
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Lesquelles? 1˚) La succession primaire se produit
lorsque des espèces pionnières (premières espèces à s’installer dans un milieu)
colonisent un nouveau milieu. C’est le cas après une éruption volcanique. une
fois la larve refroidie, des bactéries, des mousses et des lichens se reproduisent et
se dispersent rapidement dans le milieu. En s’installant sur la larve, ces espèces
permettent à d’autres espèces, comme des fougères et des herbes, de s’y
développer et ainsi permettent la régénération de la forêt.
2˚) La succession secondaire est un processus de renouvellement de la
communauté qui se produit dans un milieu perturbé mais dont le sol est
relativement épargné. Par exemple, après une tempête ou un incendie, les
conditions d’un milieu se transforment. Il peut y avoir davantage de débris sur le
sol, moins de matières organiques et plus ou moins d’eau. Les espèces les mieux
adaptées peuvent alors se développer, ce qui entraîne la régénération du milieu.
B) La dynamique des écosystèmes, ça se définit?
1) a) De quoi est fait un écosystème? Un écosystème est composé d’une
communauté (le vivant) et d’un milieu (le non-vivant) en contantes interactions
l’un avec l’autre.
Exemples: À l’échelle locale ou régionale, il y a les flaques d’eau, les marais, les
lacs, les troncs d’arbres morts, les îles, etc.
À l’échelle planétaire, il y a d’immenses écosystèmes caractéristiques des régions
climatiques (les biomes) comme la taïga et la forêt tropicale humide.
Enfin, la biosphère regroupe l’ensemble des écosystèmes terrestres et aquatiques
de la planète.
b) Qu’est ce que la dynamique des écosystèmes? La dynamique des
écosystèmes correspond aux échanges de matière et d’énergie entre une
communauté d’organismes vivants et son milieu.
2) a) Qu’est-ce que des relations trophiques? Ce sont l’ensemble des relations
alimentaires entre les organismes vivants d’un écosystème.
b) Combien y a-t-il de niveaux trophiques (ou niveaux alimentaires?
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Lesquelles? Il y a un niveau autotrophe (qui se suffit à lui-même):
1˚) les producteurs sont des organismes vivants à la base de presque toutes les
chaînes alimentaires de la biosphère. Ils captent l’énergie rayonnante du Soleil et,
grâce à la photosynthèse, convertissent de la matière inorganique (CO2, H2O, sels
minéraux) en matière organique. Exemple: végétaux, algues, phytoplancton.
Il y a 2 niveaux hétérotrophes (qui dépendent d’autres niveaux):
2˚) les consommateurs sont des organismes vivants qui se nourrissent d’autres
organismes vivants. Il y en a 3 sortes: les consommateurs primaires qui se
nourrissent exclusivement des producteurs (herbivores, végétariens); les
consommateurs secondaires qui se nourrissent de consommateurs primaires
(carnivores comme les lions, les serpents, etc) et, enfin, les consommateurs
tertiaires se nourrissent de consommateurs secondaires (orques, requins, etc).
3˚) les décomposeurs sont des organismes vivants qui tirent leur énergie de la
décomposition de matière organique morte ou de déchets organiques provenant
d’organismes vivants. Il y a des détritivores qui se nourrissent de détritus (crabe,
vautour, blatte, ver de terre, etc) et des transformateurs qui effectuent une
transformation complète de la matière organique en matière inorganique
(bactéries du sol ou des fonds marins, champignons, etc).
Les omnivores (ours, etc) interagissent avec plusieurs niveaux trophiques.
3) a) Qu’est-ce que la chaîne alimentaire? La chaîne alimentaire est une
représentation des relations trophiques entre différents organismes vivants.
Illustration: livre Synergie, figure 25 p. 377
b) Qu’est-ce qu’un réseau alimentaire? Un réseau alimentaire est un ensemble
de chaînes alimentaires qui sont reliées entre elles en partageant certains
éléments. Exemple dans l’illustration ci-dessous.
Illustration: livre Synergie, figure 26 p. 377
Exercices d’application
1) À quel niveau écologique font référence les énoncés suivantes?
a) Une meute de loups. Une population.
b) Des loups chassant un cheptel de caribous. Une communauté.
c) Un loup solitaire. Un individu.
d) Une meute de loup s’abreuvant dans un lac. Un écosystème.
2) Quelle est la différence entre une communauté et un écosystème? Une
communauté est un ensemble d’organismes vivants tandis qu’un écosystème
est un ensemble d’organismes vivants qui interagissent entre eux et avec les
éléments non vivants de l’espace qu’ils occupent.
3) Pourquoi, dans une chaîne alimentaire, un carnivore ne peut pas être un
consommateur de 1er ordre? Les consommateurs de premier ordre est un
consommateur de végétaux ou de partie de végétaux et les carnivores
consomment d’autres animaux et non des végétaux.
4) À quel niveau trophique appartiennent les détritivores? Pourquoi? Les
détritivores sont des décomposeurs parce qu’ils se nourrissent de déchets d’êtres
vivants et de matières mortes.
5) Voici 4 photos:
Loutre
Tournesol
Mouche
Truite
Quelle chaîne alimentaire peut-on construire à partir de ces 4 organismes
vivants? Quel est le niveau trophique de chacun de ces organismes vivants?
La chaîne alimentaire: Tournesol ------> Mouche ------> Truite ------> Loutre
Le tournesol est un producteur.
La mouche, la truite et la loutre sont des consommateurs.
6) Vrai ou faux? Pourquoi?
a) Lorsqu’un lac gèle, il s’agit d’une perturbation naturelle. VRAI! Cette
perturbation ne dépend d’aucune activité humaine.
b) La chasse et la pêche excessives sont des perturbations humaines des
écosystèmes. VRAI! Si la chasse et la pêche sont exercées de façon excessive cela
peut modifier la dynamique d’un écosystème.
c) Tous les types de perturbations naturelles peuvent survenir au Kébèk. FAUX!
Au Kébèk, certaines perturbations naturelles ne peuvent avoir lieu comme des
irruptions volcaniques, des tempêtes de sables, etc.
d) La succession écologique ne se produit qu’après une perturbation naturelle.
FAUX! Elle peut se produire après une perturbation humaine également.
e) La transformation des forêts en terres agricoles est une perturbation naturelle.
FAUX! C’est l’intervention humaine qui transforme la forêt en terres agricoles.
f) Une inondation à la suite de pluies importantes est une perturbation naturelle.
VRAI! Cette perturbation ne dépend d’aucune activité humaine.
7) Comment s’appellent les relations suivantes?
a) Relation où une espèce en mange une autre pour se nourrir: la prédation
b) Relation indispensable à la survie de 2 espèces. Les lichens sont des exemples
de cette relation entre un champignon et une algue : la symbiose
c) Relation dans laquelle une espèce profite d’une autre sans lui nuire ni lui
apporter aucun bénéfice: Le commensalisme
8) Observez la figure ci-dessous:
a) Lesquels des organismes vivants représentés dans la figure sont:
1˚) des producteurs? Les quenouilles, les nénuphars, le phytoplancton, les
algues.
2˚) des consommateurs? Le raton laveur, la tortue, le martin-pêcheur, les
grenouilles, les perchaudes.
1˚) des décomposeurs? Les insectes détritivores, les bactéries.
b) Donnez une chaîne alimentaire possible:
quenouilles ------> tortue -------> insectes détritivores
phytoplancton ------> perchaudes --------> martin-pêcheur
algues ------> perchaudes -------> raton laveur
c) Si on tente d’établir des liens alimentaires entre tous les organismes du lac,
est-ce qu’on établirait une chaîne alimentaire ou un réseau trophique? Pourquoi?
On établirait un réseau trophique parce qu’on représenterait plusieurs chaînes
alimentaires dans un même milieu.
9) Quelle est la différence entre un détritivore et un transformateur? Tous les 2
sont des décomposeurs sauf qu’un détritivore est un organisme vivant qui se
nourrit seulement de détritus comme les vautours, les crabes, les blattes, les vers
de terre, etc tandis que les transformateurs, comme les champignons, les
bactéries du sol ou des fonds marins, effectuent une transformation complète de
la matière organique en matière inorganique.
C) L’empreinte écologique . . . ça laisse des traces? (STE)
1) a) Qu’est-ce que l’empreinte écologique? L’empreinte écologique correspond
à la surface terrestre et aquatique totale nécessaire à un individu, une
population, un pays, etc pour soutenir son mode de vie.
b) Comment la calcule-t-on? On estime la consommation des ressources par une
population humaine d’après la surface occupée et la surface utilisée pour
produire les ressources et éliminer les déchets.
Son unité est l’hectare par personne (ha/personne) où 1 hectare = 10 000 m2.
Équation:
Empreinte
écologique
d’une
population
=
Surfaces
terrestres et
aquatiques
occupées
par la
population
+
Surfaces
terrestres et
aquatiques
utilisées pour
produire des
ressources pour
la population
+
Surfaces
terrestres et
aquatiques
nécessaires pour
éliminer les
déchets de
la population
2) a) À quoi correspond la capacité biologique de la Terre? La capacité
biologique de la Terre correspond à l’ensemble des surfaces productives de la
planète qui sont exploitables par l’humain = 1,80 ha/personne.
Illustration: livre Synergie, figure 33 p. 382
b) Qu’est-ce que la surexploitation? La surexploitation c’est lorsque l’empreinte
écologique est plus grande que la capacité biologique de la Terre.
Actuellement, l’empreinte écologique moyenne pour toute la planète est estimée à
2,2 ha/personne. C’est donc qu’on a besoin de plus d’une Terre (capacité
biologique = 1,8 ha/personne) pour assurer le mode de vie actuel des humains.
D) L’écotoxicologie . . . ça fait mal? (STE)
1) a) Qu’est-ce que l’écotoxicologie? L’écotoxicologie c’est l’étude des
mécanismes de contamination des écosystèmes et de l’effet de cette
contamination sur les organismes vivants.
b) Comment se fait cette contamination? Cette contamination est due aux
activités humaines qui entraînent le rejet dans l’environnement des milliers de
substances qui perturbent les écosystèmes.
2) a) Qu’est-ce qu’un contaminant? Un contaminant appelé aussi “polluant” est
une substance issue de l’activités humaine qui perturbe les écosystèmes. Il réduit
la qualité de l’air, de l’eau et des sols et peut affecter la santé des organismes
vivants.
b) Combien y a-t-il de catégories de contaminants? Il y a 3 catégories selon la
natures des contaminants
Lesquelles?
1˚) Contaminants chimiques: oxydes de soufre (SO2), oxydes d’azote (NO, NO2)
nitrates (NO3-), phosphates (PO43-), métaux lourds
(Hg, Pb), hydrocarbures (pétroles et ses dérivés) et
produits organiques persistants (POP) (pesticides,
solvants, produits nettoyants).
2˚) Contaminants biologiques: microorganismes, toxines, produites par des
bactéries, matière organique morte.
3˚) Contaminants physiques: contaminants radioactifs (U, Po, particules)
contaminants thermiques (vapeur, eau chaude).
3) a) Qu’est-ce que la toxicité? La toxicité c’est la mesure de la capacité d’un
contaminant de nuire à un être vivant.
b) Qu’est-ce que le seuil de toxicité? Le seuil de toxicité c’est la concentration
minimale d’un contaminant qui cause des effets nuisibles à un organisme vivant.
c) Comment catégorise-t-on la toxicité? Il y a 2 catégories de toxicité:
1˚) toxicité aiguë: les effets nuisibles du contaminant sont immédiats
2˚) toxicité à long terme: les effets nuisibles se produisent longtemps après
l’exposition ou à la suite d,une longue exposition à de faibles concentrations du
contaminant.
d) Qu’est-ce que la dose létale 50 (DL50)? La dose létale 50 (DL50) c’est la dose
de contaminants qui cause la mort de 50 % des individus qui y sont exposés.
Plus la dose létale 50 est faible plus le contaminant est toxique.
4) a) Qu’est-ce que la bioaccumulation? La bioaccumulation c’est l’absorption
d’un contaminant et son accumulation dans les tissus d’un organisme vivant.
Exemple: La contamination des poissons au mercure à Minamata au Jabon.
b) Qu’est-ce que la bioconcentration? La bioconcentration c’est l’absorption
d’un contamination à partir du milieu ambiant et son accumulation à une
concentration supérieure à celle présente dans l’environnement.
c) Qu’est-ce que la bioamplification des contaminants? La bioamplification
des contaminants c’est l’accumulation de contaminants tout au long de la
chaîne alimentaire. La concentration des contaminants augmente à chaque
niveau trophique.
Illustration: (livre Synergie, figure 35 page 384)
Exercices d’application
Lequel des énoncés suivants est exact concernant les empreintes écologiques,
selon l’étude menée par l’Organisation mondiale pour la protection de
l’environnement en 2003?
B
a) L’empreinte écologique des habitants de l’Amérique du Nord n’excède pas la
capacité écologique de la Terre.
b) Si tous les habitants de la Terre consommaient autant que les habitants du
Japon, il faudrait environ 2,5 planètes comme la nôtre pour subvenir à leurs
besoins.
c) En moyenne, dans le monde, l’empreinte écologique des humains n’excède pas
la capacité écologique de la Terre.