5.3.1 Les populations

L’écologie des
communautés
G1.1 et 1.2– Limitation de la distribution

Plusieurs facteurs abiotiques limitent la
répartition des espèces de plantes.
La température
 L’eau
 La lumière
 La pH du sol
 La salinité
 Les nutriments minéraux
Campbell pp. 1179
G1.1 et 1.2– Limitation de la distribution

La température
Limite les processus biologiques (enzymes)
 Les cellules se brisent en gelant (sauf exception)
 Les protéines commencent à se dénaturer à 45
celcius (ex: cuisson d’un œuf)
 L’endothermie permet aux mammifères et aux
oiseaux d’étendre leurs distribution géographique.
 Certaines adaptations extraordinaires permettent
par exemple aux bactérie thermophiles de vivre à de
hautes températures (plus de 80 celcius)

G1.1 et 1.2– Limitation de la distribution

L’eau
Toutes les fonctions essentielles à la vie se font en
milieu aqueux.
 L’osmorégulation limite la distribution des
organismes dulcicoles (eau douce) et marins.
 Les organismes terrestres doivent « apporter » une
provision d’eau avec eux et ils combattent
constamment la déshydratation.
 Certaines adaptations ou comportements
permettent aux plantes (cactus) et aux animaux
(chameau) de coloniser des endroits désertiques.

G1.1 et 1.2– Limitation de la distribution

La lumière
Source de l’énergie qui entre dans presque tous les
écosystèmes
 Limite directement la distribution des végétaux et
indirectement celle des autres organismes.
 Il y a une forte compétition pour avoir accès à plus
de lumière chez les autotrophes (pionnières,
épiphytes…)
 Dans l’eau 45% du rouge et 2% du bleu sont
absorbés à chaque mètre.

G1.1 et 1.2– Limitation de la distribution

La lumière
La photopériode sert de signal de déclenchement
pour beaucoup de comportements journaliers
(migration du zooplancton) et annuels (hivernation,
hibernation, reproduction et floraison)
 Zone euphotique et aphotique (p. 1187)

G1.1 et 1.2– Limitation de la distribution

Le pH du sol
Une faible variation de l’acidité du sol favorise
certaines espèces au détriment de d’autres. Comme
pour les animaux les végétaux ont évolués et leurs
protéines enzymatiques sont optimisées pour
certaines conditions.
 L’épisode des pluies acides des années 80 en
Amérique du Nord est un bon exemple.
 Au niveau dulcicole une variation du pH peut
détruire la base d’un écosystème car les capacités
de tampon sont faibles.

G1.1 et 1.2– Limitation de la distribution

La salinité

La capacité des pompes osmotiques des parois
cellulaires des organismes est limitée. Le passage
de l’eau douce à l’eau salée (espèces anadromes
(saumon) et catadromes (anguille)) nécessite de
grandes adaptations.
G1.1 et 1.2– Limitation de la distribution

Les nutriments

Certains milieux comme les forêts tropicales sont
riches en matières organiques en décomposition
alors que le sol de la Toundra limite les espèces qui
peuvent s’y implanter… il y a un lien avec la
température.
G1.1 et 1.2– Limitation de la distribution

Les principaux facteurs abiotiques qui limitent
la distribution des espèces (température,
précipitation, lumière et vent (accrois l’effet de
la température) sont regroupés dans un concept
simple… le climat!

Saisons (variation de la lumière p. 1182)

Brassage des lacs (p.1185)
Moussons (régimes de pluie p. 1183)
 Vents (alizés) (p. 1183)

G.2.11– Limitation de la distribution

Description des principaux biomes pp. 11881197
G1.1 et 1.2– Limitation de la distribution

Au niveau des populations il y a trois grands
patrons de distribution que l’on peut retrouver:
Répartition
groupée
(grappes)
Répartition
uniforme
Répartition
aléatoire
G1.3– Méthode du quadrat



Il arrive que l’on veuille évaluer la présence
d’une espèce végétale ou animale sessile
(invertébrés) dans un milieu.
Il est souvent impossible d’effectuer un
recensement complet pour des raisons de
temps, d’énergie ou de temps.
On utilise alors des échantillons et deux
méthodes qui peuvent être utilisées sont le
quadrat et le transect.
G1.3– Méthode du quadrat

Le quadrat permet de délimiter un secteur à
l’aide d’une ficelle ou d’un cadre rigide et d’y
estimer le nombre ou la couverture végétale des
espèces présentes.
http://www.fihoq.qc.ca/03-Organismes-nuisibles_figures.pdf
G1.3– Méthode du quadrat

La superficie, la forme des quadrats ainsi que le
nombre à utiliser dépendent du type de
végétation à l’étude.
Pour la taille il faut s’assurer d’avoir un grand
nombre de plantes tout en s’assurant de pouvoir
séparer les individus, les compter et les mesurer
une seule fois et sans omission.
 Dans une zone d’herbacées par exemple on suggère
d’utiliser des quadrats de 0,5 à 2 m2.

G1.3– Méthode du quadrat

Les emplacements des quadrats peuvent être
déterminés:
aléatoirement, ce qui permet d’effectuer une étude
statistique. On construit une grille où chaque
quadrat potentiel est numéroté et on utilise une
table de nombres aléatoires (par exemple)
ATTENTION… lancer un cadre par dessus son
épaule n’est pas une méthode aléatoire.. Même si on
a les yeux fermés!
 De façon systématique le long d’un transect, ce qui
est facile à utiliser et permet de mesurer l’effet d’un
facteur environnemental.

G1.3– Méthode du quadrat

La superficie, la forme des quadrats ainsi que le
nombre à utiliser dépendent du type de
végétation à l’étude.

Pour la taille il faut s’assurer d’avoir un grand
nombre de plantes tout en s’assurant de pouvoir
séparer les individus, les compter et les mesurer
une seule fois et sans omission.
G1.3– Méthode du quadrant

La méthode du quadrat peut être combinée à la
méthode du point pour devenir la méthode du
quadrant.
d1
d2
d4
d3
D=
1____
( ∑d/ # d)2
G1.3– Méthode du quadrat



Mise en pratique: Comparaison du recouvrement des
mauvaises herbes au Carrefour et à la maison.
Il vous faut déterminer le pourcentage de recouvrement
des espèces énumérées ci-haut et présenter les
résultats sous forme de tableau (respecter les
consignes du guide des sciences expérimentales p. 82)
Dans le cas qui nous occupe vous devrez déterminer
l’erreur expérimentale en comparant les résultats des
membres de l’équipe:
(grande valeur – petite valeur) = incertitude de l’expérimentateur
2
G1.3– Méthode du quadrat

Espèces cibles:
Chiendent – Ce qu’on utilise pour gazonner.
G1.3– Méthode du quadrat

Espèces cibles:
Plantain majeur
G1.3– Méthode du quadrat

Espèces cibles:
Pissenlit
G1.3– Méthode du quadrat

Espèces cibles:
Trèfle blanc
G1.3– Méthode du quadrat

Espèces cibles:
Lierre terrestre
G1.4– Méthode du transect

C’est un très long rectangle souvent placé entre
deux points le long d’un gradient
environnemental.

En se déplaçant le long du transect on note toutes
les espèces présentes à l’intérieur de la distance
que l’on a déterminée à l’avance.
Cette distance varie
A
B
G1.4– Méthode du transect


Les transects sont utiles pour les espèces à
faible densité ou pour les gros organismes…
comme les arbres dans une forêt.
On peut utiliser la photographie aérienne et la
combiner au transect ou au quadrat selon la
nature de l’espèce étudiée.
G1.1 et 1.2– Limitation de la distribution

Description des biomes pp. 1188-1197
G1.5 – La niche écologique


La niche écologique représente l’utilisation
globale des ressources abiotiques et biotiques
du milieu par une espèce.
Selon Eugene Odum: «Si l’habitat d’un
organisme représente son adresse alors sa
niche est sa profession.»
G1.5 – La niche écologique

La niche écologique d’un lézard arboricole
tropical devrait inclure une description de:
L’intervalle de température qu’il tolère;
 Ses besoins en eau (interne et/ou externe);
 La taille des branches ou il se perche;
 Le moment de la journée où il s’active;
 Ses comportements reproducteurs;
 La taille et les espèces de proies préférées.

G1.6 – Relations interspécifiques

Compétition: Lorsque deux espèces tentent de
s’approprier la même ressource limitée:
Un sapin et une fougère pour la lumière;
 Les mauvaises herbes avec les légumes du jardin;
 Les sauterelles et les bisons des prairies;
 Le lynx du Canada et le renard roux pour le lièvre
d’Amérique.


Pour parler de compétition il faut que la
limitation de la ressource cause un préjudice à
une ou aux deux espèces.
G1.6 – Relations interspécifiques


La prédation: C’est une relation où une espèce
(le prédateur) tue et dévore l’autre espèce.
Dans la relation de prédation il y a une pression
évolutive pour les prédateur de repérer et de
capturer plus efficacement leur proie
(embuscade, chasse en meute…) alors que pour
la proie la pression est pour se cacher et/ou
s’échapper plus efficacement du prédateur.
(homochromie, coloration d’avertissement,
mimétisme batésien et müllérien)
G1.6 – Relations interspécifiques

Exemples de prédation:

X mange Y….
G1.6 – Relations interspécifiques


L’herbivorisme: Relation où un herbivore se
nourrit d’une partie d’une plante ou d’une algue.
Dans cette relation l’herbivore est avantagé
alors que la plante est désavantagée.


Ex: vache, escargot, buccin commun, oursin vert…
Dans cette relation la plante ne peut pas fuir
mais certaines plantes développent des
stratégies pour éviter ou diminuer le broutage:
(saveur désagréable, épine,
G1.6 – Relations interspécifiques

Le parasitisme: C’est une relation symbiotique
où un organisme, le parasite, se nourrit au
dépens de son hôte et lui porte préjudice.
Les endoparasites vivent à l’intérieur de leur hôte
comme le ver solitaire (Toenia solium) et certains
planaires comme Plasmodium qui est responsable
du paludisme.
 Les ectoparasites vivent sur leur hôte comme les
puces, les tiques…
 Les parasitoïdes pondent leurs œufs dans un hôte
vivant qui finira comme nourriture pour les larves.

G1.6 – Relations interspécifiques

Le mutualisme: Une relation interspécifique qui
profite aux deux organismes.
Ex. p 1262 (fourmis porte-aiguillon et les acacias
d’Amérique Centrale et du Sud.
 Les bactéries qui fixent l’azote dans les racines des
Légumineuses.
 La digestion de la cellulose par des
microorganismes dans l’intestin des termites et des
ruminants…

G1.6 – Relations interspécifiques

Le commensalisme: Relation où une espèce
tire avantage de l’autre sans lui nuire.
Les balanes qui vivent sur la peau des baleines;
 Les plantes épiphytes sur les arbres;
 Les buffles d’Asie et les hérons garde-bœuf (p. 1262
de Campbell)

G1.7 – Exclusion compétitive (Gause)


Il arrive qu’une espèce utilise la ressource plus
efficacement qu’une autre, améliorant ainsi son
potentiel reproducteur, ce qui peut conduire à
l’élimination d’une des deux espèces à moyen
ou long terme.
Ex: Paramecium aurelia et Paramecium
caudatum. (Campbell p. 1258)
G1.8 – Exclusion et types de niches



Selon cette théorie deux espèce ne peuvent
coexister si leurs niches se recoupent.
Plutôt que de compétitioner jusqu’à l’élimination
d’une des deux espèces on observe souvent un
rétrécissement des niches. Les individus vont
exploiter une partie seulement des ressources
auxquelles ils ont accès. Leur niche réalisée
sera différente de leur niche fondamentale.
Exemple de Chthalamus et Balanus p. 1258
G1.7 – Exclusion compétitive (Gause)

Dressons le portrait des avantages et des
inconvénients des diverses relations
interspécifiques…
G1.8 – La biomasse


La masse sèche de matière organique de tous
les individus s’une population, d’un habitat ou
d’un écosystème.
On peut mesurer la biomasse de diverses
façons comme par exemple…
G1.8 – La biomasse
1.
2.
3.
On peut récolter l’ensemble de la biomasse
dans une parcelle d’échantillon à l’étude
(quadrat), faire sécher et peser.
On peut sélectionner quelques individus au
hasard, les récolter, sécher, calculer la masse
moyenne d’un individus et multiplier par le
nombre d’individus dans la parcelle à l’étude.
On peut utiliser une mesure indirecte comme
la taille de individus. On peut alors procéder
par échantillonnage et calculs comme au #2.
G1.8 – La biomasse

Est-ce que l’évaluation de la biomasse par
prélèvement ou la détermination de la niche
fondamentale par retrait d’une espèce sont
des méthodes qui respectent les normes
d’éthique? Oui? Non? Pourquoi? Alternatives?
G- général


Que sont des espèces invasives?
Devrait-on s’inquiéter? Intervenir?
5.3 Les populations





Comment évoluent les populations animales
ou végétales dans une communauté?
Quels facteurs influencent ces changements?
Comment représenter ces changements et
cette évolution graphiquement.
Comment peut-on évaluer une population?
Blablabla…
5.3.1 Les populations


La population est un groupe d’individus de la
même espèce qui vivent dans une région
précise à un moment précis.
La population humaine, même si on doit se
considérer comme un animal sera traité à la
fin car elle déroge à plusieurs points que nous
allons traiter ici.
5.3.1 Les populations

Pour comprendre les facteurs qui influencent
les populations nous devons premièrement
comprendre comment évolue une population
qui n’est soumise à aucune contrainte comme
la prédation, la nourriture, la maladie, l’abris,
l’accès à d’autres individus pour la
reproduction…
5.3.1 Les populations
Immigration et naissances
Taille de la population
Émigration et mortalité
Effet de
rétroaction à
long terme: les
individus une
fois matures
vont aussi se
reproduire
5.3.1 Les populations


En écologie des population les mouvements
migratoires sont habituellement considérés
comme négligeables et ne sont pas pris en
compte.
On obtient alors
∆N = B –D
∆t
Où
N = taille de la population
t = période de temps
B = nombre de
naissances
D = nombre de décès
5.3.1 Les populations


Il est plus pratique de convertir les nombres
de naissances et de mortalités en taux
(fluctuation par unité de temps)
On obtient alors
∆N = bN –dN
∆t
Où
N = taille de la population
t = période de temps
b = taux de naissances
d = taux de décès
5.3.1 Les populations


Encore une fois il est plus pratique de parler
de taux de croissance (r) au lieu de
naissances et de mortalités…
On obtient alors
∆N = rN
∆t
Où
N = taille de la population
t = période de temps
r = taux de croissance
*** Le taux de croissance
peut être +, - ou nul…
5.3.1 Les populations

Sans limitations le graphique de l’évolution de
la population a une forme exponentielle.
Courbe exponentielle…
p 36 du guide de révision
5.3.1 Les populations

Les deux facteurs qui peuvent expliquer un
changement rapide dans la taille d’une
population sont :


Le nombre d’individus qui peuvent se reproduire
Le taux d’accroissement de la population
5.3.1 Les populations


Le potentiel biotique (r max) représente la
croissance naturelle d’une population dans un milieu
non-limité (abondance de nourriture, pas de limite de
territoire, pas de prédateurs, de parasites, de
maladies..)
Le potentiel biotique dépend de (entre autres)




Du # de descendants / accouplement (de 1 à plusieurs
millions – stratégie r ou k)
Des chances de survie à maturité
Du potentiel de reproduction de chaque individu
(fréquence de reproduction selon la gestation)
L’âge de la maturité (sexuelle – pas le permis de
conduire…)
5.3.1 Les populations

Les deux facteurs qui peuvent expliquer un
changement rapide dans la croissance d’une
population sont :


Le nombre d’individus qui peuvent se reproduire
Le taux d’accroissement de la population
5.3.1 Les populations

Heureusement, aucune population (connue)
n’atteint son potentiel biotique.

Ex: La truie




Mature à 9 mois
Produit 2 portées par an
Moyenne de 4 femelles / portée… qui se reproduiront
dans 9 mois!
Théoriquement on pourrait obtenir 2200 porcs en
seulement 3 ans!... Avec seulement une truie (et un
mâle) au départ!
5.3.1 Les populations

Heureusement, aucune population (connue)
n’atteint son potentiel biotique.

Ex: Escherichia coli (une bactérie)


Se reproduit par fission binaire (cellule mère donne 2
cellules filles)
Peut se reproduire toute les 20 minutes






t0 = 1 bactérie
t 1 =20 minutes = 2 bactéries
t 2 =40 minutes = 4 bactéries
t =36 heures = une couceh de 30 cm recouvre la Terre
t =48 heures = masse de bactéries = masse de la Terre
t t = = N0 Rt = (1) (2)t bactéries
5.3.1 Les populations

La croissance exponentielle (courbe en J)
n’étant pas un modèle représentatif sauf dans
le cas où une espèce envahissante pourrait
coloniser un nouveau milieu par exemple,
nous obtenons presque toujours une courbe
logistique de croissance où une population
maximale va être atteinte en même temps
qu’un fragile équilibre entre tous les facteurs
qui peuvent influencer les naissances et la
mortalité.
5.3.1 Les populations


Les écologistes utilisent le terme capacité de support
du milieu (capacité limite du milieu), qui est
représenté par la lettre K pour représenter le nombre
maximal d’individus d’une population qui peuvent
vivre dans un milieu pendant une période donnée
sans dégradation de l’habitat.
K varie dans le temps et dans l’espace en fonction de
la variation des ressources (énergie, abris, refuges,
sites de reproduction (nidification…).

Par exemple le K d’une population de chauve-souris
pourrait être plus faible en présence d’une même quantité
d’insectes si il y a moins de cavernes pour le repos.
5.3.1 Les populations
Campbell p. 1242
5.3.1 Les populations
Campbell p. 1243
5.3.1 Les populations
Équilibre
Décélération
Inflexion
Accélération
Campbell p. 1243
5.3.1 Les populations

Jusqu’à quel point le modèle logistique
représente-t-il ce qui se passe dans la réalité?
5.3.1 Les populations


Les populations sont régulées par une
interaction complexe d’influences biotiques et
abiotiques.
Lesquels?
5.3.1 Les populations


Les populations sont régulées par une
interaction complexe d’influences biotiques et
abiotiques.
Lesquels?

Densité de population





Compétition
Territorialité
Santé
Prédation
Influence humaine
5.3.1 Les populations

Exemples classiques de dynamique des
populations.



Orignaux de l’île Royale
Lièvre d’Amérique et Lynx du Canada
Aborigènes de l’ile de Pâques
5.3 Les populations





Comment évoluent les populations animales
ou végétales dans une communauté?
Quels facteurs influencent ses changements?
Comment représenter ces changements et
cette évolution graphiquement.
Comment peut-on évaluer une population?
Blablabla…