- zone palustre - zone intertidale

18H00 de cours :
BIO 520 - RÉPARTITION DES POPULATIONS ET DES
COMMUNAUTÉS
POP
Responsables:
Frédéric Ysnel
& Gabrielle
Responsables
: Bernard
Clément
et Thiebault
Frédéric Ysnel
Objectifs
Comprendre les mécanismes de réponse des organismes, des
populations et des communautés biologiques aux contraintes
environnementales.
Pré-requis : aucun
-Ecologie Estran rocheux (tous groupes)
- Communautés de Poissons d’eau douce
-Communautés Oiseaux
-Ecologie végétale
TD/TP/ Stages
-Stratégie d’échantillonnage
-Etude de communautés
- Rapport scientifique
STAGES de 2x2 jours:
- zone palustre
Programme des enseignements théoriques
Structure et organisation spatiale des organismes et des populations
Concepts : niche écologique, partage des ressources, traits d’histoire de
vie, facteurs écologiques-clés
Groupes écologiques, phytosociologie, espèce-clé, attributs vitaux
Hétérogénéité des systèmes écologiques ; Gestion des habitats et des
paysages
Structure et dynamique des écosystèmes
Applications fondamentales à la biologie de la conservation
Modèles biologiques abordés
Végétaux vasculaires
Invertébrés terrestres (Arthropodes)
Faune et Flore intertidale
Oiseaux, Poissons
- zone intertidale
Ecologie des communautés de la zone intertidale rocheuse
• Ecologie = étude scientifique des interactions
entre les organismes vivants et le milieu, et des
organismes vivants entre eux dans les
conditions naturelles. C'est l'étude des
mécanismes et processus qui expliquent la
distribution et l'abondance des organismes.
• Communautés: ensemble d'individus appartenant à plusieurs espèces
et qui occupent un territoire déterminé
et donc susceptibles d'avoir des interactions entre elles.
Typologie des secteurs de l’intertidal rocheux et Distribution spatiale de
la biodiversité:Notion de zonation verticale
Lichens
(intertidal)
10%
30%-40%
« zéro »
des cartes marines
= BM, coef 120
Mollusques Gastéropodes
Balanes
60-70%
90%
(subtidal)
Lignée brune
Infra-littoral supérieur,
inférieur
- Niveau 1, 2, 3…
Une importante diversité ?:
Zone à forte contrainte
Inventaire en cours…
-20 m.
Forêt de Laminaria
(%: durée des immmersions)
Circa-littoral
(proche, lointain…)
«Universalité» de la zonation verticale:
Points importants à retenir:
• la zonation verticale est une constante planétaire (organisation
spatiale des communautés conservée)
• La compréhension des forces et des interactions qui déterminent la
structure de la communauté rocheuse est plus importante que les
classifications locales.
(Hawkins & Raffaelli 1996)
Principaux gradients observés dans les zones
intertidales
1. Gradient vertical de la mer à la terre
Gradient physico-chimique
unidirectionnel de caractère universel
• Facteurs écologiques
On appelle facteur écologique tout élément du milieu qui est
susceptible d'agir directement sur les êtres vivants, en
permanence ou à un moment ou à un autre de leur cycle de
développement.
-Facteurs abiotiques (chimique, climatique)
- Facteurs biotiques (inter-actions entre les espèces)
Facteurs écologiques : loi de Shelford
Activité biologique (Y)
Intervalle de tolérance
Optimum de X pour Y
Zone létale supérieure
Zone de tolérance
Zone de tolérance
Zone létale inférieure
Y max
Facteur écologique (x)
Notion de niche
écologique
La niche d'une espèce est sa probabilité de survie à
l'intérieur d'un hyperespace à n dimensions qui rassemble
la totalité des relations qu'une espèce entretient avec son
habitat et les autres espèces de la communauté.
Position d’un hypervolume-niche hypothétique
dans un espace à trois dimensions
• Quelques facteurs écologiques
abiotiques...pouvant influencer les
successions des communautés
Variables physiques:
•Dessiccation
• Température
. Flux quantique
.stress osmotique
Comment faire face aux conditions de vie changeantes sur l’estran?
Des adaptations comportementales,
Des adaptations physiques,
Des adaptations physiologiques.
1) Des adaptations comportementales
L’importance des crevasses pour le Gastéropode Helcion pectunculus (Afrique du Sud).
La température corporelle des individus s’accentue au cours du temps lorsque ceux-ci se réfugient à l’intérieur
des crevasses . (d’après Little & al. 2009)
Migration des Littorinidés – Littorina saxatilis dans les balanes mortes…
émersion
Actinia fragacea
Actinia equina
Immersion
Actinia fragacea
Homing
Patella vulgata
Dépression =
Meilleure adhésion
(résistance à la dessication
et à la prédation)
Osilinus (Monodonta) lineatus
1
2
2: Si le gastéropode
est retourné, l’opercule
corné ferme la coquille
empêchant ainsi
la perte d’eau.
1: Le pied adhère
sur le substrat et assure
« l’étanchéité » de la
coquille.
Les pontes du Pourpre (Nucella lapillus) dans des microhabitats à forts taux d’humidité
Adaptation physique…
- Gastéropodes d’un estran Australien
La couleur claire des coquilles absorbe
peu l’énergie lumineuse.
Tolérance physiologique
à l’émersion prolongée
Stress hydrique
Stress thermique
1)
Cas des gastéropodes
La résistance aux basses températures hivernales en émersion
invertébrés marins = ectothermes
Point de congélation (freezing point) dépassé= Phase de « super-cooling »
Gel des fluides corporels et formation de cristaux de glace
- Dommages mécaniques aux membranes cellulaires
- Augmentation de la concentration osmotique intra-cellulaire
Une réponse adaptative chez Mytilus…
Contrôler la vitesse de formation de
cristaux extra-cellulaires non invasifs
(petite taille) pour les membranes cellulaires
Action des agents de nucléation
Double effet: - les solutés sont exclus des cristaux
-Augmentation de la concentration osmotique extracellulaire
-- perte d’eau intracellulaire/augmentation de la
concentration osmotique intracellulaire
--- diminution du point de congélation intra-cellulaire !!!
Cristaux de glace
Résistance au froid (gel) chez les mollusques intertidaux
(Ectothermes)
Mécanisme de déshydratation protecteur/ perte de 60% H2O intra-cellulaire
Synthèse d’agents de Nucléation
Acides aminés, (bactéries!)
Cristallisation des
molécules d’eau
extra-cellulaires
induites par l’organisme
Synthèse de
cryoprotecteurs
sucres et Glycerols
(polyols)
Fixation sur les
Cristaux –
Inhibiteurs de croissance
et de recristallisation
Apport de Ca ++ (membranes cellulaires)
Synthèse de
substances
osmorégulatrices
(faibles poids
moléculaires)
Acides aminés
(Alanine)
Evite la « perte » en eau
Au-delà du seuil de 65%
• Conséquences de la résistance au gel
sur la zonation:
% de tissus gelés entraînant la mort
(% léthal pour T° <0°c)
Littorina. saxatilis
L. littorea
82%
L.obtusata
Hinia sp
78.5%
Thais lapillus
66.7%