COURS de 2nd S

Programme de 2nd S
LEÇON 1 : LA STRUCTURE D’UN ÉCOSYSTÈME (8 heures)
Objectifs de la leçon :
À l’issue de cette leçon, l’élève sera capable de :
 S’informer : Collecter des données à partir d’observations réalisées sur le terrain.
 Raisonner : Analyser et mettre en relation des données écologiques issues de différents
types d'observation et de mesures.
 Synthétiser : Interpréter et caractériser les structures d'un écosystème (peuplement végétal
et animal) et les relations avec les conditions du milieu.
Introduction : Définition d’un écosystème
Un écosystème est une unité fonctionnelle composée d’un milieu de vie (biotope) et de tous
les êtres vivants (biocénose) qui y interagissent. Les relations entre ces êtres vivants et le
milieu sont à la base de l'équilibre écologique. Cette leçon se concentre sur la structure d’un
écosystème, à travers l'étude des peuplements végétaux et animaux ainsi que leur relation
avec les conditions du milieu.
Séquence 1 : Étude du Peuplement d’un Milieu
L'étude du peuplement végétal dans un écosystème est essentielle pour comprendre
l'organisation, la dynamique et les interactions des différentes espèces dans cet
environnement. Cette organisation dépend fortement des conditions écologiques et des
interactions entre les espèces végétales et leur milieu.
Les plantes, en tant que producteurs primaires (c’est-à-dire qu’elles produisent leur propre
nourriture par photosynthèse), jouent un rôle crucial dans la structure et la fonction des
écosystèmes. Leur répartition, tant verticale qu'horizontale, reflète l'adaptation des espèces
aux conditions écologiques spécifiques du milieu.
Notions clés à maîtriser :
1. Organisation verticale
L'organisation verticale de la végétation fait référence à la répartition des plantes en strates
superposées. Chaque strate correspond à un niveau de végétation qui occupe une certaine
hauteur dans l'écosystème. Cette répartition permet aux espèces de maximiser l'utilisation des
ressources disponibles telles que la lumière, l'humidité et les nutriments du sol. Les
principales strates végétales observées dans de nombreux écosystèmes comprennent :
1. Strate herbacée :

o Composée de plantes basses, souvent des graminées, herbes, et petites plantes à
fleurs. Elle se trouve au niveau du sol et joue un rôle dans la couverture du sol, la
protection contre l'érosion et le maintien de l'humidité.
o Exemple : Dans une prairie, la strate herbacée peut inclure des herbes comme le
chiendent ou le pissenlit.
2. Strate arbustive :
o Constituée de petits arbustes et buissons, cette strate est intermédiaire et peut
abriter une grande diversité d'espèces animales. Elle aide à capter la lumière dans les
zones moins ensoleillées.
o Exemple : Dans une forêt tropicale, des arbustes comme les fougères arborescentes
forment cette strate.
3. Strate arborée :
o Constituée d'arbres de grande taille qui dominent l'écosystème et forment une
canopée. Cette strate capte la majeure partie de la lumière solaire et influence
directement les conditions des autres strates.
o Exemple : Les grands arbres comme les baobabs ou les chênes dans une forêt
forment la strate arborée.
Pourquoi cette organisation est-elle importante ?
 Maximisation des ressources : Chaque strate a accès à différentes quantités de lumière, de
nutriments et d'eau. Cette répartition verticale réduit la compétition directe entre espèces
pour les mêmes ressources.
 Biodiversité : L'organisation en strates permet d’accueillir une plus grande variété d'espèces,
car chaque strate peut être occupée par des plantes adaptées à ces conditions spécifiques.
2. Organisation horizontale
L'organisation horizontale concerne la manière dont les plantes sont réparties à la surface de
l'écosystème. Cette répartition dépend des conditions environnementales comme l'humidité
du sol, la topographie, et la disponibilité des nutriments. Dans cette organisation, on distingue
deux types de groupements :
1. Groupement homogène :
o Lorsque des espèces identiques se regroupent dans une même zone. Cela peut se
produire parce que ces espèces ont des besoins similaires en termes de lumière,
d'eau ou de nutriments.
o Exemple : Dans une rizière, on trouve un groupement homogène de plants de riz, car
ils nécessitent les mêmes conditions hydriques.
2. Groupement hétérogène :
o Lorsque des espèces différentes partagent la même zone, elles peuvent avoir des
besoins légèrement différents ou des stratégies de survie complémentaires. Cela
permet de minimiser la compétition entre elles.
o Exemple : Dans une forêt, on peut trouver des arbres, des buissons et des plantes
herbacées partageant la même zone, exploitant chacun différentes ressources du sol
et de la lumière.

3. Peuplement végétal
Le peuplement végétal est l’ensemble des espèces végétales occupant un milieu donné. Il
reflète la composition de la végétation, sa structure, et sa dynamique dans cet écosystème. Le
peuplement est influencé par les conditions abiotiques (climat, sol) et les interactions
biotiques (compétition, symbiose).
4. Aire minimale
L’aire minimale est une notion utilisée dans l’échantillonnage écologique pour déterminer la
plus petite surface d’étude où l’on peut observer toutes les espèces présentes dans un
écosystème donné. Cette notion est essentielle pour les chercheurs qui souhaitent caractériser
la diversité végétale sans avoir à analyser de trop grandes surfaces.
 Méthode de calcul : On mesure la surface à partir de laquelle l’ajout de nouvelles espèces
devient négligeable. En pratique, cela se fait en augmentant progressivement la taille des
échantillons et en notant le nombre d'espèces observées jusqu'à ce que ce nombre se
stabilise.
Exemple :
 Dans une forêt, on peut commencer par observer une parcelle de 1 m² et noter toutes les
espèces présentes. Ensuite, on augmente à 2 m², puis 3 m², jusqu’à ce qu’aucune nouvelle
espèce ne soit ajoutée à la liste.
5. Abondance
L'abondance désigne le nombre total d’individus d'une espèce donnée dans une zone
déterminée. C'est un indicateur de la densité de cette espèce dans l'écosystème et permet de
comprendre si une espèce est rare ou largement répandue.
 Exemple : Si l’on observe 200 plants de maïs sur une parcelle de 1 hectare, l’abondance de
maïs est 200.
6. Dominance
La dominance se réfère à l’espèce qui a une influence prépondérante dans l'écosystème. Cette
influence peut être mesurée par la surface occupée par cette espèce ou par son rôle dans
l’équilibre de l’écosystème (par exemple, en termes d'absorption de ressources ou de
production de biomasse).
 Exemple : Dans une forêt tropicale, une espèce d'arbre dominant comme l'acajou peut
influencer la structure et le développement de l’ensemble de la végétation en captant une
grande partie de la lumière solaire.

7. Fréquence
La fréquence désigne la proportion d'échantillons contenant une espèce donnée par rapport
au nombre total d’échantillons. Elle permet de mesurer la régularité de la distribution d'une
espèce dans l’écosystème.
 Exemple : Si, dans 10 parcelles de 1 m², une espèce est présente dans 8 parcelles, la
fréquence de cette espèce est de 80 %.
8. Densité
La densité est définie comme le nombre d'individus d'une espèce par unité de surface. Cet
indicateur est essentiel pour mesurer la concentration d'une espèce dans une zone donnée et
pour évaluer l’impact de cette espèce sur les autres espèces et les ressources du milieu.
 Exemple : Si l'on compte 50 pieds de baobab sur une superficie de 5 hectares, la densité est
de 10 pieds par hectare.
9. Niche écologique
La niche écologique d'une espèce correspond à son rôle dans l'écosystème. Elle prend en
compte :
 Les conditions environnementales dans lesquelles l'espèce vit (température,
humidité, lumière, etc.).
 Ses interactions avec les autres espèces (compétition, prédation, symbiose).
 Ses besoins alimentaires (autotrophe pour les plantes, hétérotrophe pour les animaux).
 Exemple : Dans une forêt, la niche écologique d’un grand arbre consiste à capter la
lumière en hauteur, tandis que la niche d’une plante herbacée peut être de couvrir le
sol et de réduire l’érosion.
Synthèse du peuplement végétal
L'organisation et la répartition des plantes dans un écosystème reflètent des stratégies
complexes d'adaptation aux ressources disponibles. L'étude du peuplement végétal permet de
mieux comprendre les interactions écologiques entre les espèces et leur environnement. Les
paramètres tels que l'abondance, la dominance, et la niche écologique aident à déterminer le
rôle et l’importance de chaque espèce dans l’écosystème.
Activités pratiques :
1. Activité 1 : Décrire l'organisation verticale des végétaux
o Sur le terrain, les élèves observeront et noteront les différentes strates végétales
dans un écosystème local (forêt, savane, jardin, etc.).

o Ils devront identifier les plantes présentes dans chaque strate et estimer leur
hauteur.
2. Activité 2 : Tracer des graphiques de l’aire minimale, fréquence, etc.
o Les élèves réaliseront un relevé d'échantillons pour déterminer l’aire minimale et
traceront un graphique illustrant la relation entre la surface étudiée et le nombre
d’espèces rencontrées.
o Ils calculeront également la fréquence de différentes espèces en fonction des
échantillons
1.2 Peuplement animal
Le peuplement animal dans un écosystème se réfère à l’ensemble des espèces animales qui
occupent ce milieu et interagissent avec leur environnement. Les animaux, tout comme les
plantes, sont organisés en fonction de leurs niches écologiques et de leurs interactions avec les
autres espèces et les conditions environnementales. Cette distribution est influencée par la
disponibilité des ressources, les conditions climatiques et les interactions interspécifiques
(compétition, prédation, symbiose, etc.).
Notions clés à maîtriser :
1. Organisation verticale des animaux
L'organisation verticale des animaux fait référence à la manière dont les espèces occupent
différentes strates écologiques, en fonction de leurs besoins spécifiques en termes d’habitat,
de nourriture, et de protection. Comme pour les végétaux, il existe des niveaux ou strates
distinctes dans un écosystème, chaque strate offrant des conditions particulières adaptées à
certaines espèces animales.
 Strate supérieure (arbres et canopée) : Cette strate est habitée par les oiseaux, les
primates, certains reptiles (comme les serpents arboricoles), et parfois des insectes
comme les papillons ou les abeilles. Ces animaux profitent de la hauteur pour
échapper aux prédateurs, trouver leur nourriture (fruits, feuilles, insectes) et observer
leur environnement.
o Exemple : Les perroquets vivent dans les arbres pour se nourrir de fruits et utiliser
les branches comme lieux de nidification.
 Strate intermédiaire (broussailles et buissons) : On y trouve des mammifères de
taille moyenne (comme les cerfs, les singes), des oiseaux qui nidifient dans les
buissons, et des insectes tels que les scarabées. Ces animaux se déplacent et s’abritent
dans cette strate pour se protéger des prédateurs et trouver des ressources alimentaires.
o Exemple : Les cerfs se déplacent dans les buissons pour se nourrir des feuilles et
éviter les grands prédateurs.
 Strate inférieure (sol) : C’est la strate habitée par les insectes du sol, les reptiles
(lézards, serpents), les petits mammifères (rongeurs, lapins), et de nombreux
invertébrés (vers de terre, coléoptères). Cette strate est riche en débris organiques et
offre un refuge aux espèces fouisseuses ou aux animaux en quête de nourriture au sol.
o Exemple : Les fourmis, qui vivent et travaillent dans les sols pour construire des
tunnels et collecter de la nourriture.