influence exercée par le biotope sur la biocénose

• L'Ecologie est la science des relations
des êtres vivants avec leur milieu;
c'est-à-dire qu'elle vise à établir des
lois qui règlent leurs rapports, à la fois
avec leur environnement abiotique et
avec les organismes vivants.
En écologie, une unité importante est la biocénose;
elle correspond à une communauté d'êtres vivants
qui habitent une portion du paysage et sont adaptés
aux conditions de ce milieu.
Biotope - Milieu biologique déterminé offrant des
conditions d'habitat stables à un ensemble d'espèces
animales ou végétales (biocénose).
• L'ensemble formé par le biotope et la
biocénose constitue l'écosystème.
Le terme écosystème peut être appliqué à
des unités d'étendue très variables (tronc
d'arbre mort ou forêt, étang ou océan,...)
Toute biocénose est fonction de son biotope, et réciproquement le
biotope est influencé par la biocénose :
- influence exercée par le biotope sur la biocénose. Il s'agit de la
température, de la nature du sol, etc., responsables de l'adaptation, du
maintien, de la sélection ou de la régulation des espèces.
influence exercée par la biocénose sur son biotope. Elle se
manifeste par la destruction, l'édification ou la modification de celui-ci
(ex. tassement du sol sous l'effet du pâturage, aération du sol par les
lombrics, fixation des dunes par les oyats).
• Les notions de série et de climax
• Selon la terminologie écologique, chacun des stades de
développement d'un écosystème est appelé un stade
séral. Les êtres vivants qui colonisent un substrat
dénudé (milieu à l'origine non peuplé) sont qualifiés
d'organismes pionniers. Ils appartiennent aux premiers
stades de l'évolution.
• Au sein de l'écosystème considéré, la succession des
biocénoses (ou série) se termine par un stade
relativement stable (à l'échelle humaine), en équilibre
avec le milieu inorganique : LE CLIMAX.
• Par opposition aux séries évolutives
progressives, aboutissant à un climax, il
existe également des séries évolutives
régressives. Ce type d'évolution résulte
souvent de phénomènes naturels à
caractère "catastrophique" : modification
climatique brusque, intempéries,
incendies, ou d'actions anthropiques
(pâturage excessif d'ovins, exploitation
forestière abusive).
Les pyramides de biomasse
P1
C1
C2
C3
D
En principe, la biomasse des niveaux trophiques diminue lorsque le niveau augmente
La pyramide des biomasses n’est pas représentative de la qualité
alimentaire des niveaux trophiques. En convertissant les biomasses en
valeurs énergétiques (kJ), la représentation devient qualitative
Rendement photosynthétique: pourcentage de l’énergie
de radiation incidente converti en production primaire nette
pendant la phase de croissance; il est de l’ordre de 1à 2 %!
Qu’advient il des 98-99%?
-réflexion sur la surface foliaire, dissipation sous la forme de chaleur ( transpiration
foliaire, métabolisme entre autres)
Rendement écologique: également appelé rendement de
la chaîne alimentaire;
c’est le pourcentage d’énergie transféré d’un niveau
trophique au suivant.
Transfert d’énergie d’un niveau trophique au suivant
Ingestion
Evacuation
R*
Digestion et assimilation
Energie
disponible
pour les
détritivores
Respiration
Energie utilisée pour
réaliser un travail ou
perdue sous forme de
chaleur
Excretion
Croissance et reproduction
Mort
R**
Energie disponible pour les consommateurs
R*: rendement d’assimilation= assimilation/ingestion
C’est la proportion d’énergie consommée qui est assimilée
Quelques remarques:
- La plupart des herbivores assimilent 30à 40% de l’énergie contenue dans leur
alimentation
- Les mille pattes et autres organismes qui vivent dans le bois en décomposition
n’assimilent que 15%
- Les rendements d’assimilation des espèces prédatrices sont bons 70 à 90%
Insectivores 70% Carnivores 90%
R**: rendement de production = production/ingestion
- Les animaux à sang chaud montrent des rendements de production assez bas:
Une partie importante de l’énergie est utilisée pour le maintien de la température
corporelle
- les animaux à sang froid ( espèces aquatiques en particulier ) ont un rendement
de production plus élevé
Les biomes terrestres
Les biomes et leurs productivités
Facteurs biotiques
• 1. L'effet de groupe existe chez de nombreuses espèces animales
(insectes,
mammifères). Il comprend l'ensemble des
modifications qui interviennent dans le comportement des animaux
de la même espèce lorsqu'ils sont groupés par deux ou plus de
deux. Une conséquence principale en est l'accélération souvent
importante de la vitesse de croissance des individus dans la
population. L'effet de groupe se manifeste chez de nombreuses
espèces qui ne peuvent se reproduire normalement et survivre que
lorsqu'elles sont représentées par un nombre suffisant d'individus au
sein d'un même groupe. Il correspond à des phénomènes
considérés comme favorables à l'ensemble de la population.
• Exemple : certaines espèces d'ongulés sociaux requièrent un
nombre d'individus suffisamment élevé. Ainsi, dans une population
de rennes, pour un effectif inférieur à 350 individus, la survie du
troupeau est sérieusement compromise.
Facteurs biotiques
• 2. L'effet de masse désigne au contraire les effets liés
au surpeuplement. Il peut se traduire par une diminution
de la fécondité (par exemple chez certains rongeurs) ,
des troubles physiologiques, des comportements
aberrants comme le cannibalisme à l'égard des oeufs ou
des jeunes. Les causes sont le plus souvent la limitation
de la quantité de nourriture disponible ou le manque
d'espace.
• Exemple : le cas des Goélands argentés. Dans certaines
colonies à forte densité d'individus (Pays-Bas), il se
produit des phénomènes de cannibalisme à l'égard des
nichées.
Facteurs biotiques
• 3. La compétition intraspécifique
• La compétition est la concurrence s'exerçant entre plusieurs
organismes lorsque la somme de leurs demandes en nourriture, en
certains éléments minéraux, en eau, en sources énergétiques, en
espace libre, etc., est supérieure à ce qui est réellement disponible.
• Exemple : dans un semis naturel d'épicéas, sur un terrain
relativement homogène, une grande majorité des graines germent
et donnent naissance à des plantules, cependant quelques unes
d'entre elles seulement deviendront des arbres; les autres moins
compétitives seront supplantées ou étouffées par les individus
dominants.
• La compétition n'est pas exclusivement du domaine des relations
intraspécifiques, elle peut également exister entre des individus
d'espèces différentes.
Situation de compétition intraspécifique entre mouettes rieuses
Les barges rousses non impliquées dans le conflit
Facteurs biotiques
•
La compétition interspécifique
•
Les principes de base sont identiques à ceux du phénomène de compétition
intraspécifique, mais ils s'adressent à des individus d'espèces différentes.
•
Chez les animaux, elle se manifeste principalement par la concurrence visà-vis des sources de nourriture. La compétition est d'autant plus forte que
les comportements alimentaires sont proches.
•
Un cas typique de compétition interspécifique a été observé lors de
l'introduction du renard en Australie. Le renard ayant un régime alimentaire
très éclectique est entré directement en compétition alimentaire avec un
mammifère marsupial prédateur. Bénéficiant d'une capacité de
reproduction élevée et d'une grande plasticité écologique, au bout de
quelques années, le renard a fini par supplanter le prédateur indigène.
Facteurs biotiques
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•
La prédation
Le prédateur est un organisme libre qui recherche une nourriture vivante; il tue sa proie pour s'en nourrir.
•
Cette relation de type antagoniste entraîne à court terme la disparition de l'un des deux individus; seul le prédateur
en tire bénéfice.
Les prédateurs peuvent être classés en plusieurs ordres, selon le niveau trophique des organismes qu’ils
consomment.
Un prédateur peut subsister aux dépens d'une ou plusieurs espèces.
•
•
On distingue :
- des espèces polyphages : se nourrissant de nombreuses espèces animales ou végétales (ex. le renard).
•
•
- des espèces monophages : vivent aux dépens d'un seul animal ou d'une seule plante.
La monophagie est rare chez les vertébrés. Même chez certains prédateurs spécialisés comme la Bondrée apivore
qui se nourrit presque exclusivement d'Hyménoptères (frelons, guêpes, abeilles), la règle n’est pas absolue (elle
consomme également des Batraciens, des Rongeurs, etc.).
•
Un exemple de monophage des plus stricts cité dans tous les précis d'écologie est le milan des Everglades en
Floride; il vit exclusivement aux dépens d'une seule proie (un escargot ).
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=Les prédateurs jouent un rôle important dans l'équilibre biologique; ils ont une action limitante ou
régulatrice sur les populations des espèces proies.
Un prédateur de Rotifères ( x 1000 MO)
Sans commentaire
Relation prédateur/proie
Chaque cycle dure à peu près 10 ans et les cycles sont très synchrones
Durée del’association
Probabilité de mort
Diversité interactions ressources- consommateurs
Facteurs biotiques
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Le parasitisme
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La distinction entre "parasitisme" et "prédation" n'est pas toujours
évidente. En fait, les parasites et les prédateurs s'échelonnent le long d'un
gradient plus ou moins continu, depuis les bactéries et les virus
microscopiques qui vivent dans les tissus de l'hôte, en passant par les
ectoparasites (poux suceurs), jusqu'aux grands félins de la savane.
Généralement, le terme parasite est employé lorsque l'organisme
"exploiteur" est petit et qu'il vit (sur) ou (dans) l'hôte qui sert alors de source
d'énergie et d'habitat.
Certains parasites sont inféodés à des hôtes bien particuliers. Cette
spécificité de l'hôte existe dans un grand nombre de cas. L'espèce parasite
ne peut alors vivre qu'aux dépens d'une espèce ou d'un petit nombre
d'espèces apparentées. (monophagie).
Les cas de parasitisme sont nombreux tant dans le monde animal que
végétal : poux parasitant l'homme; larves d'insectes vivant dans les galles,
"mousse" du poisson; Mildiou de la vigne ou de la pomme de terre, etc.
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La sacculine parasite du crabe
Facteurs biotiques
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Le commensalisme
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C'est la relation entre deux individus d'espèces différentes dont l'un profite
de l'autre (source de nourriture, support) sans toutefois lui nuire ou lui
apporter un quelconque avantage.
Chez les animaux, on peut citer les insectes qui peuplent les terriers de
mammifères. Ces insectes recherchent, dans les gîtes, un microclimat
particulier (température, humidité) et une source de nourriture qui peut
provenir des reliefs des repas de l'hôte ou de ses excréments. Dans les
terriers des marmottes des Alpes, on a pu recenser rien que pour les
coléoptères plus d'une centaine d'espèces.
Un autre cas typique de commensalisme est celui d'un crabe minuscule
(Pinnotheres pisum) vivant à l'intérieur des moules. Installé sous le
manteau du mollusque, près des branchies, il se nourrit des matières
nutritives qui filtrent au travers des lamelles branchiales.
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Pour les végétaux, on parlera rarement de commensalisme. Dans ce
type de rapports, on parlera plutôt d'épiphytisme.
Poisson pilote et requin géant
Facteurs biotiques
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La symbiose ou mutualisme
Il y a mutualisme si l'association des deux êtres vivants entraîne des bénéfices réciproques. Un
des cas les plus connus est celui des lichens où une algue (le plus souvent une Chlorophycée)
est associée avec un champignon (un Ascomycète chez la quasi totalité des lichens
européens). Selon la théorie de la symbiose mutualiste, l'algue fournirait au champignon les
glucides élaborés par la photosynthèse; en échange, le champignon assurerait l'hébergement de
l'algue, la protègerait contre la dessication et lui procurerait l'eau et les sels minéraux qu'il puise
dans le substrat.
Dans le monde animal, l'association entre une anémone de mer et le bernard l'ermite offre
également un exemple typique de mutualisme. L'anémone, fixée sur la coquille du mollusque
habitée par le bernard l'ermite, est véhiculée dans des endroits divers, ce qui lui permet d'être
plus abondamment nourrie. Elle peut également se nourrir des débris de proies de son hôte. Le
crustacé, du fait de la présence de l'anémone, bénéficie d'une immunité contre ses prédateurs
naturels. Grâce à ses tentacules munis de cnidoblastes urticants (cellules particulières des
tentacules de l'anémone de mer lui permettant de paralyser ses proies. Ces cellules sont munies
d'un filament épineux enduit d'un liquide urticant, il peut se dévaginer et s'implanter dans le corps
de la proie), l'anémone protège le bernard l'ermite en chassant ses éventuels prédateurs.
Dans le même ordre d'idées, les bactéries cellulolytiques (qui dégradent la cellulose) qui vivent
dans le système digestif des ruminants leur permettent d'assimiler la cellulose des végétaux.
Le corail: une symbiose algue Cnidaire
Croissance de plants de tomates
en fonction de l’amendement P et de
la présence ou pas d’un champignon
Un exemple de symbiose: les mycorhizes
Stratégies
reproductrices
Répartition des êtres vivants et
facteurs et biotope: un exemple
Ethologie = étude du comportement animal
Le sens restreint et moderne donné au mot éthologie
fait référence à une science plus récente : il s'agit de
l'étude objective et scientifique des comportements
animaux. Elle est notamment inspirée par les travaux
de Konrad Lorenz (1903-1989) et Nikolaas Tinbergen
(1907-1988) dans la première moitié du XXe siècle.
Comportement: actions accomplies
par un organisme en réponse à des
stimuli
• Comportement inné
Le comportement agressif de l’Epinoche
Le mâle attaque tous les congénères qui entrent dans son territoire. Des
expériences réalisées à l’aide de leurres montrent que c’est la couleur
rouge qui déclenche l’attaque
Tâche rouge du Goéland argenté
• Il existe une part d’inné dans les
comportements animaux mais la majorité
des biologistes s’accorde à dire que tout
comportement résulte d’influences
génétiques et environnementales
L’habituation est une forme élémentaire d’apprentissage
L'hydre d'eau douce est incapable d'apprendre par conditionnements.
On constate cependant que, par habituation, cet animal cesse de se
contracter s'il est trop souvent dérangé par les courants.
• Conditionnement
Au début du XXe siècle, Ivan Pavlov effectuait une recherche sur la salivation
des chiens pour un programme de recherches sur la digestion. Pour ce faire, il
pratiquait une incision dans la joue d’un chien et y insérait un tuyau qui
récoltait la salive produite par la glande salivaire de l’animal. Ensuite, il mettait
de la viande en poudre dans la gueule du chien et observait l’effet.
Il remarqua qu’un chien qui revenait dans le laboratoire de recherches après
plusieurs fois, se mettait à saliver avant même qu’on le nourrisse. Le chien
salivait à voir simplement la pièce, le plat où on mettait la nourriture, la
personne qui la lui donnait ou encore à sentir l’odeur de la viande.
Pavlov vit dans ce phénomène la base de l’apprentissage et désigna ce
phénomène par le nom de réflexe conditionnel (ou conditionné) ou réflexe de
Pavlov. Par la suite, il se pencha sur cette découverte le reste de sa vie. Il
élabora ainsi tout le concept du conditionnement répondant (qui ne fut appelé
ainsi qu’à partir de Skinner).
Dans sa deuxième expérience sur le sujet, il présenta de la nourriture à un
autre chien. Cette fois, le SI était la nourriture qui provoquait toujours la
salivation du chien (RI). Conséquemment, Pavlov commença à faire sonner
une cloche (SN) chaque fois qu’il se préparait à lui servir son repas. Après peu
de temps, il réalisa que le chien salivait (RI ⇒ RC) dès qu’il entendait la cloche
(SN ⇒ SC) et ce, même dans un cas où il ne lui apportait pas la nourriture.
• Nature des signaux intervenant dans la
communication interindividus au sein
d’une espèce:
• Visuels (danse des abeilles)
• chimiques (phéromones)
• Tactiles (tapotements d’antennes)
Travaux de Von Frisch sur les abeilles
La danse frétillante. La danseuse frétille et émet des sons au milieu du 8 puis
revient alternativement par la droite et par la gauche. Quatre réceptrices
observent la danse. Dans la réalité, les réceptrices seraient plus nombreuses.
Béhaviourisme
Ethologie objectiviste
Objectif
Etude objective des comportements
observables dans des conditions
contrôlées
Description du monde animal d’un
point de vue évolutif à partir des
comportements
Origine
Psychologie
Zoologie
Comportements étudiés
Réponses simples associées aux stimuli
environnementaux (schéma S–R)
Les comportements complexes s’établissent
par association de comportements simples
Comportements complexes ou
instinctifs, qui sont des activités
spécifiques
L’organisme est une boîte noire, les
mécanismes internes ne sont pas
étudiés
Les mécanismes internes sont étudiés
Conditions d’étude
Conditions standardisées au
laboratoire.
Individu un peu sous alimenté
(motivation), manipulé par
l’expérimentateur
Conditions naturelles d’étude
Individu dans son groupe social (si c’est
le cas), pas ou peu d’intervention de
l’expérimentateur
Espèces étudiées
D’abord diverses espèces
Puis seulement quelques de référence
(rat, pigeon)
Toutes les espèces, mais certains
groupes zoologiques sont privilégiés
(insectes solitaires, poissons, oiseaux)
Apports majeurs
Bonnes connaissances des mécanismes
d’adaptation immédiate
Loi de l’apprentissage
Mécanismes proches et ultimes à la base
de comportements adaptatifs
spécifiques
Approche comparative dans un cadre
évolutionniste
Quelques comportements animaux
• Parade nuptiale d’araignées
• Trophallaxie chez les fourmis
• Epinoche et son nid