Introduction à l`écologie

ECOLOGIE EVOLUTION ADAPTATION
INITIATION A L’ECOLOGIE
Cycle d’introduction de 4 cours de A. Meinesz, organisé en deux parties :
• Différentes façons de regrouper les espèces et écosystèmes
• Facteurs agissant sur la répartition des espèces et écosystèmes
INT R ODUCTION
DEFINITION DE L’ECOLOGIE
Il a été défini par un allemand, Ernst Haeckel :
« Par écologie, nous entendons la science des rapports des organismes avec le
monde extérieur, dans lequel nous pouvons reconnaître d’une façon plus large les
facteurs de la lutte pour l’existence. » Ernst Haeckel, 1866
L’écologie est donc le rapport entre le vivant et le milieu extérieur, prenant en compte tous les paramètres de
chacun. On notera que le livre de Darwin a influencé la définition de Haeckel, dans la seconde partie. Cela dit,
Ernst Haeckel a également inventé ou mis à jour la définition de l’écologie politique, en écrivant en 1907 un
livre, « les merveilles de la Vie ». Il faut savoir que les intellectuels allemands, aux alentours de la guerre, ont
été très influencés par les beautés exhalées par la nature.
« Voir naître une réforme politique fondée sur la croissance scientifique des
rapports de l’Homme avec le monde et sur le respect fondamental de la beauté et
de l’ordre de la Nature » Ernst Haeckel, 1907
La première partie est un bis-repetita de la première citation. On retrouve ici le romantisme Allemand sur le
respect fondamental de la nature et de son ordre. De nos jours, le terme d’écologie est galvaudé, et cela n’ira
pas en se limitant, tant les problèmes du futur proche seront importants : l’augmentation démographique et la
croissance globale du niveau de vie vont induire une augmentation considérable des besoins en ressources
fondamentales. L’écologie est le gros problème de demain.
LE REG ROUPEMEN T DES ESPEC ES
DEFINITIONS
BIOGEOGRAPHIE
C’est la répartition géographique des espèces, de la flore et de la faune. On délimite donc des espèces à une
zone géographique. Rien de plus.

CHOROLOGIE
C’est l’étude explicative de la répartition des espèces et des écosystèmes sur la planète. Cela explique les
causes de la répartition.
LES « MEGA-COMPARTIMENTS » OU LA VIE EST PRESENTE SUR NOTRE PLANETE

BIOSPHERE
Ce terme à été défini par Vernadsky en 1926. C’est la région de la planète qui renferme l’ensemble des êtres
vivants et dans laquelle la vie est possible en permanence. C’est donc un concept holistique, global. On divise
cette biosphère en trois compartiments, qui sont :
• L’atmosphère
• L’hydrosphère
• La lithosphère
L’ATMOSPHERE
Elle est définie par des couches gazeuses enveloppant l’hydrosphère et la lithosphère. On peut la diviser en
deux grandes caractéristiques :
• Il y a de grandes fluctuations de températures
• Il y a une certaine composition des gaz
SUBDIVISION THERMIQUE
LA TROPOSPHERE
Elle est limitée par la tropopause. Elle s’arrête à des distances
variables en fonction de la position sur le globe. Ainsi, la
tropopause ne mesure que 7km au niveau des pôles, et 18km
au niveau de l’équateur. Il faut considérer que la couche d’air
permettant la vie est très exigüe. En comparaison, le diamètre
de la Terre est de 6370km.
• Dans cette couche, la température diminue de 0,6°C
tous les 100m.
• Absolument toute l’eau gazeuse se trouve dans la
troposphère. Toute la biosphère que se développe de façon
émergée est en contact et évolue dans la troposphère.
• Aucun organisme n’effectue tout son cycle de vie dans
la troposphère sans être au contact avec le sol.
• Les zones extrêmes sont azoïques, sans vie
eucaryotique visible à l’œil nu. On n’a jamais vu d’oiseaux au
dessus de 7200m d’altitude. Le record atteint par une plante
est détenu par la Stellaria, à 7000m.

SUBDIVISION GAZEUSE
50% de la masse totale de l’atmosphère est située entre 0 et 5000m d’altitude
l’atmosphère est située entre 0 et 16km d’altitude
L’HOMOSPHERE
Dans ces 100 premiers kilomètres de l’atmosphère, la composition des gaz ne change pas
• 78% d’azote
• 21% d’oxygène
• 1% de gaz rares
o 0,95% d’Argon
o
0,05% d’autres gaz
0,038% de CO
0,022% il y a deux siècles
L’HETEROSPHERE
Entre 100 et 1000km d’altitude
•
On n’y trouve que des gaz légers
LA STRATOSPHERE
Limitée par la stratopause.
• La température y
diminue considérablement
entraîne une stratification des gaz de façon très lente.
• La
stratopause se trouve à 40km d’altitude.
• Elle contient la couche d’ozone O
3
, qui permet la limitation du
rayonnement UV.
• Pour anecdote, on a retrouvé
des bactéries vivantes dans cette
couche.
LA MESOSPHERE
Limitée par la mésopause.
• L’altitude supérieure est de 80km
LA THERMOSPHERE
Limitée par la thermopause
•
C’est une couche dans laquelle la température augmente
considérablement, jusqu’à 1000 à 2000°C, expliquant la difficulté de
mettre au point des équipements pour
la traverser.
• C’est là où se consument les météorites
• Elle n’existait pas il y a 3Ga.
50% de la masse totale de l’atmosphère est située entre 0 et 5000m d’altitude
,
90% de la masse totale de
l’atmosphère est située entre 0 et 16km d’altitude
. On peut également la subdiviser en
fonction des gaz
Dans ces 100 premiers kilomètres de l’atmosphère, la composition des gaz ne change pas
0,05% d’autres gaz
0,038% de CO
2
,
0,022% il y a deux siècles
On n’y trouve que des gaz légers
: He, H
2
, N
diminue considérablement
: -100°C, qui
entraîne une stratification des gaz de façon très lente.
stratopause se trouve à 40km d’altitude.
, qui permet la limitation du
des bactéries vivantes dans cette
C’est une couche dans laquelle la température augmente
considérablement, jusqu’à 1000 à 2000°C, expliquant la difficulté de
la traverser.
90% de la masse totale de
fonction des gaz
:
Dans ces 100 premiers kilomètres de l’atmosphère, la composition des gaz ne change pas
:

L’EXOSPHERE
Au dessus de 1000km d’altitude
• La densité de tous les gaz décroît rapidement
L’HYDROSPHERE
C’est un milieu liquide, ayant pour caractéristique principale sa répartition : 70% de la surface de la planète.
97% de cette surface se trouve entre 0 et 6000m de profondeur. Les 3% restants sont les fosses abyssales, les
fosses océaniques. Les plus grandes profondeurs repérées sont dans les fosses des Mariannes, à 11034m. Au-
delà de 10km de profondeur, la vie macroscopique n’existe plus. Le record de plus grande profondeur est une
holothurie, Elpidia, à 10900m.
Dans cette hydrosphère, il faut considérer deux milieux et trois systèmes trophiques indépendants. On rappelle
qu’un système trophique est un système de nourriture (relation prédateurs-proies).
LE PELAGOS
Les animaux n’ont pas besoin du contact du sol marin pour boucler leur cycle de vie, par exemple le plancton
végétal ou animal. La chaîne trophique de ce milieu n’est que photosynthétique.
LE BENTHOS
Ils vivent sur le fond des océans, et ont besoin du contact avec le sol marin pour s’y reposer, se reproduire ou
se nourrir. On y trouve deux chaînes trophiques :
• Une basée sur la photosynthèse, représentant la quasi-intégralité des fonds marins
• Une chimio synthétique, basée sur des bactéries méthanogènes ou sulfurogènes autour desquelles se
développent des organismes animaux s’en nourrissant.
LA LITHOSPHERE
La vie dans la lithosphère connue jusqu’à présent était relative aux 100 premiers mètres. Un biologiste en
accord avec une compagnie pétrolière, a permis la remontée hermétique d’échantillons de lithosphère de
grande profondeur. Il a de cette façon pu retrouver des bactéries à 2000m de profondeur, et jusqu’à 10000m, à
des températures de 120°C.
Sur tous les fonds sédimentaires, vivent des bactéries, surtout des Archées, des chimio-autotrophes. Un autre
chercheur, Tom Gold, a essayé de chiffrer leur quantité : il a estimé le volume des pores d’un fond marin type,
dans lesquels il a estimé le nombre de bactéries s’y trouvant. Il trouve au final une quantité bactérienne telle,
que, sortie de terre, elle pourrait recouvrir les terres émergées sous 1m. Cette vie a été nommée Slime.