Interactions entre les êtres-vivants

Les interactions entre les êtres-vivants
Activité 1 : Les 9 niveaux d’organisation des êtres vivants
Rappel de définitions (Barbault)
Biosphère: système planétaire interne au système solaire, incluant
l'ensemble des êtres
vivants, leurs interrelations et leurs conditions
d'existence. (On parle aussi
d'écosphère).
Ecosystème: subdivision élémentaire de la biosphère constituée d'un
réseau trophique et du
biotope où il se déploie. (appliqué à l'eau, on
parle d'hydrosystème)
Biocénose: ensemble des êtres vivants qui occupent un espace donné
appelé biotope. Elle
est
caractérisée
espèces (spécifique) précise et par des
par
une
composition
en
phénomènes
d'interdépendance.
Biotope: espace caractérisé par des facteurs climatiques, géographiques,
géologiques en
équilibre dynamique, occupé par des organismes
vivants qui vivent en
association spécifique (biocénoses). C'est
la composante non vivante
(abiotique) de l'écosystème.
Biotope + Biocénose =
Ecosystème
∗ Nous allons étudier plusieurs types de relations qui se créent entre
les êtres-vivants d’une communauté.
L’énergie solaire et la matière, stockée par les plantes sous forme de sucres
(cf. Photosynthèse) constituent un potentiel énergétique utilisé pour :
-
une mise en réserve d’éléments dans le sol (Carbone, Azote)
-
entretenir
les
plantes
elles
mêmes
(respiration,
nutrition,
reproduction)
-
nourrir d’autres êtres- vivants, des animaux en général, qui une
fois morts, serviront de nourriture aux plantes.
Ce cycle ou transfert de matières (énergie, matières minérale et organique) à
travers le sol, la flore puis la faune s’appelle
LA CHAÎNE ALIMENTAIRE OU CHAINE
TROPHIQUE.
La forme et le nombre des espèces, mais aussi le nombre de maillons,
dépendra de la qualité et de la quantité de la végétation.
Ex : dans une Forêt Tropicale
 beaucoup d’espèces d’arbres (> 100 sp./ ha)
 beaucoup d’animaux, qq uns gros
 Chaînes alimentaires longues
 environ 22 tonnes de M.S / ha / an
dans un Désert
 peu de végétation et d’animaux, souvent petits
 Chaînes alimentaires courtes
 environ 3 tonnes de M.S / ha / an
I – Chaînes alimentaires et niveaux trophiques
Une chaîne alimentaire est formée d'une suite d'êtres-vivants dont
chacun sert de nourriture au suivant. Nous distinguerons plusieurs niveaux
dans une chaîne alimentaire.
1°) 1er niveau trophique : LES PRODUCTEURS
Ce sont en général des E.V qui fabriquent leur matière organique à
partir d'éléments minéraux. Ils sont donc autotrophes (qui se nourrissent
par eux-mêmes). Ce sont des algues, du plancton, des bactéries ou des
plantes chlorophylliennes qui fabriquent de la matière organique à partir
de matière minérale plus de la lumière (photosynthèse).
2°) 2ème niveau trophique : LES CONSOMMATEURS
Ce sont généralement des animaux hétérotrophes (qui se nourrissent
d’autres êtres- vivants). Ils dépendent de matières organiques accumulées
dans les autres E.V. (eau, sucres, Ac. aminés, matières grasses,
vitamines). On les classe en deux catégories :
a
Consommateurs primaires
Ils se nourrissent principalement de la végétation.
Souris (Rongeurs)  graines
Doryphore (Insectes)  feuilles et racines
Cerf (Ongulés)
 herbe et fruits
Régime alimentaire
HERBIVORE
b Consommateurs secondaires
Ils tuent les consommateurs primaires pour se nourrir.
Hirondelle  Mouches, coccinelles  régime INSECTIVORE
Buse  Serpents, mulots
 régime CARNIVORE
CCL : La relation principale qui existe entre tous les E.V d'une chaîne
alimentaire est une relation de PRÉDATION - NUTRITION, ou encore relation
trophique (alimentaire).
Rem : on peut aussi assimiler un herbivore à un prédateur d’herbes.
Ces prédateurs peuvent aussi devenir des proies pour des superprédateurs. Ils existent aussi des consommateurs secondaires parasites. Ils
vivent au dépend de leurs hôtes mais sans jamais les tuer.
Activité 2 : Trouver une chaîne alimentaire
3°) 3ème niveau trophique : LES DÉCOMPOSEURS
Placés en fin de chaîne alimentaire, ce sont des champignons, des
bactéries, des invertébrés du sol qui se nourrissent des excréments ou des
déchêts, des carcasses des E.V morts appartenant aux deux premiers
niveaux.
Ex : Insectes
Bousiers
Acariens
Diptères, Vers de terre (Lombrics)
Collemboles
Ils vont utiliser la matière organique (M.O) morte, en décomposition
(cadavres, carcasses) pour la transformer en matière minérale. Ce long
processus s’appelle la MINÉRALISATION et permet la formation de l’humus.
Celui-ci sera utilisé à son tour par les Végétaux du 1 er niveau.
Les décomposeurs jouent un rôle important en forêt où les feuilles
sèches ne sont pas consommées par les herbivores.
Activité 3 : les animaux de la litière + Bilan
Taille de la faune en fonction du niveau
Est mangé par
Niveau I
Niveau II
Producteur
Consommateur
I
Rosier
Puceron
Coccinelle
Araignée
Passereau
1m
2 mm
1 cm
3 cm
12 cm
Consommateur II
Rapace
40 cm
CCL : Augmentation de la taille des animaux dans une chaîne alimentaire
Rem : Le phénomène
décomposeurs.
Herbe
Sol (1 m²)
s’inverse
 lapin
60 cm
si
l’on
s’intéresse
 puces
3 mm

lombric
10 cm
aux
parasites
 protozoaire
1 µm

bactéries
100 µm
et
Activité 4 : Le réseau trophique de l’huître
II – Les Réseaux Trophiques
Plusieurs chaînes alimentaires peuvent se superposer et se compléter
pour former un réseau alimentaire ou
RÉSEAU TROPHIQUE.
-
Un herbivore a le choix entre de nombreuses espèces végétales
-
Un canard peut se nourrir indifféremment d’insectes, de vers, de
plancton ou de végétaux selon la saison.
-
Un rapace disposera d’oiseaux ou de petits mammifères
Ceci permet aux espèces prédatrices de survivre si une espèce
disparaît ou vient à manquer à cause du froid, des saisons ou à cause de
l’action de l’homme. Ce dernier à tendance à vouloir trop simplifier les
écosystèmes et donc de fragiliser les réseaux trophiques.
Exercice 1: Identifier des chaines alimentaires
Conclusion
Les régimes alimentaires sont très variés et variables. Toutes les
analyses de régimes alimentaires montrent que les proies peuvent avoir
plusieurs prédateurs et que les prédateurs consomment plusieurs proies.
Les différents régimes alimentaires
Herbivore
Ou
Phytophage
Etres- vivants consommant de l’herbe
Lapin, Vache
Etres- vivants consommant des végétaux
Criquet
Frugivore
E.V consommant des fruits
Chauve souris
Nectarivore
E.V consommant du nectar
Papillons,
Abeilles
Insectivore
E.V consommant des insectes
Carnivore
E.V consommant la viande d’autres
animaux
Chouette
Omnivore
E.V consommant de la matière organique
sous forme végétale et animale
Ours, Renard,
Homme
Chauve souris
Oiseaux
Détritivore
E.V consommant des déchets
Lombric
III - La productivité biologique
Elle représente la quantité de matière vivante élaborée sur une aire
déterminée pour une période de temps donnée. Elle s’exprime en poids sec
de matière vivante déshydratée. On la transpose souvent en équivalent
énergétique exprimé alors en calories.
Cette estimation est souvent longue et difficile car un écosystème est
toujours en état d’équilibre dynamique (constamment réajusté).
1) La productivité primaire (exprimée en tonnes / ha / an)
Ceci représente uniquement la quantité de mat. organiques formée à
partir de mat. minérales par photosynthèse ou chimiosynthèse (dans
les fonds marins par ex.)
Ex : Forêt de pins sylvestres
Forêt de hêtres
Forêt d’épicéas
Pour comparer
Marais à roseaux
Prairie artificielle Trèfle 3 coupes
an
6,5 t mat. sèche / ha / an
8 à 13 t mat. sèche / ha / an
8 à 32 t mat. sèche / ha / an
 25 t mat. sèche / ha / an
 22,4 t mat. sèche / ha /
2) La productivité secondaire
Elle représente la quantité de matière vivante élaborée au niveau
des échelons consommateurs ou décomposeurs. L'efficacité de la
transformation de la matière végétale en biomasse animale est dix fois
supérieure à celle de la photosynthèse.
Autres représentations d’une relation trophique
La pyramide des nombres
ans)
1
4,5
20 000 000
Les producteurs sont toujours les plus nombreux
Enfant (10
Veaux
Plants de
Luzerne
La pyramide des biomasses et/ou du rendement énergétique
480 g
1,045 kg
8,211 kg
Enfant (10 ans)
Veau
Luzerne
Ceci nous amène à la notion de concentration des polluants et des
substances toxiques (herbicides, insecticides, produits ménagers, etc…..)
Exercice 2: Amplification biologique et DDT
IV– Différences entre relations intraspécifiques et interspécifiques
Quand une relation s’établit entre des individus de la même espèce, on
parle de relation intraspécifique. Si une relation ou une association se fait
entre individus d’espèces différentes, on parle de relation interspécifique.
Quand des individus d’une même espèce se regroupent, on parle de
Population.
Il existe différentes formes de vie en groupe :
-
Foule
-
Famille
-
Troupe
Augmentation de l’ordre, de la hiérarchisation
-
Colonie
et de la cohésion dans les tâches
-
Société
Avec cette augmentation de l’organisation au sein des groupes, on
constate une augmentation de la délimitation du territoire. De plus,
l'organisation sociale implique la nécessité de communiquer dans le groupe
et à l'extérieur.
Rem: Langage = Forme de communication impliquant un code et des
moyens d’expression de ce code.
Emissions sonores (auditif), postures, mimiques, intimidation (visuel),
sécrétion de phéromones (olfactif), tactile.
a) Foule
Individus normalement isolés se rassemblant sans relation
d'organisation entre les individus afin d’obtenir des conditions de vies
optimales.
Ex: Grappe d'escargots pour éviter la sécheresse
Cloportes sous une pierre
Nuée d'insectes sous les lampadaires
b) Famille
Relation +- temporaire entre individus, liée à la reproduction et à
l'élevage des jeunes. Principalement chez les Oiseaux et les Mammifères.
Ex: souvent soin unique par la mère (Lionne) mais beaucoup
d'exceptions (Rapaces, Manchot).
c) Troupe
Regroupement d'individus isolés avec reconnaissance individuelle
Ex: le Loup
d) Colonie
Regroupement d’individus pour partager et distribuer les tâches.
Ex: les oiseaux de mers se regroupent pour assurer la protection des
jeunes. Quelques parents font la surveillance quand d'autres vont
pêcher. L'union fait la force contre les prédateurs.
e) Société
Plusieurs caractéristiques de ce regroupement d'individus:
- Coordination et répartition des tâches
- Caste de reproducteurs, travailleurs, défenseurs
- Communication entre individus
-
Respect de la hiérarchie
On rencontre ces sociétés surtout chez les Insectes (Fourmis, Abeilles,
Termites) et les Primates
Cas de relations intraspécifiques chez les végétaux
Cas de semis de radis ou de carotte; éclaircir permet d'augmenter la
croissance des plants.
Effet de l’excrétion racinaire
Fleurit bien
s'étend
Fleurit bien
Fleurit bien
s'étend
Intoxication
racinaire
VI– Différentes relations interspécifiques
1°) la Prédation
C’est une relation entre deux êtres- vivants où l’une des espèces (la proie) est
consommée par l’autre (le prédateur).
Ex :
La lionne va courir après l’antilope
L’étoile de mer écarte les valves de la moule
Le caméléon va saisir les insectes grâce à sa langue.
Chez les Végétaux, il existe aussi des plantes prédatrices ou plantes
carnivores (Népenthes, Dionée, Drosera).
2°) la Compétition
Si une même proie plait à deux prédateurs, on parlera de compétition entre
ses deux prédateurs.
Chouette
Campagnol
Lombric
180 espèces prédatrices
Belette
3°) les Associations
Ex: de la petite douve, du Tenia
a) le Parasitisme
Association où l'un des partenaires provoque un impact négatif sur
l'autre. On parle de relation avec bénéfice unilatéral négatif.
Voir Film Fourmi_Parasite
Ex: Crabe dans la moule, rémora /requin
b) le Commensalisme
Association qui ne présente pas d'inconvénient pour les partenaires
(support, transport = phorésie) mais qui peut devenir parasite si l'un
des deux prolifère.
Ex: Poisson clown / Anémone de mer
c) le Mutualisme
Association à bénéfice réciproque avec une certaine autonomie des
partenaires (chacun rend service à l'autre).
 Film Baobab
Parfois l'un des associés peut devenir dépendant  symbiose
Ex: champignon / orchidées
termites / micro-organismes
d) la Symbiose
Forme particulière du mutualisme où l'association devient permanente
et/ou obligatoire.
Entre végétaux:
Les lichens, association algue (nrj, M.O) / champignon
(eau)
Les orchidées, associations champignon + racines
Entre animaux:
les Ruminants et termites abritent des bactéries, levures,
protozoaires qui favorisent la digestion de la cellulose.
Le pique-bœuf et le héron garde-bœuf (+- symbiose)
Entre Végétaux et Animaux :
Les Légumineuses ont des nodosités sur les racines qui
renferment des bactéries (Rhizobium) fixatrices de l'azote de l'air.
Les Aulnes associent des mycorhizes et nodosités à Rhizobium. Il
est capable grâce à cela de coloniser des sols très pauvres
(dunes)
Ex: la fourmi Pseudomyrmex et l'Acacia cornigera
Barteria
voir
Film
La fourmi assure la protection de la plante contre ses parasites et
ennemis (petit ou gros) ainsi que contre des végétaux compétiteurs. L'arbre
met à disposition des épines creuses servant d'abri et du nectar servant de
nourriture aux fourmis.
Cas de la Trophobiose
Se dit quand une espèce en soigne une autre pour obtenir de la
nourriture,
Fourmi (protection)/ Pucerons (miellat), 20000 fourmis = 100 g de miellat
par jour
Activité 5 : Le rouge gorge
V - Echanges d'informations entre individus
1°) Nature des messages
- Chimique
par ex : Phéromone d'un papillon femelle  mâle
Odeur d'une fleur  Pollinisateur
par ex: Couleur d'une fleur  idem
le poitrail du Rouge-gorge, la roue du Paon
par ex: le chant du Grillon, du Rouge-gorge, du Loup
Brame du Cerf, serpent à sonnette
par ex: Les fourmis ou le tapotement du bec par un
oisillon
- Visuelle
- Sonore
- Tactile
2°) Différentes étapes
On distingue l'émetteur de l'information, l'information par elle-même,
càd le signal, et le récepteur de cette information. Il s'en suivra une ou des
réponses concernant l'émetteur, le récepteur ou bien une cible extérieure à
cette relation.
SIGNAL
Emetteur
Récepteur
Réponse
Extérieur
3°) Différentes réponses
On prendra en compte aussi le monde végétal et animal.
-
Le mouvement = fuite, camouflage, rapprochement de congénères,
déplacement de feuilles.
-
Réponses liées au territoire: Chant, cri, urine
-
Réponses chimiques = liées à la défense : forte odeur (Putois,
Insectes), plante (Poireau, Tomate), acide formique (Fourmi), glue
(Termite)
-
Réponses physiques
piqûre.
=
Combat ou rituel de combat, morsure,
 Ethologie = Science du comportement