La température

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L’écologie
Références :
• LEP, pp.114-139
• Raven, « Biologie », ch.53-54-55
• Cain, « Découvrir la biologie », ch.39-45
• Diaporama, B. Vassilakos
Définition de l’écologie
• Vient du grec « oïkos » = habitat et de « logos » = science
• Science de l’organisation de la nature, de ses mécanismes et de
l’interaction de ses parties.
• L’écologie étudie les interactions entre les organismes d'une part,
et entre les organismes et leur environnement d'autre part.
• L’écologie est étroitement liée à la biologie de l’évolution.
2
Etude de la distribution des organismes
 Quels facteurs limitent l’aire géographique (la distribution) d’une espèce?
 Quels facteurs déterminent son abondance relative?
3
Hiérarchie des différents niveaux écologiques
4
Questions en écologie
Niveau de l’individu
Quelles sont les caractéristiques du sol qui
permettent aux Echinacées de bien se
développer?
5
Questions en écologie
Niveau de la population*
Observe-t-on une croissance ou une
diminution de la population d’Echinacées
d’année en année en Amérique du Nord?
* population : groupe d’individus d’une même espèce qui interagissent librement entre eux
dans un même biotope
6
Questions en écologie
Niveau de la communauté*
Comment les Echinacées interagissent-elles
avec les autres espèces de plantes et avec
les animaux de la prairie?
* communauté : ensemble de populations d’espèces différentes habitant une aire donnée
7
Questions en écologie
Niveau de l’écosystème*
Comment les variations de précipitations
influencent-elles la productivité
photosynthétique dans un écosystème de
prairie?
* écosystème : ensemble que forment, dans une aire donnée, les facteurs abiotiques et la
communauté des espèces
8
Questions en écologie
Niveau du paysage*
Dans quelle mesure la topographie du sol
influence-t-elle la diversité des espèces
trouvées dans ce paysage?
* paysage : ensemble régional d’écosystèmes qui sont en interaction par des échanges
d’énergie, de matière ou d’organismes
9
Questions en écologie
Niveau du biome*
Quelles caractéristiques du
climat déterminent la transition
d'une forêt vers une prairie?
* biome : ensemble d’écosystèmes d’une vaste zone biogéographique. Se caractérise par
des conditions climatiques uniformes déterminant un type dominant de végétation
10
Questions en écologie
Niveau de la biosphère*
Quel est le rôle du biome de la
prairie dans le cycle du
carbone?
* biosphère: Partie de la Terre où on trouve la vie, englobe l’ensemble des écosystèmes.
11
Climats et biomes
Effet du rayonnement solaire sur le climat
 Les rayons solaires parcourent de plus longues distances à travers l’atmosphère aux pôles
 La quantité d’énergie solaire qui atteint la surface de la Terre est propagée sur de plus
grandes surfaces dans les régions polaires
Les régions polaires ne reçoivent que 40% du rayonnement
solaire par rapport aux régions tropicales.
13
L’inclinaison terrestre produit les saisons
14
15
16
17
Les biomes terrestres principaux
18
Principaux facteurs climatiques qui conditionnent la distribution
des organismes : La température et les précipitations
19
Corrélation entre l’altitude et la latitude
1000 mètres de plus en altitude = 900 km de plus au Nord
20
Forêt tropicale (humide + T° élevées)
Amazonie
Sumatra
21
Forêt tempérée (T° et humidité moyennes)
Décidues : à feuilles caduques
Sempervirentes : à feuilles/aiguilles persistantes
22
Steppe ou prairie
(peu humides, T° moyenne)
Mongolie
Dakota du Sud
23
Savane
(T° élevée, peu humide)
Kenya
24
Désert
T° élevée, très peu humide
Ouzbékistan
Australie
25
Taïga
(T° basse, moyennement humide)
Chine
26
Toundra
(T° basses, très peu humide)
Spitzberg
27
Biomes aquatiques
rivière
lac
estuaire
zone humide
zone intertidale
(entre marées)
océan
récif corallien
zone benthique (fond)
28
Les facteurs du milieu qui agissent sur les
organismes
Quels sont les facteurs du milieu qui agissent sur cette grenouille verte?
29
facteurs
abiotiques
facteurs
biotiques
facteurs
biotiques
facteurs
abiotiques
30
Les facteurs abiotiques
• Facteurs climatiques:
–
–
–
–
Température
Lumière
Humidité
Vent
• Facteurs liés au sol (eau):
–
–
–
–
structure et nature du sol
pH
teneur en eau
teneur en divers éléments (NO32-, PO43-, Fe, Ca, …)
31
Les facteurs abiotiques : la température
 Limites viables entre 0°C et 45°C :
• < 0°C : gel de l’eau
• > 45°C : perte d’activité des enzymes métaboliques
 Différence entre animaux homéothermes (température constante) et
poïkilothermes (température variable)
 Un animal poïkilotherme accélère son métabolisme 2x pour une
augmentation de température de 10°C
 Un animal homéotherme maintient sa température constante au
prix d’une grande dépense d’énergie
32
Courbe de tolérance à la température
A. Poïkilotherme
B. Homéotherme
33
Les facteurs abiotiques : la température
Tortue luth ( Dermochelys coriacea
)
La différenciation sexuelle des gonades est influencée par la température
du sable pendant l'incubation des oeufs.
Température > 29,5°C
Température < 29,5°C
=> surtout des femelles
=> surtout des mâles
34
Les facteurs abiotiques : la température
Drosophile ( Drosophila melanogaster )
La vitesse de son développement varie avec la température.
Le développement dure:
 41 jours à 19,5°C
 20 jours à 20°C
 12 jours à 24°C
35
Les facteurs abiotiques : la température
Adaptation du manchot au froid:
 Plumes isolantes
 Graisse sous-cutanée
 Échangeur thermique à contre-courant
 Couleur noire du dos
 Formation de groupes
36
Les facteurs abiotiques : la température
Loi de Bergmann: Dans un groupe taxonomique, les espèces qui vivent aux plus hautes
latitudes sont plus grandes que celles qui vivent dans les zones tempérées, lesquelles sont plus
grandes que celles qui vivent dans les régions plus proches des tropiques ou de l'équateur
Explication : le rapport volume / surface est meilleur
37
Les facteurs abiotiques : la température
Loi d’Allen : chez les animaux homéothermes, les appendices corporels sont plus petits
dans les régions froides (perte de chaleur)
38
Les facteurs abiotiques : l’eau
Adaptation à la sécheresse du Scarabée noir (Onymacris unguicularis)
)
39
Les facteurs abiotiques : l’eau
Adaptation à la sécheresse du rat-kangourou (Dipodomys sp.)
 Passe la journée dans un terrier
 Urine concentrée et fèces sèches
 90% de ses besoins en eau sont assurés
par l'eau métabolique*. Les 10% restant
proviennent des graines qu'il consomme
*Produite par la respiration cellulaire
40
Les facteurs abiotiques : l’eau
Adaptation à la sécheresse du
Cactus Saguaro ( Carnegia gigantea)
 Forme massive pour stocker l’eau
 Racines de surface très étendues
41
Les facteurs abiotiques : la lumière
Les plantes influencent
la distribution verticale
de la luminosité
42
Les facteurs abiotiques : la lumière
 La quantité de lumière
diminue avec la profondeur de
l’eau
 La quantité de lumière varie
aussi avec la turbidité de l’eau
43
Les facteurs abiotiques : la lumière
Relation entre l’assimilation du CO2 (photosynthèse) et l’intensité de la lumière dans
l’eau, illustrant:
 le point de compensation, auquel la photosynthèse est à l’équilibre avec la respiration
 le point de saturation, au-delà duquel de la lumière additionnelle n’augmentera pas la
photosynthèse
44
Autres facteurs abiotiques : pH et minéraux
Certaines plantes montrent une dépendance particulièrement forte à un facteur:
Ce sont des plantes indicatrices.
45
Facteurs limitants
 Dans un milieu donné, le facteur environnemental le plus
contraignant s'appelle facteur limitant
 C'est de lui dont dépend l'abondance d'une espèce
 Ainsi, « le produit d'une récolte est limité par le nutriment dont
le sol manque le plus » Liebig, 1862
46
Les facteurs biotiques
Interactions avec les autres êtres vivants
d’un écosystème
Relations interspécifiques
 Le mutualisme (symbiose) : les deux espèces qui interagissent sont
bénéficiaires (+/+)
 Le commensalisme : Une espèce est bénéficiaire, sans qu’elle ne nuise
à l’autre (+/0)
 Le parasitisme : Une espèce vit sur ou dans une autre espèce, à laquelle
elle nuit (+/-)
 La relation consommateur/victime (prédateur/proie) : Une
espèce est bénéficiaire, au dépens de l’autre à laquelle elle nuit (+/-)
 La concurrence : deux espèces sont en compétition pour une même
ressource (-/-)
48
Exemple de mutualisme (+/+)
La pollinisation
Pollinisation
49
Exemple de mutualisme (+/+)
Poisson-clown et Anémone de mer
50
Exemple de mutualisme (+/+)
Élevage de pucerons par des fourmis:
 les fourmis protègent les pucerons
 les pucerons donnent aux fourmis leur
miellat
Acacias et fourmis
 l’acacias fournit gîte et nourriture
 les fourmis défendent l’arbre contre
les envahisseurs
51
Le lichen : symbiose entre une algue verte et un champignon
52
Exemple de Commensalisme (+/0)
Requin et poisson pilote
53
Exemple de Commensalisme (+/0)
Les plantes épiphytes prennent une autre plante comme support, sans lui nuire
Plantes épiphytes
54
Exemple de Commensalisme (+/0)
Vautours suivant les grands prédateurs
55
Relation consommateur / victime (+/-)
Le parasitisme
Le gui
Le coucou
56
Exemples de parasitisme (+/-)
Virus de la grippe H1N1
Le taenia
Plasmodium(a) et anophèle(b),
qui transmettent la malaria
57
Les relations de prédation (+/-)
 La prédation exerce une forte pression évolutive sur les populations de
proies
 apparition de mécanismes de défenses chez les proies
 apparition d’adaptations opposées chez les prédateurs
 course à l’armement en « coévolution »
58
L’extinction de la proie entraîne
l’extinction du prédateur
La proie peut échapper au prédateur,
celui-ci disparaît
59
Mimétisme batésien: seul le papillon monarque
est toxique pour ses prédateurs
60
Défense chimique des proies contre la prédation
Les grenouilles dendrobates sont extrêmement venimeuses pour les vertébrés. Elles
annoncent la couleur!
61
Coloration défensive des proies
62
Défense des plantes contre les herbivores
 Défenses morphologiques : épines, poils collants, dépôt de silice
 Défenses chimiques (toxicité)
63
Défense par le nombre
64
Défense par le nombre
65
La compétition interspécifique ( - / - )
66
Notion de niche écologique
Définitions:
 Place et rôle occupés par une espèce au sein d’un écosystème, définis par
son mode de vie et ses relations avec les autres espèces
 Utilisation globale qu’une espèce fait des ressources biotiques et
abiotiques de son milieu
 Si les ressources sont limitées : deux espèces ne peuvent cohabiter dans
une communauté si leurs niches écologiques sont identiques.
 C’est le principe de Gause (1935) : principe de l’exclusion compétitive
67
Niches écologiques
 Ces espèces de lézards se partagent leur habitat:
(a) canopée, (b) branches périphériques, (c) base du tronc, (d) plages herbeuses
 Si deux espèces occupent la même partie de l’arbre, elles se nourriront d’insectes
différents
68
Effet de la compétition sur les niches écologiques d’espèces
Cain, ch.42, p.680
Chtalamus stellatus ne peut vivre
dans les parties basses du littoral
qu’en absence de Balanus
balanoides.
69
Expérience de compétition en laboratoire, chez les diatomées (protistes, algues vertes)
70
L’écologie des populations
Une population est un groupe d’individus de la
même espèce vivant dans une aire géographique
donnée à un moment précis
Peuvent interagir les uns avec les autres
L’écologie des populations
… a pour tâche de mesurer les variations de taille et de
composition des populations et de déterminer les causes
écologiques de ces variations.
 Caractéristiques des populations
- Densité
- Distribution
 Facteurs démographiques
 Variation de la taille des populations
- Modèle exponentiel
- Modèle logistique
 Régulation des populations
Référence : Campbell, chapitre 52
Mesure de la densité d’une population
 Comptage de tous les individus : souvent impossible
 Echantillonnage : p.ex nombre de tiges / hectare
 Indicateurs indirects : nids, traces, terriers, excréments
73
Mesure de la densité d’une population
 Captures / recaptures (animaux) :
– Cages et filets sont disposés dans l’aire de distribution de la population
étudiée
– Les animaux capturés sont marqués et relâchés
– Un temps d’attente est laissé et les filets replacés
– La proportion d’animaux marqués à la seconde capture représente la
proportion d’animaux marqués dans la population entière.
ex. Lièvre d’Amérique
Capture 1 : 50 ind. sont marqués
Capture 2 : 100 ind. capturés
10 portent des étiquettes (10%)
10 % de la population est marqué
Donc 500 individus dans la population TOTALE
74
La distribution d’une espèce
 est déterminée par:
 L’histoire (p.ex. dérive continentale)
 La présence d’un habitat approprié (biotique et abiotique)
 La dispersion
75
La distribution d’une espèce
 change au cours du temps suite à:
 La migration
 Le changement de climat
 Le gain/perte de l’habitat approprié (influence humaine)
76
Facteurs démographiques* influençant la taille
d’une population
1. La répartition par sexe
2. La structure d’âge
(espèces polygames/monogames)
(pyramide d’âge)
3. Le taux de survie d’une espèce
4. Le cycle biologique
* Démographie : étude statistique de la variation de taille d’une population dans le temps et
77
des facteurs qui l’influencent.
1. La répartition par sexe
• Espèce polygame  1 mâle  beaucoup de femelles
- Croissance plus grande si:
nb. femelles
>
nb. mâles
• Espèce monogame  1 mâle  1 femelle
- Croissance plus grande si:
nb. femelles
=
nb. mâles
78
natalité
Taille de la population
immigration
Taille de la
population
émigration
mortalité
 natalité et immigration ajoutent des
individus à la population
 mortalité et émigration retranchent
79
des individus à la population
Accroissement d’une population
La croissance démographique est grande lorsque:
 La taille des portées est grande.
 Le nombre de fécondations est grand.
 Le temps de génération est court.
80
Modèle de croissance exponentielle (courbe en J)
Exemple de croissance exponentielle
81
Accroissement de la population humaine
82
Accroissement d’une population :
modèle logistique
 Le modèle logistique intègre la notion de capacité limite du milieu :
Nombre maximal d’individus d’une population qui peuvent
vivre dans un milieu, sans dégradation de l’habitat
 Le taux d’accroissement diminue lorsqu’on s’approche de la capacité
limite du milieu
.
Culture de paramécie avec
des conditions constantes
83
Accroissement d’une population:
Les facteurs limitants sont de deux types:
 dépendants de la densité:
-
quantité de nourriture
détérioration de l’habitat
territoires insuffisants
prédateurs et parasites
maladies contagieuses
agissent
quand densité
 Indépendants de la densité:
- perturbations naturelles : incendies de forêt, inondations
- évènements météo : sécheresse, hiver rigoureux
- polluants environnementaux : DDT
84
85
Accroissement d’une population :
confrontation du modèle logistique avec la réalité
86
Régulation de la taille d’une population
Lois de Volterra
87
Régulation de la taille d’une population
Lois de Volterra
 Le prédateur n’attaque qu’une espèce de proies, qui ne sont chassées par une seule
espèce de prédateurs
 L’augmentation des proies
augmentation des prédateurs diminution des proies
diminution des prédateurs
augmentation des proies…..
88
Régulation de la taille d’une population
Lois de Volterra
Les moyennes restent stables au cours du temps
89
Communautés et écosystèmes
Qu’est-ce qu’une
communauté?
Des communautés plus petites
(microcommunautés) peuvent
s’installer dans des
communautés plus grandes
Communauté : association de populations d’espèces différentes qui
vivent suffisamment proches dans une même aire géographique
91
Structure des écosystèmes
Ecosystème = biotope* + communauté**
* Biotope = milieu défini par des facteurs spécifiques (climats, sols)
** Communauté = ensemble des organismes vivant dans un biotope
espace vital
= biotope
communauté vivante
écosystème simple
92
Un petit aquarium simplement organisé montre les constituants fondamentaux d’un écosystème
Ecologie des communautés
• Compétition, prédation, mutualisme, commensalisme lient les
populations d’une communauté
• Les espèces clés et les espèces dominantes ont une grande
importance dans la structure d’une communauté
• La structure d’une communauté est déterminée de haut en bas par
la prédation et de bas en haut par les nutriments
• La plupart des communautés vivent un déséquilibre dû aux
perturbations, souvent d’origine humaine
93
Les communautés se caractérisent par
• Leur richesse spécifique, c’est-à-dire leur nombre d’espèces
différentes = biodiversité
• L’abondance relative entre leurs espèces
communauté 1
A : 80% B : 5 % C : 5 % D : 10%
La communauté 2 est plus diversifiée que la 1
communauté 2
A : 25% B : 25 % C : 25 % D : 25%
94
La biodiversité
• Diversité au niveau :
 des écosystèmes : forêts, eaux, prairies…
 des espèces : animales, végétales, bactéries…
 des gènes à l’intérieur d’une espèce, naturelle ou cultivée
95
Biodiversité sur trois niveaux : écosystèmes, espèces, gènes
96
Menaces sur la biodiversité
• 25 à 30% des espèces animales et végétales
pourraient disparaître avant la fin du XXIème
siècle
• 1 amphibien sur 3, 1 mammifère sur 4 et 1
oiseau sur 8 sont menacés de disparition
97
Augmentation de la population
humaine
Destruction des
milieux naturels
Pollution
Augmentation de la
consommation des
ressources
Menaces sur la
biodiversité
Réchauffement
climatique
Surexploitation de
nombreuses espèces
Introduction d’espèces
envahisseuses
98
Menace sur la biodiversité : les espèces
envahisseuses
Buddleia, arbre à papillon
Pigeon biset
Ecrevisse américaine
Tortue de Floride
99
Menace sur la biodiversité : les espèces
envahisseuses
Berce du Caucase
Poisson rouge
Ambroisie
Grenouille rieuse
100
Menace sur la biodiversité : les espèces
envahisseuses
Frelon asiatique
Ibis sacrés en Bretagne
Perche du Nil
Caulerpa
taxifolia
101
La biodiversité est essentielle pour
 L’environnement en général:
 La production d’air respirable
 Un climat stabilisé par les puits de carbone (marais, sols, forêts)
 L’accélération du cycle de l’eau (évaporation des plantes)
 Le recyclage de la matière végétale morte
102
La biodiversité est essentielle pour
 notre santé:
 La production de médicaments
 L’effet délassant d’une nature variée
 L’absorption et l’épuration de polluants
103
La biodiversité est essentielle pour
 notre alimentation:
 Toute notre nourriture et celle des animaux domestiques
 Formation et stabilisation de sols fertiles
 Lutte biologique contre les parasites
 Pollinisation des cultures
104
La biodiversité est essentielle pour
 notre économie et notre sécurité:
 Paysages naturels à valeur touristique
 Stabilisation des sols
 Stockage de l’eau dans les écosystèmes (protection contre les crues)
 Rempart contre les espèces envahisseuses
105
A Genève, efforts pour favoriser la biodiversité:
• Entretien et rajeunissement des forêts, création de lisières et
clairières
• Renaturation de marais et de rivières
• Conservation de variétés de fruits et légumes, vergers hautes tiges
• 10% des surfaces agricoles maintenues en prairies, haies et
jachères, corridors biologiques.
• Charte des jardins
• Lutte contre les espèces envahisseuses
• Prairies sèches sur les talus routiers
106
107
Chaînes alimentaires et réseaux trophiques
chaîne terrestre
chaîne marine
108
Espèces clés ou espèces pivots
Espèces qui, sans être majoritaires, ont une influence
prépondérante sur la composition et l’équilibre d’une communauté
Exemple : les castors, en construisant des barrages et en transformant les eaux courantes en
étangs, créent de nouveaux habitats pour de nombreuses espèces animales et végétales109
Importance des
espèces clés
110
Espèce-clé : espèce dont le rôle écologique est central
Dans ce cas la prédation, par l’étoile de mer, réduit la compétition
111
Chaîne alimentaire avant
l’arrivée des épaulards
Chaîne alimentaire après
l’arrivée des épaulards112
Les communautés changent avec le temps
• La succession écologique : substitution des espèces les unes
par les autres
• Jusqu’à atteindre éventuellement le climax : étape
relativement stable
• Une communauté climacique est alors à l’équilibre…
... jusqu’à la prochaine perturbation.
113
Les communautés changent avec le temps
Succession écologique primaire : a lieu dans un habitat nouvellement
créé (moraine glaciaire, île volcanique)
 Les espèces pionnières facilitent l’apparition des espèces plus tardives en leur rendant le
milieu plus favorable (sol plus fertile).
114
 Elles peuvent aussi inhiber l’établissement d’espèces.
La succession écologique secondaire
• Lorsque la communauté subit des perturbations extérieures
Le temps nécessaire à la restauration peut varier de quelques années à plusieurs
115
décennies ou siècles.
Des perturbations modérées peuvent aussi
augmenter la richesse spécifique d’une
communauté
La chute d’un seul arbre a créé une petite clairière
éclairée dans la forêt ombrophile tropicale du
Malawi.
Ces clairières jouent un rôle essentiel en
maintenant une grande diversité spécifique . Dans
ce cas un bananier peut émerger du feuillage
dense de la forêt.
116
Les communautés ne récupèrent pas toujours
après une perturbation
La surexploitation des pâturages par le bétail peut
transformer les prairies en déserts
117
Figure 43.6 Les communautés ne récupèrent pas toujours après une
perturbation
(a) La basse forêt pluvieuse indonésienne, photographiée en 1980. (b) En 1982, cette forêt
pluvieuse a brûlé. Comme cela est évident sur cette photographie de 1985, trois ans après
l’incendie peu d’arbres sont restés en vie. (c) Un deuxième incendie a eu lieu en 1998, il a
éliminé les arbres restants en convertissant la forêt pluvieuse précédente en prairie
dominée par une espèce d’herbe introduite.
118
Fonctionnement des
écosystèmes :
Les cycles biogéochimiques et
les flux d’énergie
120
Les cycles biogéochimiques:
 les nutriments circulent entre les organismes et
l’environnement:
• prélevés par producteurs
• transférés aux consommateurs
• restitués à l’environnement par les
décomposeurs
 l’énergie circule dans une seule direction
et n’est pas recyclée, elle sera perdue en
chaleur
121
Le cycle de l’eau
 Toute vie dépend de l’eau
 L’eau constitue la plus grande partie des êtres vivants
122
Le cycle de l’eau
123
Le cycle de l’eau
 Dans une forêt dense, 90% de l’humidité est captée par les
plantes, puis renvoyée dans l’air par transpiration
Les plantes créent leur propre pluie
 Déforestation
L’eau s’écoule vers la mer
au lieu de former des nuages
et de retomber vers la forêt
désertification
Dans les années 1970, ces pentes d’Equateur portaient
une forêt très productive …
124
Le cycle du carbone
 Carbone = base de toutes les
molécules organiques
 Source de carbone : le CO2 de
l’atmosphère et dissout dans les océans
 Seuls les organismes autotrophes*
peuvent convertir le CO2 en sucres, grâce
à la photosynthèse.
125
*Végétaux, algues vertes, cyanobactéries…
Qu’est-ce que la photosynthèse?
énergie lumineuse
gaz
carbonique
eau
glucose
dioxygène
126
Photosynthèse et transports dans les végétaux
CO2
O2
lumière
H2O
sucres
L’évaporation de l’eau par les feuilles
induira la montée de la sève brute
jusqu’en haut de la plante: un arbre
peut évaporer plusieurs tonnes d’eau
par jour.
sucres
H2O
sels
minéraux
127
Les organismes vivants utilisent les sucres produits lors de la photosynthèse pour:
 produire toutes les molécules dont ils ont besoin
 produire de l’énergie chimique (ATP) grâce à la respiration cellulaire et la
fermentation
lumière
photosynthèse dans
les chloroplastes
CO2 + H2O
Sucres + O2
mitochondries
respiration dans
les mitochondries
énergie chimique
chaleur
128
Le cycle global du carbone (en milliards de tonnes de carbone par année)
Livre biologie LEP p.138
129
Augmentation de la concentration de CO2 et
réchauffement climatique (effet de serre)
130
Conséquence du réchauffement climatique
Répartition du papillon Pararge aegeria en 1915-1939 (en noir) et en 1970-1997 131
(en bleu).
Le cycle de l’azote
132
(a) Les chercheurs firent construire des
barrages et des déversoirs en béton en travers
des ruisseaux qui drainaient les bassinsversants de Hubbard Brook. Ils purent ainsi
mesurer les sorties d’eau et de nutriments
minéraux
60% eau de pluie/neige ressort par ruisseau
Pertes minimes en minéraux
(b) Les chercheurs déboisèrent complètement
un bassin-versant pour étudier les effets de la
coupe à blanc sur le drainage et le cycle des
nutriments
Ruissellement augmente de 30-40%
Calcium dans le ruisseau x 4
Phosphate dans le ruisseau x15
133
Pertes de nitrate dans le ruisseau x 60 !
Eau du ruisseau impropre à la consommation
La végétation elle-même régule et retient les nutriments
134
Effet d’un excès d’azote dans une prairie
135
Le cycle du phosphore
136
L’eutrophisation des cours d’eau est due à une concentration excessive de phosphate et
de nitrate/nitrite, relâchés par les stations d’épurations et par l’agriculture.
Conséquences :
 stimulation excessive de la croissance du phytoplancton et des algues
 manque d’oxygène suite à la décomposition de ces algues par des bactéries aérobies
 Mort des poissons et autres animaux aquatiques
137
Le cycle du soufre
138
Le rejet de SO2 dans l’atmosphère provoque des pluies acides
Dans l’atmosphère, le SO2 est dissout dans l’eau et forme du
139
H2SO4, et les oxydes d’azote forment du H2NO3
Les pluies acides
140
Les flux d’énergie dans les écosystèmes
 Les producteurs (autotrophes) se procurent l’énergie à partir du
soleil (photosynthèse)
 Les consommateurs (hétérotrophes) acquièrent leur énergie en
consommant d’autres êtres vivants
 Les décomposeurs font partie des consommateurs
141
142
Fèces,
urine,
Mue
(50%)
Respiration
Cellulaire
(33%)
Croissance (biomasse nouvelle, 17%)
Un organisme hétérotrophe ne convertit qu’une petite partie de sa nourriture en
143
biomasse nouvelle
Les chaînes alimentaires ont
rarement plus de 3-4 niveaux
trophiques
Une pyramide écologique idéale :
 environ 10% en moyenne de l’énergie à chaque niveau trophique est transféré
au niveau trophique suivant
 Cette figure montre l’énergie disponible à chaque niveau trophique pour
144
chaque 1’000’000 de joules provenant du soleil
Cette pyramide des nombres représente un champ de pâturin des prés du
Michigan. Trois super carnivores seulement peuvent vivre dans cet écosystème
qui repose sur la productivité de près de 6oooooo.de plantes
145
Végétarien ou carnivore?
100 Kg de céréales
10 Kg de viande
1 Kg de muscle humain
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