Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Ecologie générale, Auto-écologie, Ecologie des écosystèmes, Ecologie des…
-
Auto-écologie
-
Facteur écologique : tout élément du milieu de vie susceptible d'agir directement sur les êtres vivants, durant au moins une partie de leur développement. Ils agissent à différents niveaux d'organisation spatiales et temporelles.
-
Facteurs biotiques : liés aux interactions au sein de la biocénose (compétition, prédation, parasitisme, mutualisme...)
Interactions biotiques : influences quie les êtres vivants exercent les uns les autres dans un milieu.
Mutualisme (coopération ou symbiose) : espèce A positif et espèce B positif. Interaction à bénéfice réciproque entre organismes.
Symbiose : association durable/ constante, obligatoire et spécifique entre deux organismes ne pouvant pas vivre l'un sans l'autre.
-
Commensalisme : espèce A positif et espèce B neutre. Relation bénéfique entre deux individus d'espèces différentes dont l'un (commensal) profite à l'autre (hôte), sans dommage ni avantage.
Amensalisme : espèce A neutre et espèce B négatif. Une espèce inhibe le développement d'une autre par son comportement ou son métabolisme, sans en tirer avantage (interaction observée surtout chez les végétaux).
-
Prédation, herbivorie ou parasitisme : espèce A positif et espèce B négatif.
De façon saisonnière : en fonction de la disponibilité et l'accessibilité des proies (phénologie et cycle biologique, abondance relative, préférences alimentaires)
Selon le stade de développement : en fonction des besoins énergétiques, physiologie, milieu de vie...
Prédateur généraliste : se nourrit d'une large gamme de proies différentes (polyphage) et va souvent se nourrir des proies les plus abondantes, accessibles (opportuniste).
-
Adaptations des proies
-
Se signaler pour prévenir d'un danger -> aposématisme : signal d'avertissement clairement perceptible (visuel, couleur, motif, sonore ou chimique) de non-comestibilité (mouvais goût/ odeur, toxicité...).
Mimétisme : stratégie adaptative d'imitation et de ressemblance superficielle avec une autre espèce.
Mimétisme Müllérien : a lieu quand des espèces non-comestibles (toxiques et/ ou goût désagréable) développent des caractères aposématiques similaires. Celà minimise les risques individuels et maximise l'apprentissage des prédateurs.
Mimétisme Batésien : a lieu quand une espèce comestible développe des caractères aposématiques similaire à ceux d'une espèce non-comestible (toxiques et/ ou au goût désagréable). Celà améliore la survie et la reproduction et le coût énergétique est moindre (production de toxines).
-
-
Parasitoïdes : organismes qui pondent leurs oeufs dans un hôte, mais au cours de leurs développement tuent systématiquement leur hôte.
Cléptoparasitisme : animal qui se nourrit aux dépens de la production ou de proies capturées par une autre espèce.
Parasitisme de couvée : organisme qui fait assurer le soin des jeunes par un autre individu (de la même espèce ou non). Généralement avec perte de la couvée de l'espèce parasitée.
-
Valence écologique : capacité d'un organisme à supporter des variations plus ou moins grandes d'un facteur écologique.
-
-
Plasticité phénotypique : capacité d'un génotype donné à produire différents phénotypes en fonction des caractéristiques abiotiques ou biotiques rencontrées par l'individu, pendant ou après son développement. Cette capacité est souvent considérée comme une étape du processus d'adaptation.
Acclimatation : modification phénotypique de l'individu au cours de son cycle de vie, lorsqu'il est exposé à un nouvel environnement (ou expression de la plasticité écologique). Ces modifications sont réversibles et n'affectent pas le génotype.
Adaptation : résultat de la sélection naturelle qui fait un tri des individus présentant des caractères héritables (traits adaptatifs) favorisant leur reproduction et survie (valeur sélective). Les gènes/allèles déterminant ces traits vont être sélectionnés d'une génération à l'autre. Ce processus est graduel, irréversible et affecte le génotype.
Loi de tolérance de Sheldford : chaque organisme présent pour chaque facteur écologiques des limites de tolérance entre lesquelles se situe sa zone de tolérance et son optimum écologique.
Loi du minimum : croissance d'un organisme est possible qui si tous les facteurs écologiques indispensables pour l'assurer sont présents en quantités suffisantes dans un milieu.
Facteur limitant : empêche l'installation ou la croissance d'un organisme quand sa valeur est aux bornes de son intervalle de tolérance.
Abiotique : compétition pour la lumière, la prédation ...
-
Ressource : toute composante de l'environnement qui influence positivement les performances de l'organisme.
Contrainte : toute composante de l'environnement, souvent de nature physico-chimique, qui peut influencer négativement les performances de l'organisme (ex: niveaux de température, de pH...)
Principe d'exclusion compétitive : en théorie, des espèces ayant une même niche écologique sont en compétition et ne peuvent pas coexister durablement dans un même milieu stable. La sélection naturelle favorisera l'espèce la mieux adaptée à cette niche, les autres seront exclues. Néanmoins, dans la pratique, les niches peuvent se différencier et il y a donc un partage de ressources. Cette spécialisation permet la coexistence d'un plus grand nombre dans un habitat.
Ecologie des écosystèmes
Ecosystème
Une structure : structuration de l'écosystème dans l'espace et dans le temps, structure des réseaux trophiques et des interactions entre espèces.
Des fonctions : manière dont fonctionne l'écosystème. Il peut présenter plusieurs fonction qui sont à l'origine des sevices écosystémiques.
-
Lois de la conservation de l'énergie : l'énergie n'est ni créée, ni détruite mais seulement transférée ou transformée. Le processus de conversion de l'énergie est inefficace, une partie de l'énergie est toujours perdue sous forme de chaleur.
Lois de la conservation de masse : la matière n'est ni créée, ni détruite, mais transférée dans le milieu abiotique ou biotique.
Productivité primaire : la quantité d'énergie chimique issue de la conversion de l'énergie lumineuse par les organismes autotrophes d'un écosystème, pendant une période déterminée.
Productivité primaire nette (PPN) : PPB - Ra (énergie utilisée pour la respiration des autotrophe). PPN est en moyenne la moyenne de PPB. Elle est la quantité de nouvelle biomasse qu'ajoute les producteurs primaires à un écosystème pendant une période donnée. On peut l'estimer par satellite (longueur d'ondes réfléchies par la végétation). Elle varie fortement en fonction des écosystèmes (les forêts tropicales sont les plus productifs).
Productivité nette d'un écosystème (PNE) : PPB - Rt (respiration de tous les êtres vivants). C'est l'accumulation totale de biomasse par unité de temps. Elle permet de déterminer les gains et les pertes en carbone dans les écosystèmes. On peut déterminer la PNE en estimant les flux de dioxygène, pendant une période déterminée.
Productivité primaire brute (PPB) : quantité d'énergie lumineuse convertie en énergie chimique sous forme de molécule organique, par unité de temps. Mais il y a une perte d'énergie due à la respiration des végétaux. Elle est exprimée en énergie on peut aussi l'exprimer en biomasse (quantité de biomasse des producteurs primaires par unité de surface et de temps).
Productivité secondaire : l'augmentation par conversion de l'énergie chimique de la nourriture, de la biomasse des consommateurs d'un écosystème sur une période donnée.
Efficacité écologique : productivité secondaire nette x100 / assimilation de la productivité primaire. Celles des oiseaux et des mammifères est estimée entre 1 à 3% dcar ils sont homéothermes et dépensent de l'énergie à maintenir leur température corporelle.
Efficacité trophique : pourcentage de la productivité qui est transférée d'un niveau trophique donné au niveau supérieur.
Productivité secondaire nette : énergie emmagasinée dans la biomasse et sert à la croissance ou à la reproduction.
-
Cycle biogéochimique : processus de transport et de transformation cyclique d'un élément ou composé chimique entre les grands réservoirs que sont la géosphère, l'atmosphère, l'hydrosphère, dans lesquels se retrouve la biosphère.
Cycle du phosphore
Anions phosphates :
- H2PO4- en sols acies
- HPO42- en sols neutres et basiques
Cycle de l'azote
- état libre ou inerte de l'azote => N2
- état fixé ou réactif de l'azote => atomes d'azote liés à d'autres types d'atomes, sous forme minérale ou organique
Sous forme minérale :
- azote ammoniacal ou ion ammonium NH4+
- azote nitreux ou ion nitrite NO2-
- azote nitrique ou ion nitrate NO3-
-
Ecologie des populations
-
Aire de distribution : surface géographique plus ou moins vaste, englobant totues les populations connues du taxon considéré.
Centre(s) de fréquences : lieu(x) de l'aire où la densité du taxon est la plus importante où les conditions écologiques sont favorables.
Forme : continue (un seul tenant), discontinue (aires du taxon fragmentée, grandes distances donc pas d'échanges d'individus possibles), disjointe ou en métapopulation (aire du taxon fragmentée, distances faibles donc échanges d'individus possibles).
Taille de l'aire : cas extrêmes ; cosmopolite ou ubiquiste (aire de distribution vaste dans la plupart des régions du monde), endémique (répartition limitée à une seule zone restreinte, espèces adaptées aux conditions locales et souvent en voie d'extinction).
Dynamique : expansion (organismes qui étendent leur aire de distribution par migration), régression, stable.
Répartition spatiale des individus (à l'échelle locale) : mode d'espacement des individus à l'intérieur des limites géographiques de la population (habitat, écosystème).
En agrégats : la plus fréquente, liée à la présence de micro-habitats, à la distribution non homogène des ressources alimentaires et/ ou aux comportements sociaux améliorant la survie/ reproduction (espèces grégaires).
Uniforme : la plus rare, individus équidistants avec un comportement territorial/ agressif (relation antagoniste), souvent dû à la compétition pour la ressource (alimentation, reproduction).
Aléatoire : peu fréquente, les individus sont répartis de manière aléatoire (position indépendante et non grégaire interactions neutres entre individus).
-
Espèce invasive : est introduite par l'homme et prolifère en faisant des dommages directs ou indirects à la biodiversité indigène, à l'économie ou la santé humaine.
Démographie : étude quantitative des populations et de leurs variations au cours du temps. La dynamique démographique des populations dépend des processus qui ajoutent ou soustraient des individus.
Taux de natalité (n) : rapport entre le nombre de descendants produits pendant une période de temps donnée, et le nombre d'individus composant la population pendant cette période.
Taux de mortalité (m) : proportion de la population qui meurt pendant une période de temps donnée. -> table de survie transversale ou table de mortalité et courbe de survie (convexe, rectiligne ou concave)
Taux d'immigration (i) : proportion de nouveaux individus/ propagules arrivant et s'établissant dans une population pendant une période de temps donnée.
Taux d'émigration (e) : proportion d'individus/ propagules quittant une population pendant un temps donnée.
-
Taux de fécondation : le nombre moyen des jeunes par femelle d'une classe d'âge donnée par an. -> table de fécondité
Facteurs densité-indépendants (catastrophes naturelles, conditions climatiques, ressources...) peuvent induire des changements brusques et incohérents de la taille d'une population.
-
Effet de groupe/ effet Allee : ensemble des modifications qui apparaissent quand plusieurs individus de la même espèce se regroupent pour vivre dans un espace où la ressource est suffisante. Cela se traduit par un effet bénéfique sur la population (augmentation de la vitesse de croissance, survie...). Cet effet est réversible.
Effet de masse : modifications liés au surpeuplement qui apparaissent quand les ressources deviennent limitantes et provoquent une compétition intense entre individus. Cela se traduit par un effet négatif sur la population. Cet effet est réversible.
-
Modélisation : puisque la croissance d'une population dépend de l'équilibre des paramètres démographiques, on doit pouvoir calculer/ prédire ses variations d'effectifs dans le temps en connaissant leurs valeurs.
Croissance exponentielle => Malthus
Hypothèse : la population est pladée dans un espace infini disposant de ressources infinies. Donc n et m seront constants.
La croissance est donc dN/dt = N * r avec dN/dt qui est la vitesse d'accroissement de l'effectif N et r le taux intinsèque d'accroissement naturel.
Croissance logistique => Verhulst
Hypothèse : la population croit en présence de facteurs limitants.
La croissance est donc dN/dt = r N (K-N)/K avec (K-N)/K qui est la fonction de freinage et qui équivaut à la résistance du milieu et K qui est la capacité en charge du milieu.
Métapopulation : ensemble de populations locales occupant un réseau de tâches (patchs) d'habitats connectés les uns aux autres par des mouvements d'individus (migration, flux génétique)...
Cadre conceptuel des métapopulations : la préservation d'espèces à populations isolées nécessite le maintien de connexions entre habitats. On parle de corridors écologiques et cela favorise les déplacements d'une espèce mais peut représenter une barrière infranchissable pour d'autres.
-
-
Intoduction à l'écologie
Ecologie : science qui étudie les organismes (distribution et abondance), les interactions qu'ils ont entre eux et avec leur milieu, ainsi que les conséquences de ces interactions.
Poupulation : ensemble d'individus d'une même espèce coexistant en un temps et un lieu donné.; Unité de base de l'évolution.
Individu : organisme vivant (uni ou pluricellulaire) appartenant à une espèce. Unité de base de l'écologie et de la sélection naturelle.
Communauté/ peuplement : assemblage de populations d'espèces différentes coexistant dans un même écosystème (appartenant à la biocenose). Ses limites ne sont pas rigides et souvent déinies en fonctions d'une problématiques (ex: selon la taxonomie, habitat, fonction...).
Ecosystème : subdivision élémentaire de la biosphère formée de composantes physiques, chimiques et biologiques (communauté d'organismes) en interaction d'une région donnée.
- Chaque écosystème a ses conditions de vie particulières auxquels les espèces sont adaptées.
- Chaque écosystème est composé d'une biodiversité caractéristique formant un ensemble homogène.
- On peut le structurer de manière horizontale et verticale.
- Si on change certains facteurs écologiques, on aura une modification des espèces présentes au bout d'un moment.
Ecosystème mixte : à l'interfacte entre milieu aquatique et terrestre, caractérisé par des niveaux d'humidité élevés (eau douce à salée) et hébergement une biocénose spécifique, adaptée (morpho., physio., ...).
Biocénose : ensemble des êtres vivants exerçant des fonctions variées (producteurs, consommateurs et décomposeurs de matière organique)
Biotope : environnement physico-chimique renfermant des ressources en quantité suffisante pour le développement de communautés d'êtres vivants.
Service écosystèmique : caractéristique ou un processus de l'écosystème qui fournit des ressources indispensables aux humains ou détermine la qualité de leur milieu de vie (développement, bien être).
Support : processus la base de tous les écosystèmes, dans de tous les autres services.
-
-
Culturel : renvoie aux impacts esthétiques, moraux, spirituels, récréatifs et psychologiques.
Dynamique : les écosystèmes évoluent dans le temps changent de nature, de composition et de fonctionnement et se transforment en d'autres écosystèmes.
Succession écologique : processus naturel du développemnt d'un écosystème vers un de ses stades de maturité (climax local), au travers d'une succession de stades ayant des communautés différentes (végétales, animales et microbiennes).
- Dépend du niveau de biodiversité de l'écosystème.
- Dépend des caractéristiques de la perturbation.
-
-
Biosphère : système qui inclut l'ensemble des écosystèmes de la planète, c'est-à-dire l'ensemble des êtres vivants et leurs conditions et milieux d'existence. On peut dire que la biosphère est l'écosystème planétaire.
Organisations
Biomes : selon le climat, les écosystèmes sont regroupés en unités plus vastes. Pour un même biome, les écosystèmes sont relativement équivalents, même s'il ne sont géographiquement éloignés.
-
Biodiversité
La dispersion des allèles est le point de départ de la diversité des espèces composant la biocénose des écosystèmes.
-
La diversité génétique crée la diversité allélique, les migrations les dispersent entre les populations. La dérive génétique et la séléction naturelle influentcent les fréquences alléliques au sein de la biocénose des écosystèmes.
-
Ecologie des communautés
Communauté : sous ensemble de la biocénose composé de populations d'organismes en interaction. Généralement quelques espèces dominantes et de nombreuses espèces plus rares.
-
Relation aire-espèces et la théorie de la biogéographie insulaire par MacArthur et Wilson :
- se base sur les propriétés de distance et de surface des îles les unes par rapport aux autres, ou bien par rapport a des continents voisins, pour expliquer leur richesse spécifique/ diversité.
- îles = toute parcelle entourée d'un milieu non favorable pour les espèces (lac, montagne, forêt, île vraie).
- De cette théorie découle de nombreux concepts : la connectivité des habitats, capacités de migration des espèces, isolement spatiale et temporelle.
Diagramme rang-fréquence : richesse et répartition des effectifs entre espèces.
Hypothèses :
-Les plus compétitives dans l'acquisition de ressources limitées ?
- Capables de mieux éviter les prédateurs, parasites, maladies .
Les espèces dominantes vont conditionner l'organisation fonctionnelle de la biocénose toute entière.
Richesse spécifique plus importante est forcément meilleure ?
La richesse augmente avec la surface de l'île. La richesse diminue avec l'isolement de l'île.
Hawaii avant l'ouverture de l'île au monde, il y a avait moins de diversité mais plus d'espèces endémiques.
Mais dès que l'île fut ouverte au monde, la diversité de lîle augmenta mais celle du monde diminua car les espèces endémiques ont périt.
Chaîne trophique : relation alimentaire simple et linéaire formée par une succession d'organismes vivants qui constituent les maillons de la chaîne, et dans laquelle chaque organisme est consommé par le suivant (producteur = base). Le sens de circulation de la matière et de l'énergie (flèches) se fait de la base vers le niveau trophique apical. Plus un réseau trophique est complexe, plus il est stable dans le temps.
Représentation pyramidale :
- abondance des proies est supérieure à celle des prédateurs
- prédateurs généralement gros que les proies
- des espèces ayant une même niche écologique et alimentaire (de même guilde trophique) sont en compétition
Loi de Lindeman : nombreuses pertes de matière et d'énergie entre chaque maillon (respiration, excrétion...); seulement environ 10% de l'énergie est convertie en matière organique au niveau trophique suivant.
Hypothèse énergétique : l'inefficacité du transfert d'énergie le long de la chaîne alimentaire limite le nombre de ses niveaux.
Espèces structurantes : les plus importantes dans les communautés et dans le fonctionnement des écosystèmes. Si elle disparait, il y aura des extinctions en cascade.
Espèces dominantes : les plus nombreuses ou dont la biomasse est la plus élevée. Elles peuvent être qualifiées de "fondatrices" quand elle sont/ ont été à l'origine de la création d'un écosystème particulier qui n'existerait pas sans elles.
Espèces clés de voûte : souuvent peu abondantes, mais qui joue un rôle (souvent trophique) primordial dans le maintien de l'équilibre et la diversité des communautés auxquelles elles appartiennent. Elles peuvent être qualifiées d' "ingénieurs" quand elles influencent les communautés en modifiant la structure de l'habitat et/ ou disponibilité des ressources.
-
Stabilité : capacité d'un écosystème à maintenir son équilibre (structure et fonctionnement) dans le temps et à le rétablir efficacement après une perturbation ou un stress (aléas biotiques ou abiotique). C'est étroitement lié à des capacités de résistance et de résilience.
Existe-t'il un lien entre la diversité et le fonctionnement de l'écosystème ?
- la richesse spécifique fait augmenter la productivité et l'utilisation des ressources.
- il y a une complémentarité qui implique une exploitation des ressources plus efficace.
Effet sampling : une plus grande diversité accroit la probabilité d'inclure une espèce très compétitive (et donc productive) ce qui va augmenter la productivité globale.
Complémentarité de niche : plusieurs niches qui n'utilise pas les mêmes ressources, elles se complémentent
Existe-t'il un lien entre la diversité et la résistance à des perturbations (espèces envahissantes) ?
- la richesse spécifique procure une capacité tampon à l'écosystème vis-à-vis des variations de l'environnement et par conséquent une certaine stabilité.
- les espèces d'un écosystèmes peuvent différer dans leurs réponses aux fluctuations de l'environnement.
- au niveau temporel, l'importance des réponses différentes
Mécanisme d'assurance (insurance) : réponses différentes des espèces aux perturbations. Minimisation des impacts des changements environnementaux.
-
Effet sampling : une plus grande diversité accroit la probabilité d'inclure une espèce très compétitive (et donc productive) ce qui va augmenter la productivité globale.
-
-
-
Hypothèses des perturbations de niveau intermédiaire : les perturbations modérées peuvent créer des conditions favorisant une plus grand diversité d'espèces que celles de niveau bas ou élevé.