9.03.2009 Résumé de Biologie sur l’écologie Les organismes et leur environnement Facteurs dans un écosystème Un animal se nourrit tout en servant lui aussi de nourriture à d’autres animaux. Ces interactions alimentaires constituent ce que l’on appelle un réseau alimentaire ou réseau trophique. Les congénères ont aussi une influence sur l’individu étudié. Ceux­ci peuvent être à la fois des concurrents pour la nourriture ou des partenaires sexuels. Les relations avec les congénères et les autres espèces de son domaine vital forment les facteurs biotiques Un milieu géographiquement déterminé pourra accueillir une espèce que s’il répond à certains critères (taille, climat,…) Les facteurs abiotiques déterminent les propriétés spécifiques du milieu de vie et caractérisent le biotope. Il n’y a pas qu’une espèce concernée par les facteurs abiotiques, mais l’ensemble des organismes vivants dans ce milieu. L’ensemble des organismes vivants dans un même biotope forme la biocénose. Il y a constamment des interactions entre les facteurs abiotiques et biotiques modifiant ainsi l’action de l’un et les répercutions de l’autre. Un biotope en tant qu’unité fonctionnelle et le résultat des interactions entre biotope et biocénose. L’unité composée du milieu de vie et de la communauté des organismes est appelée écosystème. Les relations entre facteurs biotiques et abiotiques sont le sujet d’étude de l’écologie. → détermine l’abondance des espèces ainsi que leur distribution. L’ensemble des écosystèmes forme la biosphère. Le potentiel écologique Conclusions tirées d’une expérience faite avec des coléoptères. Intervalle de tolérance : secteur choisi par les coléoptères. 19.03.2009 Optimum : secteur choisi par le plus grand nombre d’individus. valeurs limites après ou avant lesquelles les coléoptères ne se trouvent pas. Maximum et minimum : Dans des conditions naturelles, le maximum et le minimum vont limiter la distribution de l’espèce dans la biosphère. La courbe de tolérance quantifie les réactions des membres d’une espèce aux différentes valeurs d’un facteur environnemental donné. → se manifeste par des différences suivant la valeur. C’est le potentiel écologique d’un organisme qui est fixé génétiquement. Pour un facteur donné, l’intervalle de tolérance peut être plus ou moins grand et ce qu’il s’agisse d’un facteur biotique ou abiotique. Intervalle étroit : Large intervalle : Espèce sténobiote. Espèce euribiote. Les espèces qui ont un intervalle étroit pour des facteurs environnementaux sont confinés dans des biotopes spécifiques et leur aire de répartition est peu étendue. Les espèces euribiotes ont­elles une aire de répartition plus étendue. La loi des facteurs limitants :l’abondance d’une espèce va dépendre du facteur environnemental le plus contraignant. La température en tant que facteur écologique L’apparition des bourgeons, feuilles, fleurs, fruits est due à la température (jardin phénologique) Les étages de végétation dans les Alpes est aussi une preuve de l’influence de la température, même si le rayonnement UV, la vitesse des vents, la quantité d’eau disponible ont aussi de l’impact. Les organismes peuvent subsister dans une certaine limite. Normalement, le point de congélation de l’eau à 0°C (les conifères peuvent résister à ­70 °C) et la labilité thermique des protéines constitutives à 50 °C (certaines archéobactéries résistent à 100 °C). La température a une influence différente suivant l’espèce animale, si elle est poïkilotherme ou homéotherme. Poïkilotherme : la température corporelle dépend de la température du milieu. 19.03.2009 Règle de Van’t Hoff : dans l’intervalle de tolérence, on observe que l’activité métabolique s’accélère d’environ deux fois pour une augmentation de la température de 10 °C Plus froid → léthargie réversible (dans l’intervalle de tolérance) Encore plus froid → mort par hypothermie Plus chaud → mort par hyperthermie Les homéothermes peuvent maintenir dans une large mesure leur température corporelle constante indépendamment de la température du milieu extérieur. La production et le contrôle de cette température se fait grâce à des procéssus métaboliques. Il faut donc de la nourriture. Les homéothermes disposent de mécanismes particuliers pour réguler leur température. Mort par hypothermie → température au dessous de 20°C. L’arrivée de l’hiver correspond à une baisse des températures, il faut donc plus de nourriture pour maintenir la température constante mais il y en a moins… Hibernation : Etat physiologique particulier aux homéothermes qui correspond à la léthargie. Température du corps abaissée à 5°C Les fonctions vitales sont très ralenties. Remise en marche du métabolisme si proche du 0°C. Sommeil long et profond sans baisse de la température. Repos hivernal : La règle de Bergman : Chez les animaux d’une même espèce ou d’une même famille, les individus sont en moyenne plus grands dans les régions froides que dans les régions chaudes. La règle d’Allen découle d’un résonnement similaire mais avec les appendices corporels. Rapport surface/volume. La lumière en tant que facteur écologique Rythme circadien sur 24 h → rythme en phase avec l’alternance de la lumière et de l’obscurité. En obscurité ou lumière totale, le rythme est conservé mais déréglé, il y a donc une horloge interne. Cette horloge interne qui règle les phases de la vie d’une espèce est remise à l’heure par l’alternance jour/nuit. Le niveau de luminosité a aussi une influence : chant des oiseaux, moustiques,… 19.03.2009 L’intensité de la lumière, pour la taille et l’épaisseur des feuilles des feuilles est importante, sans oublier la photosynthèse. La photopériode tient un rôle prépondérant dans certains processus de développement et d’hivernage. Relation entre les organismes Les relations intraspécifiques Elles ont pour but de déclencher une réaction chez les congénères d’un individu ; comme la bombycol, une phéromone produite par la femelle Bombyx du mûrier. La phéromone représente un facteur environnemental agissant sur la biocénose. Cette phéromone peut agir en tant que substance sexuelle, de marquage et de traçage (fourmis et termites). Communication aussi par des formes et des couleurs. La communication intraspécifique est très importante pour l’écologie appliquée. Les relations les plus fortes ont lieu entre les partenaires sexuels ainsi qu’entre les parents et leur progéniture. Groupe individualisé lorsque les membres d’une association se reconnaissent individuellement (poules, loups,…) Groupe anonyme les corneilles pour passer la nuit, criquets,… Insectes sociaux → reconnaissance par l’odorat et très dépendants les uns des autres → système complexe de relations intraspécifiques. Les individus d’une même espèce, dans le même écosystème, sont en compétition pour des facteurs biotiques ou abiotiques. On parle de compétition intraspécifique. Relations interspécifiques L’expérience avec les deux espèces de diatomées est un exemple de relations interspécifiques. 19.03.2009 Ces deux espèces sont en compétition pour un facteur environnemental spécifique : le silicate. Synedra utilise le silicate de manière plus rationnelle qu’Asterionella qui n’en trouve ainsi plus pour construire sa coque vitreuse (comme Synedra). → Compétition interspécifique pour un facteur environnemental donné, dans ce cas­là, le silicate. ...