Chap 2 - Interactions plantes - animaux / parties 1 et 2

Question 1

Quelles sont les caractéristiques bio des plantes ?

et quelles csq pour leur survie ?

Answer 1

Etres pluricellulaires présentant 2 caractéristiques notables :

1/ autotrophes
> autonome pour se nourrir grâce à photosynthèse
(réactions chimiques produites par les chloroplastes contenues dans les cellules)

2/ sessiles
= vie fixée sur un substrat
> nécessitant de trouver ressources sur place
> et d’avoir des modes de défense
dont le + basique est de pouvoir survivre en étant consommé partiellement
> besoin de pollinisateurs ou disséminateurs pour se reproduire

Question 2

Quelles sont les caractéristiques bio des animaux (ou métazoaires) ?

et quelles csq pour leur survie ?

Answer 2

Etres pluricellulaires

1/ hétérotrophes
> doivent consommer d’autres animaux ou des plantes pour produire leur énergie
> dépendent tous des plantes directement ou indirectement

2/ mobiles
> se déplacent pour trouver leurs ressources
> ou pour fuir des prédateurs
> ou pour se reproduire
> ne peuvent survivre en étant consommés partiellement

Question 3

Qu’est ce qu’une chaîne trophique ?

De quoi se compose-t-elle ?

Answer 3

Chaîne alimentaire

Suite de lien entre être vivants de différents niveaux trophiques
dans laquelle chaque organisme mange des organisme du niveau inférieur
pour se procurer énergie

Composition :

1/ 1er maillon = producteur
tjs un être autotrophe
= transforme matière minérale en organique
eg : plante, phytoplancton

2/ Consommateurs primaires
= mangent les producteurs

3/ Consommateurs secondaires
= mangent les conso primaires

Question 4

Qu’est ce qu’un réseau trophique ?

De quoi se compose-t-il
en + des membres des chaînes trophiques ?

Answer 4

Ensemble des relations trophiques existant entre les diverses catégories d’êtres vivants d’un écosystème donné

Se compose de producteurs, consommateurs,
+ décomposeurs
= microorganismes
qui recyclent matière organique morte
et produisent matière minérale utilisable par producteurs

Question 5

Exp de cascade trophique
dans un éco-système marin
(doc 8a)

Answer 5

Travaux de J. Estes

Côtes de l’Alaska
“forêts” de kelp (algues géantes)
» faune sous marine très riche

Loutre de mer
se nourrit d’oursins
et les empêche de proliférer
= espèce clé de voûte de l’éco-système kelp

> chasse à la loutre pour fourrure
> prolifération des oursins qui dévorent les algues
» disparition de la faune abritée par le kelp

Question 6

Selon travaux de Wilmers

quel est l’autre intérêt écologique des loutres de mer ?

Answer 6

Loutres contribuent significativement
au stockage du carbone

en augmentant la productivité primaire 
(de matière organique végétale) du kelp
dont une grande partie rejoint les fonds marins en mourant
et y stocke le CO2 à long terme
(effet de puits)

Question 7

Exp de cascade trophique
dans un éco-système terrestre

ayant conduit à la quasi disparition de peupliers faux tremble
(doc 8b)

Answer 7

Loup gris du parc de Yellowstone (USA)
> chasse intensive a conduit à la prolifération des herbivores, notamment wapitis
» pression d’herbivorie
càd disparition d’une partie de la flore notamment peupliers faux-tremble
» stockage CO2 diminue

> rectifié par leur réintroduction récente

= importance des grands prédateurs pour les écosystèmes

Question 8

Déf cascade trophique

Answer 8

Prédateur (conso secondaire)
réduit les effectifs d'une espèce proie
(conso primaire)
et affecte donc indirectement
ceux du niveau trophique inférieur

exp Loups > Wapitis > Peupliers

Question 9

Exp de cascade trophique montrant l’interconnexion entre réseaux aquatiques et terrestres
dans le parc de Yellowstone
(doc 9)

(poisson invasif&raquo_space; baisse nb de wapitis)

Answer 9

Réintroduction de loups + grizzlis
» retour grands prédateurs reconstitue l’intégrité fonctionnelle de l’écosystème

> > diminution trop importante des wapitis
mais pas à cause du loup
mais d’un poisson :
omble du Canada ou truite grise

= introduite illégalement par l’H pour la pêche
et qui s’est multipliée&raquo_space; espèce invasive
qui supplante la truite fardée endémique

Or omble en profondeur inaccessible aux grizzlis
» grizzlis mangent davantage de wapitis nouveau nés

Question 10

Herbivorie exercée par des insectes

> exp des suceurs de sève

pourquoi fourmis élèvent pucerons ?

comment ?

nom scientifique de cette pratique ?

Answer 10

Pour récolter leur miellat
> excréments liquides composés de sève et d’eau
(collecté par abeilles pour donner miel de sapin)

ouvrière “trait” le puceron par stimulation tactile antennaire

+ le protège des prédateurs,
les déplacent ou les dispersent sur les plantes favorables

élevage dit aussi trophobiose

peut être bénéfique ou catastrophique pour la plante selon les cas

Question 11

Herbivorie exercée par des insectes

> exp des producteurs de galles ou cécidies

qu’est ce qu’une galle ?

quel type de relation plante-insecte ?

Answer 11

excroissance d’une plante générée par une femelle insecte qui inocule une substance lors de l’oviposition pour qu’elle abrite ses oeufs et larves et les nourrisse

insecte dit cécidogène

relation de type parasitaire car plante n’en retire rien

Question 12

Relation insectes (animaux) - plantes

qu’ont en commun les cigariers (coléoptères)
les fourmis oecophylles
ou la chauve souris des bananes
ou d’autres espèces de chauve souris ?

> citer un phénomène étonnant

Answer 12

construisent des abris à partir des feuilles
ou occupent des abris naturels

d’autres chauve souris construisent des abris comme des tentes perchoirs qui peuvent durer des semaines à un an

> étonnant que les feuilles mordues ne meurent pas, continuent d’être alimentées par la plante

Question 13

Modes de défense sur place des plantes

3

Answer 13

• résister à la destruction d’une part importante de leur tissus
  consommés par des herbivores
• défenses directes
  physiques ou chimiques
• défenses indirectes
  via prédateur ou parasite de l’herbivore

Question 14

Exp de défense physique directe des plantes

2

Answer 14

> Epines
ou rameaux divariqués
càd très écartés les uns des autres et dirigés vers différentes directions
ce qui rend les feuilles plus difficilement accessibles

Question 15

Exp de fantôme de l’évolution :

végétaux néo zélandais
ayant co évolué avec des moas

(doc 10)

autre explication possible ?

Answer 15

Il y a environ 8 siècles

Moas = oiseaux géants non volants herbivores
exterminés avec arrivée d’Homo sapiens

archipel alors sans mammifères terrestres

nombreux arbustes divariqués de familles différentes
» accès limité aux feuilles surtout pour bec, sans dents

autre hypothèse : facteurs climatiques

Question 16

Doc 10 Moas vs végétation divariquée

exp de l’araliacée pseudopanax crassifolius
dit lancewood

quelles particularités ?

Answer 16

feuilles différentes selon le stade de croissance

plantules > feuilles allongées qui se confondent avec litière

arbustes > feuilles rigides bords dentelés difficiles à avaler

arbre de + de 3 m de haut > pas de protection or correspond à la hauteur que pouvaient atteindre au mieux les + grand moas
» moins vulnérables

à comparer avec

Iles Chatam sans Moas
» arbre cousin n’a pas ces particularités

Question 17

Doc 10 oiseaux vs végétation divariquée

Madagascar

plantes avec défenses anachroniques
oiseaux géants = aepyornithidés
> quel rôle en + ?

> > type d’interaction ?

Answer 17

Rôle disséminateur

fruits des plantes du genre Uncarina
(famille Pédaliacées)

> > crochets pour s’accrocher aux pieds et plumage des oiseaux éléphants + pelage des lémuriens

= interaction positive

Question 18

Qu’est ce que l’hypothèse du monde vert ?

hypo T-D ou B-U ?

Answer 18

végétaux bénéficient de la présence de prédateurs qui limitent le nombre d’herbivores et réduisent les dégâts.

> > explique grande présence des végétaux
malgré nombreuses espèces herbivores sur la planète

> > illustré par les exp de cascades trophiques
(loups, loutres)

= hypo Top Down (contrôle descendant)

Question 19

Quelle hypothèse fait concurrence à l’hypothèse du monde vert ? TD ou BU ?

Sont elles antagonistes ?

Answer 19

Hypo de l’autodéfense des plantes :

le monde est vert parce que les plantes sont en grande partie non consommables et les prédateurs n’y sont pas pour grand-chose.

= hypo Bottom Up (contrôle ascendant)

> > 2 hypo complémentaires

Question 20

Doc 11

Quelles hypothèses ont testé Adam Ford et al dans la savane de Mpala au Kenya ?

Answer 20

Hypo monde vert vs autodéfense des plantes
via

rôle d’une antilope impala
> pression exercée sur 2 espèces d’acacias

et influence de 2 prédateurs :
léopard et lycaon sur cette pression

Question 21

Doc 11 (impalas Kenya)

Qu’ont de particulier les 2 espèces d’acacias
consommées par les impalas ?

Laquelle préfèrent-ils et comment le sait on ?

Answer 21

Défenses anti-herbivores différentes :

• 1 grandes épines de 6 cm de long
• 1 petites épines
  » préféré par les impalas et nettement + consommé

si on leur coupe l’accès dans certaines zones&raquo_space; densité double

Question 22

Doc 11 (impalas Kenya)

qu’ont montré les chercheurs en éliminant le couvert arboré dans la savane près des impalas ?

Answer 22

que c’est l’évitement du risque
qui détermine principalement leur préférence pour les milieux ouverts

plutôt que la qualité de la nourriture qu’on y trouve
» dans les clairières (sol et végétation herbacée riches en nutriments)

Question 23

Doc 11 (impalas Kenya)

En résumé, en milieux ouverts quelle espèce d’acacias domine et pourquoi ?

Laquelle domine dans les zones + densément arborées ?

Answer 23

Espèce à grandes épines domine
car forte pression phytophage des antilopes
sur l’espèce à petites épines

> car elles y passent + de temps car moins de risque de prédateurs

En zone densément arborée
+ de prédateurs
> moins d’impalas&raquo_space; moins de pression
» espèce à petites épines domine

autrement dit =
+ de canines (de prédateurs)&raquo_space; moins d’épines (car moins d’herbivores) et inversement

Question 24

Comment les plantes agissent-elles sur le métabolisme des animaux ?

reflet de quel processus ?

Answer 24

En produisant des substances qui peuvent être toxiques pour certaines espèces

et auxquelles d’autres espèces peuvent résister,
voire en utiliser comme médicaments

> course aux armements chimiques
défense chimique des plantes

Question 25

Course aux armements chimiques

Exp d’insecte spécialisé sur une plante pourtant toxique

quelle csq ?

Answer 25

Papillon monarque

> ses chenilles consomment des asclépiades
riches en glycosides
= poisons musculaires et cardiaques

> > chenilles et papillons ont un taux élevé dans l’organisme qui les rend toxiques et amers pour leur prédateurs et les protège donc,
surtout associé à leur couleur orangé vif (signal aposématique)

Question 26

Comment une plante peut se défendre indirectement en réponse à une blessure ?

exp ?

Answer 26

Emission de COVs composés organiques volatiles
qui attirent les prédateurs ou parasites de l’herbivore l’ayant attaquée

exp :

haricot attaqué par un acarien émet des composés
qui attirent un 2nd acarien prédateur du 1er

Question 27

Défense indirecte des plantes par émission de COVs

des chercheurs néerlandais et espagnols ont montré tout récemment que…

(pommier)

Answer 27

lorsque les feuilles d’un pommier étaient attaquées par des chenilles,

elles émettaient des COVs qui se sont avérés attractifs
pour des mésanges charbonnières (Parus major).

Or ces passereaux sont particulièrement friands de larves de papillons !

Question 28

Autre csq de l’émission de COVs pour attirer prédateurs ? (chez plantes voisines)

Answer 28

chez plantes voisines
COVs déclenchent dans les tissus non attaqués
un processus de vaccination :
production des mêmes substances de défense
» résistance induite

Question 29

Autre exp de défense indirecte des plantes :
alliance plantes-fourmis

rôle bénéfique pour la plante ?

s’agit il d’une interaction spécialisée ?

Answer 29

Arbres tropicaux pourvus de nectaires extra-floraux
qui attirent des fourmis
» fourmis les protègent des herbivores
» mais en même temps elles y élèvent des hémiptères suceurs de sève

Co-évolution mais interaction diffuse, non spécialisée
> en règle générale les espèces arboricoles protègent les arbres en échange de nourriture

Question 30

Alliance plante-fourmis + étroite et spécialisée que la norme :

nom du type de plante ?

Answer 30

Myrmécophytes (plante à fourmis) =
fournissent gite et couvert

Caractérisées par des structures préformées dérivées de parties encore vivantes
= domaties/myrmécodomaties &raquo_space; hébergent fourmis

+ la plupart ont des nectaires extra-floraux
+ produisent des corps nourriciers qualitativement différents
» fourmis n’ont pas besoin de quitter la plante pour s’alimenter

Question 31

Acacias myrmécophytes américains et africains (certains)
> particularités des domaties ?
> produisent quelle substance ?

Answer 31

Domaties =
Epines modifiées creuses et de grande taille

> hébergent fourmis très agressives
envers tout intrus (herbivores ou insectes folivores)

> produisent des “corps de Belt” =
corps nourriciers jaunâtres riches en protéines et lipides

Question 32

Amérique tropicale
exp de myrmécophyte :
Cecropias

grâce à quoi ont ils une croissance très rapide ?
les rend compétitifs pour ?

Answer 32

croissance les rend compétitifs pour l’accès à la lumière

troncs et branches creux (bois canon)
avec succession de loges cylindriques

= domaties pour fourmis Azteca
dont le nombre augmente à mesure que la plante grandit et leur donne + d’espace

nourries grâce à corps de Müller produits en abondance

Question 33

Doc 11

Hypo du monde vert et de l’autodéfense des plantes
sont elles applicables au milieu marin ?

Answer 33

producteurs primaires sont uniquement en zone photique pour capter la lumière

ils abondent grâce à des cascades trophiques impliquant des prédateurs qui limite la pop° de leur conso primaires
(exp loutres oursins kelp)

> hypo du monde vert plus prégnante

mécanismes autodéfense sont moins élaborés
que sur terre > négligeable

mais on constate que certaines espèces
produisent des métabolites toxiques
> plus courant dans les écosystèmes tropicaux

Question 34

Qu’est ce que la myrmécoTROPHIE ?

exp ?

Answer 34

Exp du phéno de transfert de nutriments et notamment d’azote
dans le sens de l’animal vers la plante :

chez de nbx myrmécophytes,
fourmis accumulent des déchets dans les domaties qui sont utilisables par la plante pour se nourrir

exp de la grande orchidée du Yucatan
autres exp = myrmécophytes de la famille Rubiacées du Pacifique et NE Australie dites “couilles du diable”
> tubercule caverneux dont les cavités constituent des domaties
> fourmis tolèrent d’autres animaux, ne protègent pas le feuillage, mais pourvoient les hôtes en nutriments via excréments et déchets abandonnés

Question 35

Comment les plantes carnivores se procurent de l’azote malgré sol généralement pauvre ?
= autre exp de ?

préciser leur anatomie

exp de la liane du Brunei

Answer 35

En capturant des arthropodes
= autre exp de relation inversée plante-animal

composées de feuilles normales captant le soleil
+ feuilles modifiées =
pièges actifs qui se referment
ou bien urnes contenant liquide digestif

+ pièges diffusent signaux chimique ou visuels attirant les proies

exp liane du Brunei =
urnes en haut de la canopée émettent odeur similaire aux fleurs

d’autres espèces produisent d’étonnant motifs bleu fluo qui attirent les insectes

Question 36

Doc 12

plantes carnivores =
exp des Népenthes de Bornéo
description typique

Answer 36

Feuilles modifiées en forme d’urnes
remplies de fluide digestif
et dont le péristome (rebord)
est très glissant

= piège “passif” mais redoutable

proies = arthropodes ou petits reptiles voire mammifères

Question 37

Doc 12

plantes carnivores =
exp des Népenthes de Bornéo

exp particulier de N. lowii (individus âgés)
en haute altitude

phéno isolé ?

= plantes carnivores mais aussi…

Answer 37

urnes ne capturent pas d’arthropodes

mais des toupayes (musaraignes arboricoles)
y déposent leurs excréments

en venant consommer le nectar produit par les opercules de la plante

> > plante récolte 57 à 100% de l’azote nécessaire

phéno non isolé, observé chez d’autres népenthes
> une chauve souris en utilise même une comme refuge diurne

= plantes carnivores mais aussi coprophages

Question 38

Doc 13

exp de Nepenthes bicalcarata à Bornéo
> très grande, peut atteindre 20m de hauteur
et urnes surmontées de 2 épines dont les proies tombent

quelle particularité ?

quelle intuition de Beccari en 1902 a été confirmée par Charles Clarke 90 ans après ?

quel bénéfice pour la plante ?

Answer 38

Plante à fourmis également

> en héberge (C. schmitzi) et pourtant en consomme aussi

intuition de Beccari =
fourmis hébergées se nourrissent des insectes tombés dans le piège
en plongeant dans le fluide digestif moins acide que chez les autres Nepenthes

> > bénéfique à la plante
en lui évitant la putréfaction incontrôlée des proies de grande taille

Question 39

Doc 13

Nepenthes bicalcarata

péristome sans cire glissante
» comment est il efficace ?

comment les fourmis aident la capture des insectes ?

Answer 39

effet d’aquaplaning quand il est humide

+ fourmis C. schmitzi le nettoient de particules et champignons

> > efficaces dans la durée

fourmis aident à la capture :
ouvrières mordent proies qui tente de s’extraire du fluide
et les fragmentent pour partager avec la plante
= stratégie de chasse en embuscade mutuellement bénéfique
(+ fèces fourmis qui améliorent transit plante)