Chapter 4 Flashcards
Expliquez les réseaux et chaîne alimentaires.
- 1 réseau = plusieurs chaînes
- Chaîne = plus court/plus précis car lien direct entre la production végétale et un prédateur au sommet
- Réseau = tout entrecroisé car ensemble de tous les liens alimentaires
Est-ce que les réseaux et chaînes alimentaires peuvent changer pour une espèce?
Oui, exemple su Hareng (poisson)
• Différentes niches d’alimentation au cours du développement =place dans chaine alimentaire espèce peu changer selon son dév
•petit 7-12 mm (mange juste phytoplancton) & peut se faire manger par n’importe quel autre prédateur comme méduses (vulnérable)
-si survie, grandit = devient plus gros alors trop gros pour se faire manger par méduse (change place dans chaine), eux manger proies de plus grandes tailles, mangent proies qui autrefois étaient des prédateurs lorsqu’ils étaient petits(plus grandes diversité de proies because bigger)
Qu’est-ce qui assure la stabilité des écosystèmes?
Les liens fonctionnels entre les différentes composantes de la communauté, soit : les producteurs primaires –> herbivores –> carnivores –> décomposeurs
Qu’est-ce qui permet à l’écosystème naturel de maintenir un état de haute biodiversité?
Le grand éventail d’interactions possibles entre les espèces (compétition, prédation)
Expliquez ce ceci :
Complexité & Redondance –> Résilience
Si plusieurs organismes = remplir même rôle écologique (redondance fonctionnelle) –> transferts d’énergie et écoservices sont moins susceptibles d’être altérés par une perturbation environnementale (ou la disparition d’une espèce en particulier)
Plus organismes même rôle = plus stable (moins probable être altéré because transfert energie)
Quel est l’avantage de l’interaction multiple comparativement à l’interaction simples (linéaire)?
- L’interaction simple : végétal –> herbivore –> carnivore
- Tandis que l’interaction multiple possède plusieurs entrecroisements entre les différents organismes
Si espèce disparait (herbivore) –> entraine disparition de espèce qui la consomme (carnivore)
Mais lui multiple = tout autres espèces écosystème sont capable de perdurer meme si une espèce disparait
Une espèce généraliste ou spécialiste a-t-elle plus de chance de survie quand à la disparition d’une espèce?
Espèce généraliste qui peut manger plusieurs proies a plus de chances de survie (lien multiple)
Quels sont les deux notions fondamentales d’énergie & types de nutrition?
- L’énergie circule linéairement et de manière unidirectionnelle (d’une niveau alimentaire au suivant)
- Les réseaux alimentaires obéissent aux 2 lois de la thermodynamique
- E ne peut être créée ni détruite, mais elle peut se transformer
- Transformation d’E = partie de E est libérée sous forme de chaleur (= perte pour l’écosystème)
Qu’est-ce qui est le produit de la transformation imparfaite entre les différentes formes d’énergie utilisables?
Énergie thermique = chaleur
Quelles sont les sources principales d’énergie des réseaux alimentaires?
- E radiante: énergie émise sous forme d’onde électromagnétique par une source (lumière solaire)
- E chimique: énergie contenue dans les liens qui unissent les atomes entre eux dans les molécules
- Unités sont Kcal = 1000 calories
- Analogie = potentielle (E qui est stocké) –> perte E chaleur –> cinétique (E mécanique)
Quels sont les deux grands types de nutrition?
Autotrophes
- Utilise E radiante ou chimique –> utilise sa propre E –> ne dépend pas des autres organismes
- producteurs primaires –> piliers du réseau alimentaire
- Plantes, bactéries
Hétérotrophes
- Utilisent composés organiques des autotrophes et hétérotrophes pour se nourrir–> Matière organique (C,H,O) végétale ou animale –> dépend des autres organismes
- animaux (digestion), champignons, bactéries de décomposition
Quel est la conclusion de la biomasse des plantes et bactéries?
•Biomasse végétale = 467
•Biomasse bactérienne = 350-550
*Eux plus grande biomasse = ont un impact majeur sur les cycles biogéochimiques globaux
*biomasse plantes + bactéries = 100 000 fois > à biomasse animaux + humains
Qu’est-ce que la biomasse?
•qt E emmagasiné en chaque indiv –> si brule = montre E stocké ds individu –> en Gt = 10^15 g
Biomasse animaux
Quel est la conclusion de la biomasse des humains?
•Biomasse animale = 0.007
•Biomasse humaine = 0.003
*Le fait que les humains arrivent à perturber ces cycles biogéochimiques implique une consommation disproportionnée des ressources à des fins autres que la subsistance
Quel est le défi pour les autotrophes (à la base des réseaux alimentaires)?
- Pas utiliser CO2 directement = doit fixer et réduire le CO2 afin d’en extraire le carbone et l’assimiler dans la matière organique
- A: capable fabrique leur propre nourriture:
Capte CO2 ds atmosphère –> fixer CO2 –> réduire CO2 –> utiliser atome de carbon –> pouvoir l’incorporer dans molécules (sucres & other)
L’oxydo-réduction
Oxydation
Réduction
Oxydation= forme molécule –> Libération E (exothermique)
Réduction = brise molécule –> Consommation E (endothermique)
Expliquez le processus de Fixation et réduction du CO2
- CO2 est fixé par l’enzyme Rubisco
- CO2 est réduit –> E brise les liens pour prendre le C
- Cycle de Calvin
- C est intégré à une composante organique (glucose)
Le processus de Fixation et réduction du CO2 nécessite un apport externe d’E qui peut provenir de où?
- Chimiosynthèse
(pas besoin de soleil/lumière)
-Photosynthèse
(caractéristique de tous les végétaux )
Ordre chronologique de chimiosynthèse & photosynthèse (évolution)
A) Bactéries chimiosynthétiques = 4 milliards
B) Bactéries photosynthétiques –> cyanobactéries (tous possèdent enzyme Rubisco) = 3 milliards
C) Phytoplancton (unicellulaire)= 2 milliards
pluricellulaire
D) Plantes terrestres
Qu’est-ce que la chimiosynthèse? (2)
- Oxyder des molécules (NH4 ou NO2) pour obtenir de l’E
* Aucune lumière n’est requise
Quel processus permet la chimiosynthèse?
Nitrification = oxydation de NH4 ou NO2 (réactifs) comme source d’E
Ammonium avec O2 –> NO2 + 4H + E
Nitrite avec H20 –> NO3 +2H + E
Nom des bactéries qui utilisent le processus de chimiosynthèse pour fabriquer leur propre E
Ammonium (NH4) = Nitrosomonas
Nitrite (NO2) = Nitrobacter
Quelle est la source d’E qui permet la fixation et la réduction CO2?
Par quoi est-elle captée?
- La lumière = source E
- Captée par la chlorophylle, un pigment situé dans les chloroplastes
Formule photosynthèse
3 composantes permet fabriqué sucre (base chaine alimentaire)
6CO2 + 6H2O + lumière —> C6H12O6 + 6O2 + chaleur
- lumière
- H20
- CO2
Différence entre chimiosynthèse et photosynthèse?
- P: Oxyde pas ammonium and nitrite mais bien capte E solaire par chloroplaste (vert) & utiliser Rubisco pour fixer le C et s’associer avec H20 pour former molécules plus complexes
- P : nécessite lumière & pas Chimiosynthèse
Les plantes qui font de la photosynthèse dégage de l’E en quoi?
Dégage O et chaleur (une certaine perte d’E)
Expliquez le changement de l’environnement dans lequel le Rubisco a été créée et l’environnement d’aujourd’hui.
•Rub apparu quand cyanobactéries (à ce temps là = bcp plus de CO2 que de O2) mais mtn inverse –> changement utilisation Rubisco
Problème 1
-rUBISCO plus efficace au début quand il y avait plus de CO2 mais avec augmentation plantes =
co2 rarifié atmosphère –> rubisco pas aussi efficace (en plus elle est une rx lente)
Quel changement a entraîner les cyanobactéries et les phytoplanctons?
•Rubisco apparu avec les cyanobactéries = a permis de fixer CO2 et produire O2 = diminution de CO2 et augmentation de O2
*(La Rubisco apparue époque où 10.000 fois plus de CO2
que d’O2)
•Mtn O2 = 21% (plus a de plantes = plus plantes utilisent CO2 et augmente quatité oxygene –> ce qui explique ce changement)
*Aujourd’hui il y a 568 fois plus d’O2 que de CO2
4 milliard vs now
- 0.037% vs 21 % (O2)
- 1% vs 0.0001% (CO2)
Quel est l’impact de l’apparition des cyanobactéries et des phytoplanctons? (Général)
•Quand ces deux entité (cyanobactéries & phytoplancton) sont apparues = changement composition dans atmosphère
Quel est la conséquence de la lenteur de la Rubisco (enzyme archaïque et inefficace)?
- Lente
- Faut bcp de CO2 (mais atmosphère mtn a bcp moins CO2 qu’auparavant lors de son apparition)
- Peu spécifique = elle se trompe de cible car prend O2 comme substrat au lieu de CO2
*moins spcéfifique car travail avec une autre molécule (capable de capter de oxygene et pas de CO2, mais si capte O2 alors peut pas faire photosynthèse)
Quel est l’effet théorique de l’enzyme Rubisco si augmente CO2 dans atmosphère?
- Si CO2 augmente –> Rubisco moins prendre O2 –> devrait etre plus efficace (mais seulement theorique car pas rendu à ce pt la)
- si la teneur relative en CO2 augmente dans l’air la rubisco devrait fixer moins d’O2 (probabilité)
Expliquez
Prise de CO2 = Problème d’évaporation
Les stomates foliaire (pores) = quand sont ouvertes pour capter CO2 –> plante perd de l’eau = pas optimal
- si chaud = pas optimal ouvrir stomate car perd encore plus d’eau
- si moins co2 = rester ouvert plus stomate = perd plus eau
Ceci est dû à l’inefficacité de la RUBISCO (i.e. les stomates doivent rester ouverts longtemps)
C3
Co2 inclu dans cycle de calvin et grâce au soleil –> fabriquer sucres plante pour faire grandir/ nourrir
*not need to know full cycle just name
Quel est l’impact que l’enzyme PEP carboxylase soit apparue il y a 15 millions d’années?
La PEP carboxylase a évolué dans une atmosphère déjà riche en O2 = elle est très spécifique au CO2 et beaucoup plus rapide que la Rubisco
C4 Variante CAM
C4 Variante CAM –> les plantes prennent le CO2 la nuit et le fixent pendant le jour limitation des pertes d’eau (air moins sec et moins chaud) –> bcp plus capable adapter milieux chauds et desertique car ouvre minimum stomate la nuit
*différence avec CAM = juste capable de faire la premiere etape la nuit
Autres C4 –> capable de faire processus nuit ou jour
Combien plantes en C4?
Minorité = 15 %
Rubisco + PEP carboxylase
−maïs
−canne à sucre
−herbacées
−cactus (CAM) –> ouvrir stomate que la nuit pour éviter de perdre l’eau
Dépendamment quantité CO2, quelle plantes C3 ou C4 est plus efficace.
(graph important me draw me think)
[CO2] forte = plantes C3 avantage
*plafonnent éventuellement
[CO2] faible = plantes C4 avantage
*plafonnent car PEP carboxylase est saturée + le coût énergétique de l’étape de concentration n’est plus avantageux
Quoi influence la quantité de photosynthèse?
-Qt de CO2 (plus co2 –> plus facilité rubisco capter –> plus de photosynthèse)
Quel est l’avantage de la stratégie C4?
Limiter la perte d’eau en milieu sec et/ou chaud
Vrai ou faux : l’avantage de la stratégie C4 continue de s’opérer sous les hautes latitudes?
Faux.
En hautes latitudes = l’évaporation est moindre –> le coût énergétique de la PEP-carboxylase devient un handicap
Haute latitude –> québec (pole) –> moins soleil (plantes transpirent moins donc pas besoin de PEP carboxylase)
*PEP carboxylase requiert de l’E donc faut que aille avantage
Équateur –> C4 (pus de transpiration alors pour éviter transpiration C4 plus efficace)
Quel est l’effet de l’augmentation en CO2 sur la biomasse forestière?
*Plus plante produit biomasse = plus grandit
Dome pour controler les facteurs à intérieur (peut mettre plus de CO2 par exemple à 550 ppm) –> mais très peu de changement des plantes
-seulement impact pour les jeunes arbres (profitables –> plus capable de grandir) = + 23% pour les jeunes arbres
- C3 –> oui plus CO2 –> plus photsynthèse mais avantage est annulé par le fait que la température augmente aussi –> négligeable;e (15-20%)
- C4 –> moins susceptible au réchauffement –> négligeable (0-10%)
Quel est l’effet de l’augmentation en CO2 sur la biomasse forestière?
*Plus plante produit biomasse = plus grandit
Dome pour controler les facteurs à intérieur (peut mettre plus de CO2 par exemple passe de 276 à 550 ppm) –> mais très peu de changement des plantes
-seulement impact pour les jeunes arbres (profitables –> plus capable de grandir) = + 23% pour les jeunes arbres
- C3 –> oui plus CO2 –> plus photsynthèse mais avantage est annulé par le fait que la température augmente aussi –> négligeable;e (15-20%)
- C4 –> moins susceptible au réchauffement –> négligeable (0-10%)
La respiration cellulaire est-ce l’inspiration?
Qu’est-ce?
- Ce n’est pas l’inspiration.
- La respiration cellulaire désigne l’oxydation du glucose (réserve d’énergie chimique) libérant l’énergie nécessaire au travail
- la respiration consomme de l’O2 et produit du CO2
La respiration cellulaire est-ce l’inspiration?
Qu’est-ce?
- Ce n’est pas l’inspiration.
- La respiration cellulaire désigne l’oxydation du glucose (réserve d’énergie chimique) libérant l’énergie nécessaire au travail –> détruit molécules pour prendre E
- la respiration consomme de l’O2 et produit du CO2
Vrai ou faux.
Tous les organismes respirent, avec ou sans poumons, incluant les plantes et les bactéries?
Vrai.
De quoi se compose la photosynthèse (2)?
production nette de biomasse + respiration
Qu’est-ce que la PPN?
- Production primaire nette (PPN) = photosynthèse - respiration
- gain net de la plante –> ce que la plante va emmagasiner (sans utiliser) –> stokcer et permettre de grandir
- grammes de carbone par mètre carré par an
Qu’est-ce que la PPN globale?
PPN globale = capacité de la planète à stocker le CO2 atmosphérique dans la biomasse végétale (climat)
Vrai ou faux.
La PPN est la capacité de support à moyen terme pour les populations hétérotrophes (humaines et animales)
Vrai.
De quoi est composé la sécurité alimentaire au sens large?
PPN nationale + réserve = sécurité alimentaire au sens large
Quels sont les 3 cas de la consommation du carbone p/r PPN ?
•consommation C < PPN –> la biomasse végétale peut s’accroître jusqu’à sa limite naturelle (contraintes physiques et chimiques)
•consommation C = PPN –> système est en équilibre (gain - perte = 0)
*rien stock, tout consommé par animaux et humains
•consommation C > PPN –> le capital photosynthétique est entamé (régional –> exportation; planétaire –> problème…)
*aller chercher dans reserves –> diminution qt végétaux –> dimunution photosynthèse
Quels sont les 3 facteurs qu’un arbre a besoin pour faire de la photosynthèse?
Capable de former quoi grâce à la photosynthèse?
Qu’est-ce qui est libérer lors de la photosynthèse?
- CO2
- H20
- Lumière
-Capable de former molécules complexes
- O
- Chaleur
Il y a t-il plus d’organismes qui effectuent de la photosynthèse ou de la respiration cellulaire, pourquoi?
La photosynthèse peut juste être fait par les plantes, tandis que la respiration (cellulaire) peut être fait par les plantes, animaux et bactéries décomposantes.
Qu’est-ce que la respiration?
C6H12O6 + 6O2 –> 6CO2 + 6H2O + énergie
Comment l’écureuil fait de la respiration?
Écureuil dégrade les molécules stocker par les arbres en utilisant de l’oxygène. Il libère du CO2, H20 et de l’énergie.
Comment les bactéries décomposantes font de la respiration?
bactérie décomposantes (respire aussi en utilisant des molécules complexes) –> utilisent les parties mortes –> nutriments dans sol –> oxydant les tissu de l’ecureuil/ quand arbre meurt/branche tombe/feuille tombée –> se dégradent par bactéries décomposantes en prenant E stocké)
Quel est le réseau alimentaire entre l’arbre, l’écureuil et les bactéries décomposantes?
L’arbre est mangé par l’écureuil
L’arbre et l’écureuil sont mangés par les bactéries décomposantes
De quoi dépend la PPN?
- Concentration de CO2
- Lumière
- Apports de nutriments
- Température
- H2O pour les plantes terrestres
Qu’est-ce que la loi du minimum de Liebig?
Le résultat d’une chaîne de processus est limité par le maillon le moins performant (des 5 aspects)
Qu’est-ce que la lumière de compensation Ic?
Ic = minimal lumière pour avoir autant de photsyhèse que respiration
Lumière > Ic
- production nette de biomasse (PPN)
- si valeur supérieur Ic –> va y avoir PPN qui a tendance à augmenter plus il y a de lumière –> mais au bout moment va y avoir un limitation (arrive à un maximum photosynthèse –> saturation activité enzymatique)
Lumière < Ic
Déficit énergétique (perte de biomasse, mortalité)
Impact de la lumière forte sur la PPN?
Lumière forte: l’activité enzymatique (e.g. rubisco) est limitante –> végétaux peuvent atteindre un point de saturation lumineuse = produisent maximum de photosynthèse possible de produire (inutiles augmenter intensité lumière car trop chaleur)
Impact de la lumière intense sur la PPN?
Lumière intense: dommages causés aux chloroplastes –> photoinhibition = processus par lequel un excès de lumière diminue la vitesse de la photosynthèse
Impact de l’intensité de la lumière sur les plantes (générales).
Plus l’intensité lumineuse est élevée = plus photosynthèse est active = demande en CO2 augmente.
Si plus de CO2 = plus capable de faire photsnthèse = plus capable de faire de PPN
L’effet d’une augmentation en CO2 ne se manifeste que si
- L’intensité lumineuse est suffisamment forte
- Les autres facteurs de croissance ne sont pas limitants
- Autre limitation comme azote, phosphore, H2O (pas lié de lumière ni de co2 –> comme si oublie arroser ou pas assez engrais)
Qu’est-ce que la photosynthèse permet de faire entrer dans l’écosystème?
- l’énergie
- le carbone
Quels nutriments les plantes ont besoin pour leur fonctionnement/biosynthèse?
- Azote (N) –> Acides aminés et nucléiques, protéines
- Phosphore (P) –> ADN, ARN, lipides essentiels
- Métaux (ex: Fe) –> Enzymes
Quel est le maillon faible de la PPN en milieu aquatique et parfois en milieu terrestre?
C’est l’apport en nutriments!
Plusieurs régions de l’océan sont limitées en azote ou en fer (phatocynton –> limité )
Quelle sont les 3 formes principales formes d’azote utilisées (milieux aquatiques, terrestres et agricoles)?
-NH4 (ammonium)
-NO3 (nitrate)
-N2 (azote gazeux)
Quelle est la forme d’zote la plus utilisé et qui retourne sous cette forme l’azote dans l’environnement après la décomposition?
NH4 (ammonium): assimilable directement par toutes les plantes et bactéries
NO3 (nitrate)
- Utilisable par la plupart des plantes et bactéries.
- NO3 est oxydé –> les cellules doivent le réduire en NH4 avant de l’assimiler
Forme d’azote la plus abondante dans l’environnement, mais la majorité des plantes et des bactéries ne peuvent pas l’utiliser
- N2 (azote gazeux): fixé uniquement par certaines bactéries qui prolifèrent dans le sol ou dans l’eau
- cyanobactéries filamenteuses/ algues bleues (Microcystis & Anabaena) utilisent N2 comme source d’azote –> grâce à fixation N2 que cyanobactéries prolifèrent dans certains lacs l’été
- La fixation de N2 demande beaucoup d’énergie –> n’est avantageuse que lorsque les autres formes d’azote (nitrate, ammonium) sont épuisées
Rôle de la température et des précipitations sur PPN.
Plus pluie, plus eau disponible = plus PPN disponible
Plus temp augmente = plus PPN augemnte
*PPN moyenne (g C / m2 / an)
PPN terrestre globale
- PPN terrestre globale = 56.4 Gt C
- Foret tropicales (amazonie, asie) = zones plus PPN car plus végétaux (apporte le plus de PPN à notre planete = sont à la base de notre chaine alimentaire)
- Lui moins = en Afrique car désert
Vrai ou faux
La biodiversité augmente avec la PPN
Vrai
si forte biodiversité végétale = forte biodiversité animal
qtt PPN dans écosystème
Modes d’alimentation hétérotrophe (4)
fabrique pas PPN, prend PPN autres indiv
- Herbivores –> organismes qui se nourrissent exclusivement des plantes ou de leurs produits
- Carnivores –> nourrit tissu animal
- carnivore primaire = nourrissent herbivores
- carnivores secondaire = nourrissent carnivores primaires
- Détritivores = décomposeur car se nourrissent de déchets organiques
- Omnivores –> peuvent alterner entre les modes de nutrition herbivores et carnivores
En faisant de la photosynthèse –> procuré de la biomasse, quel est un synonyme de biomasse?
Synonyme de biomasse est PPN
De où provient la perte d’E dans une chaîne alimentaire?
Dans les producteurs primaires –> perte non-utilisable = respiration
Herbivore et carnivore –> non-utilisable = déchets + respiration
*Herbivores et carnivores = ingestion de production de biomasse de niveau inférieur
Pourquoi ne peut-il pas y avoir une infinité de niveaux alimentaires si la base de la pyramide d’E est très large?
Car la majorité de l’énergie se dissipe dans l’environnement
Comment est construite la pyramide d’E?
- Énorme quantité PPN produit plantes
- Producteurs primaires –> Herbivores –> Carnivores
•Savoir que 1.6% passe producteurs primaires (plantes) à herbivoire
et 8% herbivore et carnivore (plus facile digéréer tissu animaux que tissu végétaux –> grâce à une diète riche en protéines et hydrates de carbone)
- Pas infinité de niveaux
- Faut « brûler » bcp production primaire pour produire un carnivore
- Impossible pour les humains de se nourrir exclusivement d’herbivores et encore moins de carnivores
Quels sont les 3 rendements des transferts alimentaires dans l’écosystème?
- Rendement d’exploitation
- Rendement d’assimilation
- Rendement écologique
Rendement d’exploitation
Rapport entre:
quantité de nourriture ingérée/consommateur
&
quantité de nourriture disponible
Rendement d’assimilation
Rapport entre:
quantité de nourriture assimilée (=digérée)
&
quantité de nourriture ingérée/consommateur
- mieux si consomme viande que végétaux car plus facil digérer
- fonction de la valeur nutritive ou de la digestibilité de la nourriture en question
Rendement écologique
Rapport entre:
production de biomasse d’un consommateur
&
la biomasse de nourriture disponible
*fonction du rendement d’exploitation, du rendement d’assimilation et l’énergie (respiration) dépensée par le consommateur
Schéma p.57
likes schema because synthetizises all
soleil base sauf chimiose
plantes –> enorme production E, de ppm –> herbivores –> carnivores primaires (donne ppm)
tout ce qui va mourir = bactérie détritivore (heterotrophe) qui consomme ppm, en cosommant ppm permet de retourner nutriments dans sol dispo
respiration = perte E
nutriment, co2 et soleil = permet produire photosynthèse
Qu’est-ce que qui différencie l’énergie solaire et les éléments essentiels?
Les éléments essentiels sont en quantité fixe et non-transformables = ils doivent donc circuler de façon efficace et être recyclés dans l’écosystème
Qu’est-ce que des macro-décomposeurs?
Détritivores qui ingèrent ou fragmentent la matière organique morte (carcasses, feuilles, bois)
Ex:carcasses, feuilles, bois)
Qu’est-ce que des micro-décomposeurs?
Petits hétérotrophes qui décomposent les petites molécules organiques mortes au moyen d’enzymes digestives extracellulaires
Ex: champignons, bactéries hétérotrophes
Quel est le lien entre les macro-décomposeurs et les micro-décomposeurs?
Compost –> Les macrodécomposeurs fragmentent le bois et rendent les résidus accessibles aux microdécomposeurs (sont nécessaire pour les micro-décomposeurs)
Vrai ou faux
Chaque type de décomposition de la matière organique est effectuée par différentes bactéries hétérotrophes spécialisées qui utilisent différents oxydants
Vrai
Quel bactérie permet la décomposition à l’aide de l’oxydant : oxygène (O)?
Aérobie (Respiration)
CH2O + O2 → H2O + CO2
E: 686 kcal (plus E)
Quel bactérie permet la décomposition à l’aide de l’oxydant : nitrate (NO3)?
Dénitrifiante
CH2O + NO3 → H2O + CO2 + N2
E: 570 kcal (moyen E)
Quel bactérie permet la décomposition à l’aide de l’oxydant : monoxyde de carbone (CO2)?
Méthanogène
CH2O + CO2 → H2O + CH4
E: 58 kcal ( moins E)
Qu’est-ce que le processus de dénitrification?
- Lorsque l’oxygène manque, certaines bactéries utilisent le nitrate (NO3-) ce processus le convertit en azote gazeux (N2) et est appelé dénitrification
- Les gaz produits sont le CO2 et N2
Quel est le pire oxydant et que produit ce processus?
- Pire oxydant = CO2
- Utilise quand il n’y a plus de nitrate
- Produit du méthane (CH4) = un puissant gaz à effet de serre
Quelles sont les étapes de la dénitrification?
2NO3- (nitrate) → N2O (oxyde nitreux)→ N2
La conversion de NO3 à N2 est parfois incomplète car il y a la libération de N2O dans l’atmosphère
Peut-on considérer la dénitrification comme l’inverse de la fixation d’azote?
Vrai.
Mais dans le premier l’azote sert uniquement d’oxydant alors que dans le second l’azote est assimilé pour la nutrition
Quel est l’avantage d’une grande taille pour une plante?
Un avantage pour capter la lumière.
De quoi est composé la structure d’une plante terrestre? (2)
- de support pour combattre la gravité et exploiter la lumière
- constituées de cellulose (feuilles) et de lignine (tronc) de très faible valeur nutritive
Allocation de la biomasse chez le chêne
- Jeune (2 ans) –> biomasse foliaire relativement nutritive importante (feuilles/branches), moins de biomasse accordé au tronc car petit
- Vieux (60 ans) ou grande taille = réservoir de carbone important
À biomasse égale, les arbres vieux ou grands stockent plus de carbone, pourquoi?
Car tronc plus grand donc peut stocker plus de carbone dans leur tronc.
Vieux ou Grand = stocké C = stocké ppm
Biomasse est ppm accumulé
Branche et tronc –> pas facile à consommer mais ça reste un réservoir de ppm (peut soit manger ou brûler = consommer)
Phytoplancton
flotte sur l’eau + n’a pas besoin de structures de support rigides
Une petite taille est un avantage car la flottabilité d’un corps sphérique dans l’eau est inversement proportionnelle à son rayon (La loi de Stokes)
Quelle est la loi de Stokes?
V = 2g (D-d) r2/ 9u
Plus la densité d’un organisme est proche de celle de l’eau, moins la vitesse de chute est importante
Loi de Stokes –> proportionnel de la taille de la particule (plus grande = plus va avoir tendance à chutter et pas flotter)
& d (salinité de l’eau) –> donc plus D-d est petit
Pour que flotte = besoin R et d plus proche de D pour que valeur V soit plus petite et donc flotte le plus
Quel est l’avantage de la faible densité des phytoplanctons?
•haute teneur en protéines, lipides et hydrates de carbone = grande valeur nutritive (énergie) pour les herbivores
sucres
phytoplancton est tres nutritive car Besoin cellule = petite + contient (protéine, lipide, sucres)
Rendements d’exploitation faibles en milieu terrestre
Car herbivores terrestres n’ont accès qu’à une faible proportion de la matière organique autotrophe (pas le cas en milieu aquatique)
Milieux terrestres: 17% de PPN
Milieux aquatiques: 79% de PPN
Rendements d’assimilation généralement faibles en milieu terrestre
Feuilles moins rendement (terrestre) que aquatique (phytoplancton) –> plus nutritive et petite densité pour flotter
La cellulose des feuilles et des herbes est peu nutritive et indigeste pour beaucoup d’animaux
Feuilles, herbe < 30%
Plantules 60%
Graines 80%
Phytoplancton > 80%
PPN aquatique
•Diatomée + phytoplancton –> mangé par zooplancton
•chaînes alimentaires aquatiques = organismes
très petits
PPN terrestre
•Terrestre = passe de vegetaux vers herbivore –> moins de maillonts dans réseau trophique terrestre
•faut généralement de nombreuses étapes pour acheminer le carbone
vers les organismes de grande taille
Différences entre la PPN aquatique et terrestre
Les milieux aquatiques montrent un plus grand : -rendement écologique (plein océan = 25% / prairie = 10%) -nombre de maillons alimentaires (plein océan = 7% / prairie = 4%)
*À chaque mailot perte E mais même si plus maillont E aquatique –> meilleur rendement énergetique (plus efficaces les maillots)
PPN & Biomasse terrestre et océanique
PPN moyenne Océanique = 134 g C/ m^2
PPN moyenne Terrestre = 378 g C/ m^2
La biomasse végétale marine est faible à cause du fort rendement d’exploitation de la PPN par les herbivores
- Renouvellement ppm océanique se fait plus rapidement que terrestre
- Biomasse océanique –> reste presque plus car phytoplancton E presque tout consommé par maillots Phytoplancton
Transfert d’E dans le milieu aquatique
Soleil –> Phytoplancton –> zootoplancton –> petits poissons –> grands poissons
*unités E transférés
(plus maillots = pas même assimilé chaque stade)
Cas de saumon
4 niveaux alimentaires (aquatique)
phytoplancton –>krill –> poissons plantivores –> poisson piscivores
2 maillon niveau terrestre :
nourriture végétale –> Boivin
- Seulement 0.1 % de la PPN est convertie en saumon
- Rendements très faibles de la pêche et de l’aquaculture
- meme problématique milieu terrestre et aquatique = pas efficace
Différence dans le rendement écologique de la pêche et de l’aquaculture
Rendement écologique aquaculture > pêche
Mais faut tout de même grande qtt PPN océanique (333 kg de PPN océanique pour 1 kg de saumon)
*car moins dépenses E car reste meme milieu, pas prédateurs…
Saumon sauvage: 10 kg de petits –> poissons 1 kg de saumon
Aquaculture: 3 kg de petits poissons –> 1 kg de saumon
Le rendement écologique des animaux de ferme est de 40 à 100 fois supérieur à celui de l’aquaculture!
pour arriver aux petits poissons (a eu phytoplancton et ensuite zooplancton et autre –> donc a deja consommé de la ppm pour arriver la )
tandis que terrestre les végétaux passent directement au boeuf
Consommation humaine de la PPN terrestre
Combien de Gt et quel est le pourcentage?
- Globalement: l’humain consomme ~ 21 Gt de carbone (alimentation, fibres, bois, fourrage, transformation)
- L’humain consomme 37% de la PPN terrestre
Quel pourcentage de PPN consommé par les animaux?
Les animaux consomment environ 17% de la PPN par unité de biomasse
&
Les humains consomment 5 fois plus de PPN que les animaux
Quel est un enjeu majeur dans un contexte de croissance démographique?
La sécurité alimentaire
PPN Canada et reste du monde
Canada –> forets arbre bcp (ppn stocké) donc plus que ce qu’o consomme
si endroit bcp monde = dépense plus PPN (pas le choix importer PPN de pays, comme canada exporter bois)
