Cours 4- Dispersion, colonisation, invasion Flashcards
Globalement, que permet la dispersion?
elle permet éventuellement à la colonisation de nouveaux milieux, qui peuvent, dans certaines conditions mener à une invasion
= c’est la manière dont les espèces vont ÉLARGIR LEUR AIRE DE RÉPARTITION
Qu’est-ce que la dispersion?
un processus fondamental en biogéographie
=capacité des organismes de se déplacer de leur lieu de naissance ( germination) jusqu’à un nouvel endroit
- parfois la dispersion ne concerne qu’un seul stade du cycle de vie d’un organisme –> différents des mouvements saisonniers ( migration : les espèces ont volé pour s’y rendre)
ex: le cas de la vaste majorité des plantes : ne peuvent pas se déplacer
Qu’est-ce que le propagule?
Une enveloppe permettant au matériel génétique d’une espèce/ d’ un organisme de se disperser . Ça prend une enveloppe pour que les chromosomes puisse se déplacer
- reproduction sexuée : graine, spore
-reproduction asexueé : gemma, racine, rhizone
gemma : cellule ou groupe qui se détache de la plante-parent et se développe comme un nouvel individu = fragmentation
rhizone: tige souterraine qui va se ramifier avec le temps . Aux extrémités: jeunes plantes
ex: Cnidaires = cycles de vie où ils alternent entre polypes et méduses
Que sont les mécanismes de dispersion?
Les mécanismes de dispersion sont nombreux, et certains sont mêmes surprenants!
De manière générale, on peut les classer en 2 grandes catégories : la dispersion active et la dispersion passive.
Qu’est-ce que la dispersion active? (définition)
Elle se produit quand les organismes se dispersent de leur propre chef
= certaine espèces ont la capacité de se déplacer d’elles-mêmes, parfois sur de longues distances en volant, en nageant ou en marchant.
- Le vol est probablement le mode de dispersion le plus efficace, puisqu’il permet de franchir plusieurs barrières hostiles que la marche et la nage ne permettent pas de franchir
ex: colibir, barge rousse, collamboles
Qu’est-ce que la dispersion passive? (définition)
Elle se produit quand les organismes sont transportés par des agents physiques ou biologiques
= c’est le mode de dispersion de la vaste majorité des organismes : les plantes, plusieurs invertébrés, les champignons et la plupart des microorganismes se dispersent de manière passive.
*les moteurs de cette dispersion peuvent être la
-gravité
-vent
-mouvement de l’eau
= certains organismes utilisent aussi d’autres organismes (animaux) pour se transporter
Qu’est-ce que l’endozoochorie ?
Quand des plantes ( sous formes de graines) sont transportées à l’INTÉRIEUR d’un animal comme la Chicoutai
Qu’est-ce que l’exozoochorie?
C’est lorsqu’une plante est transportée SUR un animal comme les fruits de la bardane
La balistique est …
aussi un mode de transport passif
Quels sont les types de dispersion? (3)
1 par saut
Sur quoi se base la classification des types de dispersion?
En fonction de la vitesse à laquelle elle se produit. La dispersion peut se faire très rapide ou très progressive.
Quelles sont les 2 phases qu’une même espèce peut être lors de la dispersion
1 - phases mobiles
2- phases fixes
Lors de la dispersion : un même individu peut tout faire. La méduse peut se déplacer et émet des bébés qui eux vont tomber sur le fond de l’eau, sur une roche ( phase fixe).
Le bébé va manger ce qu’il a autour et croître. Le bébé va grandir ( polype) et à maturité, il va émettre une petite méduse ( phase active) qui à sont tour reproduire ces activités
Quelle est la différence principale entre la phase fixe et la phase active?
Phase fixe = il existe . Il mange et grandi
phase active = il se déplace
Qu’est-ce que la dispersion par saut ? (définition)
=Un organisme va parcourir une longue distance en très peu de temps ( heures à jour)
-C’est la dispersion la plus commune. Particulièrement fréquent dans la colonisation des îles.
-Elle peut être active ou passive
ex: les oiseaux. Ils ont la capacité de se déplacer sur de longues distances et déterminer où ils veulent aller ( lien avec la colonisation des îles). Il y a beaucoup d’espèces aviaires qu’ailleurs. Ils peuvent se disperser activement et coloniser des endroits dispersés
ex2: Tortue sur un morceau de bois. Passive et par saut. Passive, car la tortue n’a pas la capacité de déterminer où le bois va aller. Elle peut tout de même parcourir de longues distances.
ex: iles colonisées par ce type de dispersion : nouvelles iles : KRAKATOA
Dispersion par saut : île de Krakatoa
CONTEXTE : Île volcanique, volcan qui a explosé en 1883. Le volcan a disparu et l’ile aussi. La plus intense !!!!!! Bruit a été entendu jusqu’à 5 000 km plus loin. Sur place, catastrophe humanitaire + tsunami. Ondes de choc à fait 7x le tour de la Terre…800m de haut qui sort de l’océan à plus rien à la surface et 250m sous le niveau de la mer aussi…des coraux ont été propulsé à 30 km…Aujourd’hui, encore activité volcanique. Bébé du Krakatoa
COLONISATION: C’est un endroit phénoménal pour étudier la colonisation d’une nouvelle île par des espèces. On observe et on quantifie l’effet de la dispersion des espèces sur la colonisation. Cet exemple-là est suivi depuis 1883.
Immédiatement après l’explosion, même s’il n’y restait plus rien, des espèces s’y sont établies.
DISPERSION PAR SAUT : Observation d’une dispersion par saut, car toutes les espèces présentes sur l’île ont dû utiliser la dispersion par saut! (personne n’a marché pour s’y rendre)
Que permet la dispersion par saut?
- Elle permet d’expliquer la distribution très étendue d’une espèce, mais discontinue de plusieurs espèces animales et végétales ( comme les magnolias, mais en fait, c’est une réponse à l’environnement climatiques)
- Elle explique en partie les similarités et les différences entre les communautés habitant des lieux éloignés mais dont les environnements sont similaires ( importance de la stochasticité)
Dispersion par saut: Qu’est-ce que la stochasticité ?
Stochasticité des événements de dispersion : ils sont très ALÉATOIRES. On ne peut pas dire avec précision pourquoi on retrouve une espèce à quelque part et pas ailleurs!
*Il y a tellement de facteur, très aléatoires et influence de l’humain sur la répartition des espèces
*Si similaires = possibilité qu’une espèce migre ailleurs et qui puisse établir et coloniser
*Si différences= mécanismes de dispersion peuvent être bon pour qu’une espèce s’installe, il faut une colonisation : parfois difficile à s’installer à cause de la compétition
**humain = rôle de la distribution
Qu’est-ce que la dispersion par diffusion? (définition)
Manière dont certaines espèces utilisent pour élargir leur aire de répartition, mais s’effectue très lentement
*C’est toute la communauté ( population) qui se déplace, elle prend de l’expansion sur le territoire d’une génération à une autre ( surtout chez la plante)
Donne 3 exemple de dispersion par diffusion
1 = Salicaire pourpre
On la retrouve maintenant partout en Amérique du Nord. Avant, on la considérait comme envahissante. Entrer en compétition indigènes. Mais en fait, une fois qu’elle est stable à un endroit, elle ne va pas nécessairement entrer en compétition avec les espèces indigènes.
2=Chêne
L’aire de répartition du chêne. Elle est jusqu’au nord de l’écosse. 3 000 ans pour se rendre partout sur le territoire des îles britanniques.
3= cartes : répartition des grands BIOMES
I l y a 21 000 ans vs aujourd’hui. Tout a changé! Il y a eu une dispersion de ces biomes-là. Pourquoi? Glace a fondue et les changements climatiques. Les conditions optimales pour une espèce ne sont plus les mêmes donc les espèces ont migré pour que les conditions répondent à leurs besoins. 20 000 ans pour que la forêt boréale telle qu’on la connait aujourd’hui se déplace. Toute les espèces qui se retrouvent dans ce biome là ( animales et végétales) et ainsi cela a modifié l’aire de répartition de toutes les espèces.
Est-il possible qu’il y ait une dispersion mixte?
Oui!
Par saut et par diffusion
ex:
héron garde-bœuf. Originaire d’Afrique, mais aussi en Amérique. Les migrations ont été fait par quelques individus qui se sont déplacées de manière active. Tranquillement, l’aire de répartition du héron s’est élargie. Cette espèce a aussi des conditions environnementales particulières. Il vit en communautés. Pas longtemps après son installation en Amérique du Sud, déforestation et début du pâturage. L’expansion du pâturage lui a permis d’occuper de plus en plus d’espace. Augmentation graduelle des conditions environnementales qui sont optimales pour lui
Qu’est-ce que la migration séculaire?
Dispersion très rare à observer, car c’est une dispersion d’espèce qui se fait si lentement que les espèces ont le temps d’évoluer en cours de route!
Donne un exemple de migration séculaire
Les chameaux. Les protylopus est l’ancêtre de tous les chameaux, dromadaires…Des populations qui sont partie dans différentes directions. Les populations s’isolent. Il n’y a plus d’échanges de gènes et des centaines de millions d’années plus tard, d’autres populations se sont isolées. Dans les 40 M d’années, évolution de nouvelles espèces en réponse à de nouvelles adaptations environnementales. Se fait sur des milliers de générations : lama et chameau sont cousins!
Qu’est-ce que qui détermine ultimement la répartition d’une espace?
Leur capacité à se déplacer, les conditions environnementales ou les 2 ?
Hypothèse 1 = Becking et Beijerinck
= les espèces ont la capacité de se retrouver partout, mais c’est l’environnement qui va sélectionner si une espèce à le droit ou non de s’y installer
Que réfute-t-on à l’hypothèse de Becking et Beijerinck?
Idée est bonne, mais en réalité, c’est plus complexe que ça
=Ils se basent sur le fait que les microorganismes ont la capacité de se déplacer partout, mais ce n’est pas le cas pour tous!
Qu’est-ce que qui détermine ultimement la répartition d’une espace?
En réalité…
Il y a des barrières à la dispersion. Il se peut qu’il y ait des conditions environnementales optimales pour une espèce, mais qu’elle n’y soit pas là, car elle n’a jamais pu s’y rendre ( facteurs abiotiques, biotiques, historiques)
–> La possibilité de se disperser au-delà de ces barrières dépend de leur étendue et des caractéristiques de l’espèce
= les caractéristiques INTRINSÈQUES à l’espèce vont déterminer si oui ou non elle pourra se déplacer sur de longue distance…si oui, si des espèces ont développé des adaptations pour vivre dans des conditions environnementales variables et fluctuantes, elles seront avantagées à survivre, à s’adapter lors de leur trajectoire
–>Les organismes qui sont habitués de vivre des fluctuations dans leur environnement ont probablement plus de chances de traverser ces zones inhospitalières …
Quelles sont les conditions pour coloniser un endroit à la suite de la dispersion? (3)
Pour pouvoir coloniser de nouvelles zones et donc étendre son aire de répartition, une espèce doit pouvoir:
1) Voyager vers un nouvel endroit
2) Résister aux conditions environnementales potentiellement défavorables pendant le voyage et une fois arrivée au nouvel endroit
3) Établir une population viable à destination ( il faut la retrouver de manière permanente ou semi-permanente)
Établissement d’une colonie : Qu’est-ce que la colonisation? (définition)
Quelques individus qui arrivent à un endroit et établissent une nouvelle population
Comment s’effectue l’établissement d’une colonie : colonisation?
1) Se rendre è bon port en nombre suffisant
- généralement 1 mâle et 1 femelle, mais pas toujours PARTHÉNOGÉNÈSE ( mode reproduction asexuée 1/2 adn mère 1/2 père, ex: lézards)
ex: les tortues par radeau
2) La plupart des colonisations sont des échecs!
Pourquoi?
= POur qu’une population se développe, il faut qu’il y aient beaucoup de conditions environnementales et biotiques qui soient réunies.
Ce n’est pas donnée à toutes les espèces d’établir une colonie ( population viable) et de s’adapter( animales et végétales).
= les espèces n’arrivent pas à survivre sur le long terme aux conditions
Après la colonisation: la succession écologique
(définition)
Processus par lequel une série de communautés végétales différentes, les animaux et microbes qui y sont associées occupent l’espace et se remplacent successivement dans le temps dans un écosystème ou un paysage après une perturbation
Quels sont les 2 types de succession écologique?
1) Primaire: on part de rien et on crée un écosystème
2) secondaire: Il y a une perturbation qui modifie la structure de l’écosystème, mais il y a quelque chose au début.
Explique la succession primaire par l’exemple de l’Ile du Krakatoa
Succession de communautés végétales qui apparaissent dans un nouveau milieu ; ça prend du temps et en plusieurs étapes
- formation du sol
-développement de la végétation
-assemblage d’espèces
Exemple : Ile du Krakatoa. Tout a été rasé et a été recouvert par de la lave. Il n’y a plus rien. Peu de temps après, 1 an, on voit le début de pousses d’herbe sur l’île. Après l’explosion, montre la succession écologique qu’on va retrouver sur les îles. Après l’éruption et la création d’un environnement perturbé
a) c’est les cyanobactéries qui s’installent. Développement de colonies microbiennes et alternations de la matière parentale.
b) Augmentation du nombre de nutriments disponibles dans l’environnement. 30 ans plus tard, 30 espèces de plantes installées sur l’île.
c) 1919, 60 espèces. Début d’une structure écosystémiques : arbustes, arbres
d) 50 ans= 300 espèces de plantes, car le sol s’est vraiment développé = 35 cm de sol!
Succession primaire : Qu’est-ce qui explique le développement de la pédogénèse? ( sol)
Conditions environnementales + un milieu tropical où il y a bcp d’espèces. Capacité qu’il y ait de nombreuses espèces de plantes qui puissent se déplacer et coloniser cette île-là
Aujourd’hui, plus de 400 espèces de plantes différentes et de nombreuses espèces. La vie a repris son cours à peine après 100 ans= extrêmement rapide!
Succession primaire : exemple de l’Islande
le même processus = apparition d’une île n’aura pas nécessairement le même rythme de succession écologique. Islande. Il n’y avait rien. Émergence d’un volcan et éruption volcanique. Protection comme réserve naturelle. Ne perdure pas dans le temps. Conditions pas idéales pour permettre la croissance rapide des plantes, mais augmentation rapide du nombre d’espèces (plantes et animaux) présentes sur cette île-là. Ligne du temps= au départ, ce sont des plantes, car succession primaire, car il n’y a pas de sol, donc pas de nourriture ni endroit pour faire son nid, donc pas de colonisation d’oiseau. Cependant, quelques espèces d’oiseaux peuvent vivre là même si pas les plantes qui veulent manger. Plus le temps avance, plus l’apparition du nombre de plantes, grâce à la dispersion par saut passive grâce aux oiseaux.
Succession primaire : exemple de la déglaciation
déglaciation. Le retrait d’un glacier permet à ce que des espèces viennent d’y installer. Colonisation lente d’un nouveau territoire. Le glacier a reculé et début de la naissance de plante. Plus on avance dans le temps, plus la succession primaire sera marquée (végétale puis animale). On voit la marge du glacier.
Sucession primaire : exemple du volcan St-Hélène aux USA
explosion du volcan St-Hélène aux USA en 1980. Permet de dessiner la présence de la forêt et des communautés végétales (rouge). La coulée pyroclastique a rasé tout sur son chemin ( 700°C). Il y a eu un rasage complet d’une grande superficie de la forêt. On a eu à la fois une destruction complète d’un écosystème (cendre, lave). On part de rien, donc succession primaire. Et aussi, où les arbres sont morts, mais le sol est resté intacte, donc succession secondaire. Dispersion par diffusion qui a permis à ce que des espèces puissent sur disperser. Dispersion par saut : lupin : espèce qui a la capacité à se développer où il n’y a pas de sol. Lentement, accumulation de matière organique et formation d’un sol ( pédogénèse). Parce qu’il y a du lupin, il y a de la matière organique qui s’accumule sur de la roche et pédogénèse et augmentation de la quantité d’azote disponible pour les autres plantes. C’est une espèce colonisatrice. Au cours du temps, il y a une progression des espèces à cet endroit-là. 15 ans après l’éruption, très bon rétablissement de l’écosystème.
Explique la succession secondaire par l’exemple de la gaufre
Espèces qui ont émergées où il y avait encore un sol. Perturbations qui ne va pas détruire toutes les conditions environnementales, donc rapidement il y a l’apparition de nouvelles espèces ( grâce au fait qu’il y ait déjà un sol!)
= succession de communautés végétales qui apparait dans un milieu après une perturbation des communautés existantes
Gaufre (animal). Quand le volcan a explosé, les animaux comme la Gaufra qui vit dans le sol. Il est resté des animaux qui ne sont pas morts. Après quelques mois, elles ont émergé du sol, ont recommencé à manger et à disperser des graines. La présence de mammifère a facilité la dispersion d’espèce végétale. Les experts s’attendaient à un retour progressif, mais grâce aux animaux déjà présents et la dispersion lente des espèces animales et animales, cela a accéléré l’émergence d’un nouvel écosystème. Plusieurs espèces qui ont pu survivre grâce au fait qu’elles hibernaient…
Qu’est-ce que l’invasion?
Arrivée d’une espèce qui nuit aux espèces indigènes
= espèces exotiques envahissantes : espèces non indigène nuisible dont l’introduction ou la propagation peut causer des dommages à l’environnement, l’économie ou la société
Invasion : exemple Berce du Caucase
Berce du caucase. Elle peut atteindre 5-6 m de haut. Toxique. Leur sève est photo réactive, donc elle se transforme en acide aux rayons UV= éruptions cutanées.
Invasion : exemple du Thé de Gambie
Thé de Gambie. Invasive pour une majorité des pays. Il est transporté par les horticulteurs. Mais plusieurs caractéristiques qui facilitent sont invasion. Difficile à la combattre. Elle crée bcp de graines dont les oiseaux raffolent + dispersion. Floraison abondante donc bcp de petites baies et bcp d’oiseaux qui vont faire dispersion passive. Reproduction à partir de petits fragments et croissance rapide! Toxique pour la plupart des animaux, donc elle peut être déplacée, mais pas être détruite. Elle ne sera pas consommée. Elle fait aussi de l’Allélopathie = empêche la croissance de d’autres plantes en dégageant une substance. Et puisqu’on la retrouve partout, on comprend que sa niche écologique est très large, elle n’a pas de besoins précis, donc elle se retrouve PARTOUT
**Caractéristiques d’une espèce invasive idéale.
Invasion : exemple des serpents de Guam
Serpents. Ile de Guam. Guerre et construction d’une grande base militaire WW2 et guerre de Corée. Endroit stratégique pour les Américains. Serpent brun arboricole a été transporté par mégarde. Un accident. Échange de bateaux entre l’ile de Guam et iles environnantes. Il vient de la Papouasie. Espèce cosmopolite ( qui vit dans plein d’environnements différents : humain, pigeon, rat). Il peut vivre partout. Alors ils ont développé des adaptations liées aux conditions et activités humaines.
Serpent venimeux, mais pas pour l’humain. Espèce arrive sur l’ile et aucun prédateur. Elle se reproduit sans cesse. Quantité a explosé. 2m de long et mange de tout. Développe des capacités de déplacement liées aux activités humaines comme avec les poteaux électriques : ils grimpent dessus !! = crée des pannes d’électricité sur un système non-adapté. Conséquences sociales. Depuis son introduction sur l’ile = extinction de 12 espèces d’oiseaux dont 5 qui étaient endémiques. Grandes conséquences sur tout le réseau trophique. Sans la présence des oiseaux, l’ile est prise avec un autre problème : invasion d’araignées, car les oiseaux ne peuvent plus contrôlée la population d’araignée. En plus, pas de dispersion de graines, donc la forêt s’éclaircit. La densité d’arbre à diminué de 60-95% ! Impact sur le réseau trophique, et sur la cascade trophique. – oiseau, - plante, - dispersion, au final, il y a bcp moins de régénération d’espèces indigènes et donc plus de place pour les espèces exotiques envahissante = homogénéisation des espèces dans les communautés.
Qu’est-ce que la résistance à l’invasion?
De manière générale, il y a une résistance des espèces face à une espèce envahissante
= toutes les espèces ont une résilience biotique face à une espèce invasive
Invasion : Qu’est-ce que la résistance biotique?
la communauté en place peut empêcher l’envahisseur de s’établir de façon permanente (pathogènes, prédateurs…)
*La majorité d’écosystème sont adaptés pour tolérer une gamme de conditions. Une espèce exotique n’a pas nécessairement la capacité à s’adapter à cet éventail de conditions.
*Un réseau trophique est tissé serré. Pour qu’une espèce puisse l’intégrer, il faut que ces capacités dépassent celle des espèces déjà là.
**Si ça ne fonctionne pas, solution possible = lutte biologique
ex:
Comme le Cactus et l’opuntia en Australie.
