Cours 4 - Écologie et biosphère Flashcards
Écologie
L’étude scientifique des interactions qui
déterminent la distribution et l’abondance des organismes
Hiérarchie des niveaux structuraux de l’organisation du vivant
atomes - molécules - organites - cellules - tissus - organes - systèmes - organismes - populations - communautés - écosystèmes - biomes - biosphère
Qu’est-ce qu’une population ?
Ensemble des individus d’une même espèce qui
vivent dans une même région
ex. population de bélugas à l’embouchure du Saguenay et dans le fleuve St-Laurent
Populations de bars rayés au Québec : fleuve St-Laurent vs. sud du Golfe St-Laurent
Qu’est-ce qu’une communauté?
ensemble des organismes de différentes espèces
vivants ensembles dans un même écosystème
- regroupements de populations de différentes espèces
- peut comprendre divers types de : plantes, animaux, champignons, microorganismes
Exemple d’espèces de la communauté de mammifères de la forêt boréale
caribou forestier, orignal, ours noir, loup gris, renard roux, lièvre d’Amérique, glouton, lynx du Canada
Qu’est-ce que les écosystèmes?
- comprennent le vivant et l’environnement (le non-vivant) d’une même région «C’est l’ensemble des êtres vivants et du milieu naturel dans lequel ils vivent, constituant une unité écologique équilibrée»
- biotique : communauté formée de pop d’organismes de différentes espèces
abiotique : enviro physique (sol, eau, air, lumière) - système où circule l’énergie et les nutriments (cycles biogéochimiques)
Exemples fonctionnement et processus au sein d’un écosystème
- PP et consommation de cette production : production biomasse par plantes en milieux terrestres ou aquatiques, ces plantes sont consommées pas animaux
- décomposition : dégradation MO en une séries d’étapes (déchiquetage de feuilles par des insectes, dégradation feuilles en minéraux par microorganismes)
- cycles nutriments ou recyclage : toutes les étapes utilisation nutriments, d’abord par plantes -> elles meurent, décomposent en minéraux -> utilisation minéraux par d’autres plantes
Flux d’énergie - exemple de producteur primaire (autotrophes)
plantes qui synthétisent la biomasse (les sucres et autres composés) à partir d’énergie lumineuse et du CO2
Décrit les hétérotrophes de divers niveaux
- consommateurs primaires : herbivores se nourrissant des végétaux
- consommateurs secondaires : carnivores
se nourrissant d’herbivores - consommateurs tertiaires : carnivores se nourrissant d’autres carnivores
- détritivores : les décomposeurs de
matières organiques non-vivantes
Qu’est-ce qu’un biome?
Un ensemble d’écosystèmes variés, dispersés sur une vaste étendue géographique où les conditions climatiques sont uniformes, déterminant un type dominant de
végétation
Quels sont les différents types de biomes (9)?
- Glaces polaires
- Toundra
- Taïga
- Forêt décidue tempérée
- Prairie tempérée
- Désert
- Forêt tropicale
- Savane
- Zone montagneuse
Qu’est-ce que la biosphère?
- partie de la Terre peuplée par êtres vivants
- aussi appelée environnement
- son étendue : partie supérieure croûte terrestre, incluant eau, partie inférieure atmosphère, atmo jusqu’à 25km, océans jusqu’à 10 km, croûte terrestre 3 km profondeur
Qu’est-ce que la biodiversité
Variabilité des organismes vivants de toute origine y compris écosystèmes terrestres, marins et autres écosystèmes aquatiques et complexes écologiques dont ils font partie; diversité au sein des espèces et entre les espèces ainsi que celle des écosystèmes
- Définition officielle donnée au sommet de la Terre de Rio de Janeiro en 1992
Combien y a-t-il d’espèces sur Terre
- 1,9 à 2 millions d’espèces recensées (excluant bactéries)
- évaluation à 8,7 millions d’espèces incluant eucaryotes unicellulaires et pluricellulaires
- Ce qui demeure à découvrir : 86% espèces terrestres et 91% espèces marines
Proportions de l’humanité par rapport aux mammifères, oiseaux, océans
Masse humains représente 0,01% biosphère
mammifères
- masse des humains : 36%
- masse animaux d’élevage : 60% (effet indirect humains)
- masse animaux sauvages : 4%
oiseaux
- masse volailles d’élevage : 70% (effets indirects humains)
- masse oiseaux sauvages : 30%
Océans
- recouvrent 71% Terre
- masse biodiversité seulement de 14%, bactéries 13%
- poissons d’élevage occupent très faible proportion du 1% restants (on consomme ce qu’il n’ya pas de beaucoup grr!)
Effet de la consommation de viande et poisson
par les humains sur la biodiversité
- grande pression est exercée
- consommation est dépendante de la richesse
- consommation de viande et poisson a augmenté
en Chine et en Inde
Types de mouvements des plaques
- divergence - éloignement (de 2 cm/an-1)
- glissement (plaque glisse sous l’autre ; séismes)
- frottement (faille de San Andreas)
- collision (plaque indienne s’écrase sur plaque eurasienne ; formation Himalaya)
3 scénarios possibles dérive continents
- organismes s’adaptent
- organismes migrent vers régions plus clémentes
- organismes disparaissent
Description des 5 extinctions massives
- survenues durant derniers 450 millions d’années, à chacune de ces extinctions, il y avait une destruction de 70 à 90% espèces, mais vie reprenait à la suite d’extinction
- grandes causes : éruptions volcaniques, collision d’un astéroïde avec Terre, acidification océans (par augmentation concentrations CO2), changements climatiques : refroidissement (glaciations) ou réchauffement
Quelles sont les périodes des cinq extinction massives
- fin de l’Ordovicien (440-450 millions d’années)
- fin du Dévonien (360-375 millions d’années)
- fin du Permien (250 millions d’années)
- fin du Trias (200 millions d’années)
- fin du Crétacé (65 millions d’années, fin des dinosaures)
Quelles sont les 2 périodes les plus documentées
- Fin du Permien : plus grand taux d’extinction, période intensive d’activités volcaniques + CO2, réchauffement de planète de 6°C, acidification océans (couche de lave avec épaisseur de plusieurs centaines de mètres, moitié de l’Europe occidentale), perte >90% des espèces d’animaux marins, 8 ordres d’insectes sur 27 éliminés, phase extinction <500 000 ans
- Fin du Crétacé : impact corps céleste au large de la côte du Yucatàn Mexique (10 km diamètre et cratère de 180 km) qui a généré écran (diminution lumière soleil pendant plusieurs mois), perte en biodiversité, extinction dinos, début développement mammifères
Qu’est-ce que la radiation adaptative?
Processus évolutif par lequel groupe d’organismes se diversifie rapidement, engendre plusieurs espèces à partir ancêtre commun, en occupant variété niches écologiques disponibles
- radiations adaptatives après chacune des 5 périodes d’extinction, survivants s’adaptent aux nombreuses niches écologiques laissées vacantes
Lorsque des niches écologiques se libèrent ou de nouvelles niches écologiques sont trouvées…
concurrence avec d’autres espèces est faibles
Avec la radiation adaptative, il peut y avoir…
- spéciation allopatrique : formation nouvelles espèces dans pop géographiquement isolées unes des autres
- spéciation sympatrique : formation nouvelles espèces dans pop vivant dans même aire géographique
Exemples radiations adaptative :
- îles volcaniques hawaïennes : 3500 km du continent le plus proche -> colonisation terres dénudées par vents et courants océaniques, plusieurs espèces sont endémiques, 1100 espèces uniques aus îles
Pourquoi une 6e extinction massive serait en cours ?
- accélération du taux d’extinction des espèces est de 100 à 1 000X + rapide que celle associée à événements survenus depuis les dernières dizaines de millions d’années
- ¼ des espèces seraient menacées d’extinction dans les prochaines décennies
- vertébrés terrestres : 515 des 29 400 espèces sont maintenant au bord de l’extinction
- océans : 1/3 poissons pêchés à niveaux non durables, grande diminution baleines à fanons et vertébrés marins, effet de rareté (plus c’est rare, plus c’est cher)
- plusieurs extinctions qualifiées d’écologiques, même si espèce pas disparue (espèce ne peut plus jouer fonction dans écosystème)
Facteurs directs de la 6e extinction (classés par ordre décroissant d’importance)
- modification de l’utilisation terres et mers
- exploitation directe des organismes
- changements climatiques
- pollution
- maladies et espèces exotiques envahissantes (carpe asiatique, syndrome du museau blanc)
Facteurs indirects 6e extinction
- valeurs sociales et des comportements : modes de production et de consommation, dynamique et les tendances démographiques, commerce, innovations technologiques et gouvernance depuis niveau local jusqu’au niveau mondial
Problèmes 6e extinction
- problème pas la perte absolue d’espèce, mais vitesse de disparition
- lorsqu’espèce s’éteint, rôle et fonctions s’éteignent dans environnement
- affecte services écosystémiques
Fonction des espèces
- plantes : pp, fonction biomasse (nourriture pour consommateurs primaires)
- prédateurs : consommateurs secondaires ou tertiaires, fonction consommation espèces nuisibles (selon l’humain)
- poissons : consommateurs primaires-secondaires, fonction de biomasse : nourriture pour consommateurs niveau supérieur
- insectes déchiqueteurs de feuilles : détritivores ou consommateurs primaires, fonction de décomposition
Que sont les services écosystémiques
- liée aux services rendus aux humains
- maintien des fonctions des espèces est important pour maintenir l’intégrité des
écosystèmes - services ou bénéfices : régulation climat, maintien cycles hydrologiques, approvisionnement en nourriture, sources de médicaments, activités touristiques
- idée est d’appliquer principes de dd pour réduire pertes
d’espèces et améliorer bénéfices apportés aux humains
La valeur d’un écosystème
concept fabriqué par l’humain qui permet d’avoir une portée économique qui rend services écosystémiques et activités de
conservation plus concrète
Relation positive entre la biodiversité et le fonctionnement d’un écosystème
perte biodiversité : ↓ fonctionnement écosystème : ↓ services écosystémiques : ↓ valeurs directes et indirectes aux humains
Exemple services écosystémiques marais salants
- écosystème : zone de végétaux dans zones de marées, grande biodiversité
- rôle ou bénéfices pour humains : maintien eau de qualité, dépollution eaux des excès de nutriments et produits chimiques
- marais salants Caroline du Nord : élimination d’azote, évaluation service équivaut à annuellement 2480 USD par acre, mais écosystèmes le font gratuitement
Exemple de radiation adaptative sur radiation mammifères
- apparus il y a 180 millions d’années
- fossiles indiquent que mammifères petits et peu différenciés, espèces plutôt nocturnes
Cause : les dinos les consommaient ou étaient en compétition pour mêmes ressources - après -66 millions d’années, mammifères diversifiés et ont remplis rôles écologiques tenus par dinos
