cours 9 - Écogéographie. Biogéographie fonctionnelle Flashcards
Qu’est-ce qui est le plus évident quand on observe la répartition de la vie sur terre?
Un patron dans lequel certaines zones sont très riches en biodiversité alors que d’autres moins
comment définissons-nous la biodiversité?
Par la diversité des organismes vivants ( animaux, végétaux, champignons, bactéries)
Quand on parle de conservation des espèces, on considère plus que la simple biodiversité d’espèce…
la diversité de gènes, des populations, des écosystèmes, des communautés …la richesse endémique
Qu’est-ce que l’IPBES? Que mentionne-t-il?
plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques est l’équivalent pour la biodiversité que ce que le GIEC est pour le climat
- estime qu’environ 1M d’espèces animales et végétales sont aujourd’hui menacées d’extinction
- 1.5M d’espèces formelles décrites seulement
( manque à gagner Linnéen)
Qu’est-ce que le manque à gagner Linnéen?
Toutes les espèces que l’on soupçonne d’exister, mais qui ne sont pas décrites
Comment peut-on estimer le nombre d’espèces que l’on pense être présentes, mais que l’on a pas encore découvert?
exemple
-Il existe différentes façons de procéder pour essayer d’estimer la quantité d’espèces qui existent, mais que l’on connait pas
-Irwin a étudié toutes les espèces de coléoptères présentes sur 19 arbres d’une seule espèce d’arbre au Panama, au Brésil et au Pérou. l a trouvé 1 200 espèces différentes sur ces 19 arbres, dont 163 qui vivent exclusivement sir cette espèce d’arbres. Puisqu’il y a 50 000 espèces d’arbres différentes vivant dans les Tropiques, il estime des millions d’espèces d’insectes dans les tropiques alors que l’on en connait que moins d’1M.
= règle de 3 = estimer le nombre d’espèce que l’on connait pas
Il existe plus de biodiversité que ce que nous avons pu décrire. Elle suit tout de même des patrons de répartitions assez clairs :
On remarque que la diversité augmente en se rapprochant de l’équateur ( nord au sud)
Qu’est-ce qui explique que la biodiversité soit plus importante dans les tropiques?
6 hypothèses sur les patrons de la biodiversité = ils s’additionnent afin d’expliquer et comprendre les patrons actuels
Quels sont les 6 patrons de la biodiversité?
1- Énergétique
2-De la complexité des habitats
3-Évolutive
4-Glaciaire
5-Hyperspécialisation
6-Patrons altudinaux de biodiversité
PATRON DE LA BIODIVERSITÉ : HYPOTHÈSE ÉNERGÉTIQUE
Les plantes puisent leur énergie dans le soleil. Alors dans les tropiques, c’est dans toute l’année alors plus grande disponibilité solaire. De plus, eau en abondance alors la combinaison d’humidité et d’énergie solaire fait qu’on a une productivité végétale la plus productivité (forêt tropicale)
Carte1 : productivité primaire
Carte 2: diversité : Là où la végétation est la plus diversité c’est la où la plus grande productivité. Très très grande corrélation!
Pourquoi il y-t-il un lien fonctionnel entre grande productivité et grande diversité?
le lien fonctionnel clair entre les 2 est encore un domaine de recherche. On ne comprend pas encore quand c’est très productif c’est aussi très productif. On comprend d’un système très diversifié sera probablement aussi plus productif. Diversifié, car il y a aussi plusieurs fonctions systémiques
Redondance fonctionnelle : Quand on est très productif, on peut produire bcp de végétation. On créé + niches écologiques. Forêt multiétages et conditions relativement stables. Alors des espèces qui vont se spécialisées aux micros-conditions. On doit passer par autre chose que la production par contre pour bien expliquer…
PATRON DE LA BIODIVERSITÉ : HYPOTHÈSE DE LA COMPLEXITÉ DES HABITATS
On a une plus grande complexité végétale, donc on a une plus grande diversité d’habitats en raison de sa structure. Un système multicouche avec une canopée dégagée. Plusieurs strates. Dans tous ces micro-habitats, il y a toute une série d’animales, fongiques, végétale qui voudront trouver leur place spécifique. Il y a donc aussi plus de nourriture
Ex : Broméliacées. Offre un environnement hautement spécialisé pour les golden frog. Ultraspécialisaiton. On a des pluies abondantes et ces petites marres suspendues offrent une faune et une flore associées à ces phytothàme. Selon leur endroit dans la canopée, il y a une variété et ces micro-habitant a chacun son réseau trophique qui leur est associée.
PATRON DE LA BIODIVERSITÉ : HYPOTHÈSE ÉVOLUTIVE
–> les processus évolutifs seraient plus rapides dans les tropiques. On n’est pas limité dans notre cycle de reproduction en raison des conditions stables. Alors à chaque cycle de reproduction, plus on peut modifier rapidement la génétique. Il y a aussi plus de pressions (compétition, diversité prédateurs), alors pressions sélectives et favorise la dérive génétique à des endroits spécifiques ( c’est très localisé et différencié selon l’endroit).
À la base, quand on regarde les gènes, qu’est-ce qui fait qu’on va évoluer vers autre chose ? Les mutations. Il faut un code différencié qui est avantageux, qui permet de mieux s’adapter à leur environnement. Hypothèse que dans les milieux tropicaux il y a plus de rayons UV et c’est un facteur de mutation particulièrement important chez les plantes. C’est ce qui expliquerait la plus grande diversité ( + rayons, + mutation, + diversité localisé, + pression à évoluer)
PATRON DE LA BIODIVERSITÉ : HYPOTHÈSE GLACIAIRE
–> Plus le haut taux d’extinction dans les hautes latitudes en raisons des instabilités climatiques ( période Quaternaire).
–> Dernier maximum glaciaire, il faisait 6°C de – qu’actuellement dans les zones tropicales. On voit que dans ces zones, il y a des endroits très différenciés. Une forêt tropicale qui se rétrécie dans l’espace. Les pressions ne sont pas les mêmes quand il y a des 10000 km de glace. Alors cela aurait renforcé un pattern de diversité, mais surtout dans les hautes latitudes
PATRON DE LA BIODIVERISTÉ : DE L’HYPERSPÉCIALISATION
–> tendance des espèces tropicales à être très spécialisées ( expliquer les dynamiques biogéographique). Dans ces régions, contrairement aux hautes latitudes, les conditions sont relativement stables dans l’année ( T° et humidité) alors les espèces n’ont pas à s’adapter à une très grande gamme de conditions. Alors, elles s’adaptent très bien maintenant et dans le futur à leur environnement. Plein d’espèce qui sont spécialisé à plein de micro-habitat.
Ces hypothèses permettent d’expliquer les patrons de répartition à l’échelle du globe, mais à différente échelle? Comment on gère ça?
Ex : Amphibiens. Global : c’est le climat (condition chaude et humide 365 jours) qui répartit À l’échelle régional : facteurs historiques qui sont principalement liés aux extinctions, donc le moteur le plus important à l’échelle régionale : utilisation humaine du territoire ( déforestation, parasite, espèce exotiques envahissante) et non le climat. Échelle locale : un parc national au Costa Rica? : C’est la disponibilité en eau qui va dicter la répartition des amphibiens ( cycle de vie).
PATRON DE LA BIODIVERSITÉ : PATRONS ALTITUDINAUX DE BIODIVERSITÉ
Est-ce qu’on observe la même chose quand on est dans une forêt tropicale et qu’il y a une montagne? Est-ce la même biodiversité?
NON= pas la même relation
Graphiques : On se promène à différents endroits dans le monde ( montagnes de partout dans le monde). Montagnes allant de 0-4000m d’altitude. Est-ce les mêmes patrons qu’avec la latitude? Est-ce que le climat dicte encore?
On n’a pas la même relation qu’avec la latitude ( plus tu t’éloignes de l’équateur, plus tu perds en diversité…)
Autour de 2000m serait là où il y a plus de diversité! Au milieu de la montagne, on aura le plus de diversité!
Pourquoi?
Dans tous ces endroits-là, il y a des humains qui y vivent et ils s’installent dans le bas des montagnes. Facteurs humains.
Lumière, précipitation orographique
Qu’est-ce que l’écogéographie?
C’est la sous-discipline de la biogéographie
On regarde des patrons géographiques à partir des caractéristiques des organismes ( morphologique, mode de reproduction, aire)
AIRE DE RÉPARTITION
a) Qu’est-ce qui va influencer la taille, la forme et la localisation des aires de répartition? Vers le nord, vers le sud, qu’est-ce qui va changer?
Ex : Cyprinodon diabolis. Famille de poisson. Présents dans des petits plans d’eau laissés à la suite à la dernière glaciation dans l’ouest des USA. Ils sont isolés, donc bcp de dérive génétique dans ces plans. Une de ces espèces est le devils hole pupfish dans le Nevada. Le vertébré qui a la plus petite aire de répartition au monde. – de 10m2. Il est évidemment en danger critique d’extinction. Il est très intéressant à étudier à savoir pourquoi il y aura des changements génétiques. Pompage d’eau de la nappe = danger pour la population. 2024 : 190 individus. $$$ argent investi pour les sauver/ étudier. Un ouragan Hilary aurait inondé les terres autour et un lessivage nutritif ayant atteint le plan d’eau : boom des individus
Ex : Balaneoptera musculus. Rorqual bleu. Plus grande aire de répartition au monde. Son aire est tous les océans du monde. 300M de km2. Le plus grand vertébré sur la Terre. Espèce en voie d’extinction. 1960 : 2 000 individus : alors limites, lois et contraintes pour la protéger. La population a rebondi 10 000-25 000 individus. Elle demeure une espèce en voie d’extinction.
AIRE DE RÉPARTITION
Est-ce que la taille de l’aire de répartition est proportionnelle à la taille de l’espèce?
- La plupart des aires de répartition des espèces ont tendance à être petites. Très peu d’espèce ont une très grande aire de répartition comme le rorqual. Ils n’ont pas des petites petites aires, mais on voit que la plupart en ont une relativement petite. La plupart des espèces est quand même limitées dans l’espace ( poisson)
- Pour les autres espèces? Oui. Revient toujours au même. La plupart on tendance à être limité dans l’espace
AIRE DE RÉPARTITION
b) Est-ce que la taille de l’aire de répartition va changer selon la latitude? OUI
RÈGLE DE RAPOPORT
Ex : Oiseaux de l’Amérique du Nord. Échelle logarithmique. On voit que plus on va vers les pôles, plus on a des aires de répartition qui sont grandes. Pourquoi? Dans les hautes latitudes, on est habitués à vivre une haute gamme de conditions alors il y a peu d’obstacles climatiques. On peut alors se disperser plus loin et plus facilement que des espèces ultraspécialisées à 26-28°C.
AIRE DE RÉPARTITION
c) Est-ce que les patrons observés à l’échelle latitudinale s’observent aussi à l’échelle altitudinale?
Ex : Montagnes. Plus on monte en altitude, moins on a d’espace ( forme de cône…). Alors comment savoir si l’espèce à une aire de répartition plus grande si elle est limité géographiquement?
Graphique :
Gamme d’élévation à partir de laquelle on va retrouver une espèce! Range élevation, élevation et richesse en espèce
- + espèces en basses altitude
- - espèces en haute altitude
- Bleue : range élévation : les espèces qui vivent en plus hautes altitudes peuvent aussi vivre dans une plus grande gamme de condition
- Bref, si on a un haut nombre ( 1400) : tu as 1400 espèces qui peuvent vivre là.
Ex : les aires de répartition qui changement en fonction d’où on se trouve dans le monde et quand on est dans le nord, on est adapté à une plus grande gamme de conditions que dans le sud.
Recherche : est-ce que les cols de montagnes sont plus hauts dans les tropiques? Pour les organismes qui y vivent, est-ce que les montagnes dans les hautes latitudes sont plus hautes? Est-ce qu’il s’agir de plus grand obstacle? Les montagnes dans les zones tropicales seraient plus facile à franchir…
Non, pas selon les organismes. Qu’est-ce qui est le plus hostile? Zone tropicale, quand on est à faible altitude ou basse, aucun overlap dans les conditions expérimentée. Hyperspécialisation. On a de la difficulté à faire face.
Zone tempérée, oui températures extrême et hostile, mais on va avoir un overlap dans les conditions. À un moment dans l’année, on va avoir des conditions auxquelles on connait ,on est habituée..
ÉCOGÉOGRAPHIE DES AIRES DE RÉPARTITION – TAILLE DES ORGANISMES
Graphique : Il n’y a pas de très très grand organisme qui ont de petites aires. Ils ont des grandes aires.
Petit : toute les tailles d’aires
Les points qui dépassent : zones qui sont plus petites qu’en général. Espèces en voie d’extinction et on voit leur aire réduire à cause des humains. Elle est trop petite considérant leur taille ( + ressource, + petite population, + déplacement)
Que sont les règles écogéographiques?uel
Règles écogéographiques = certains traits biologiques (morphologie, physiologie, comportement) des individus et populations présentent des patrons géographiques particuliers qui semblent s’appliquer à un grand nombre de taxons
Les relations géographiques (altitude, latitude, profondeur océanique) sont expliquées par les variations environnementales sous-jacentes (température, précipitations, salinité)
Quelles sont les règles écogéographiques? (5)
1- Règle de Bergmann
2- Règle d’Allen
3-Règle de Gloger
4-Règle Vermeij
5-Taille des couvées d’oiseaux augmente avec la latitude
Règle écogéographique : règle de Bergmann (1847)
la taille des animaux est proportionnelleà la latitude ( groupe taxonomique relativement uniforme);
ne s’applique que lorsque l’on compare des taxons semblables; ou différentes populations d’une même espèce.
Ex : Cerf de virginie. On le retrouve en Amérique du Nord, mais aussi au Nicaragua. Ils sont plus petits quand on se rapproche de l’équateur (bois, taille), car c’est une question de navigation dans les forêts. Si bois très encombrant, il est plus difficile de se mouvoir dans l’espace.
Ex : Orignaux. Population d’élan en Suède. Les populations au nord ont une masse moyenne plus élevée que celles au sud. Facteurs humains? Non.
Ex : Mammifères. Points en arrière-plan : mammifères étudiés. Aucune relation. Il y a des petits mammifères dans le nord, en équateur aussi…Mais si on regarde au sein de groupes, là il y a des relations et variations. Les artiodactyles. Il y a une certaine tendance. C’est moins clairs, mais quand on regarde des taxons reliés les uns aux autres, il y a des liens.
Comment expliquer cette règle de Bergmann ? ( Tableau avec + hypothèses)
- Conservation de l’eau
- Dissipation de la chaleur, conservation de l’eau
- Endurance
- Dispersion
- Compétition
Ex : Si on suit l’espèce dans le temps. Est-ce que la taille moyenne va changer selon le changement des conditions? Rat à queue touffue. Ils ont regardé son changement de taille dans les derniers 20 000 ans ( où changements climatiques importants). Comment reconstituer la taille moyenne? Les rats laissent des boulettes de crotte fossilisées. Alors, est-ce que leur besoin sont proportionnel avec la taille du rat? Et on peut reconstituer la taille moyenne des rats… en se basant sur cette relation. Quand il faisait plus chaud, les rats étaient plus petits et inversement….
