Ecologie Flashcards
L ecologie est une science possedant des piliers (3)
- Observation
- Repetabilite :
- la possibilite pour d autres scientifiques de pv repeter ton exp
- Collecte de donnees
- Approche correlationnelle : tjrs se q? pour savoir si il existe un autre facteur (pas pris en compte) qui peut intervenir dans mes resultats. utilisable par l experience de terrain, exp de labo et des modeles mathematiques.
Quest ce que l ecologie ?
- oikos = foyer
- logos = discours (science)
- Ecologie scientifq :
- science des relations entres les etres vivants et l environnement qui les entoure: Ernest Haeckel 1866
- L unite de base en ecol : l organisme
- Objectif general ; comprendre les fact qui determinent la distribution et l abondance des orga
- L ecologie est departage en 2 groupes formant ensemble l ecosysteme :
- Biocenose : Biotique (etre vivant integress avec l organisme)
- Biotope : Abiotique (eau, air, sable…)
- L ecosyst corresp a la communaute biotq et a son env abiotq
- Ecosysteme :
- communaute biotique avec son environnement abiotique
Les nv d organisation (7 nv)
- Individu :
- morpho
- comportement
- physio
- Expl : quelles sont les caractq qui permettent a la gentiane de survire, croitre et se reproduire dans les prairies alpines en suisse ?
- Population :
- taux de natalite/mortalite au cours du temps : dynamique de pop
- Exemple : Est-ce que la population de gentianes au col de la Croix, est-elle en croissance, diminution ou relativement constante ?
- Communaute :
- interactions entre animaux, plantes, microorganismes d un meme espace :
- competition
- mutualisme
- communaute
- Exemple : Comment la gentiane interagit-elle avec les autres plantes et animaux de cette prairie ?
- interactions entre animaux, plantes, microorganismes d un meme espace :
- Ecosysteme :
- flux d energie et de nutriments a trvs les systemes biologiques et physiques
- Exemple : Comment les variations annuelles de précipitation affectent-elles la productivité des plantes dans les prairies alpines ?
- Paysages :
- facteurs determinant la mosaique d ecosystemes
- conseq sur la disperstion des organismes (variation influant la diversite)
- Exemple : Comment la variation de topographie et de types de sols influence-t-elle la composition et diversité de différentes prairies alpines ?
- Biome :
- distribution de diff types d ecosysteme
- patrons de bioD a large echelle
- Exemple : Quels facteurs climatiques et géologiques déterminent la transition entre prairies et forêts dans les Alpes ?
- Biosphere :
- liens entre les ecosystemes et d autrres systemes de la Terre, influ sur le climat
- Exemple : Quel est le rôle du biome des prairies dans le cycle du carbone global ?
Histoire de l ecologie : (concept du pere de l ecologie moderne)
Le père de l’écologie moderne = Evelyn Hutchinson
Son hypothèse : un organisme a un ensemble défini de conditions idéales dans lequel il peut prospérer (= vivre et se reproduire) = ‘niche’
Niche réalisée de l’espèce = ensemble des conditions que les espèces occupent réellement

L incertitude en ecologie :
-
Variabilite :
- incapacite a predire precisement
-
Stochasticite :
- un habitat continu qui va se ceindre en 2 habitats distincts
- Phenomenes complexes diff a predire : hasard
- diff de predire le trajet d un oiseau a la diff d une trajectoire d une balle, trop de variables ext chez l oiseau

Quel est le role de chq espece ?
A quoi sert le moustique ?
- Moustique :
- vecterus de maladies
- n ayant pas de but a part la reproduction
- 3500 especes
- les larves sont consommees par les oiseaux : pb pour l ecosysteme si disparition ?
- certains ecologues sont defenseurs de l equilibre
- le role dans un ecosysteme ne signifie pas un but ou objectif !!!
- Si le moustique ne joue pas un role import : est ce justifiable de l exterminer ?
- pb ethique pas scientiq
- si on utls les pesticides pour les tuer, ca va selectionner des moustiques resistants mais ca decalle le pb. Si un jour nous avons besoin de vrmt les tuer, impossible car resistants.
L equilibre de la nature :
- L idee de plenitude, Aristote :
- la nature et l univers sont plein et guides par un plan divin
- Les creationnistes :
- soutiennent l idee qui DIeu a cree toutes les formes de vie telles quelles sont avec un certain objectif
- L evolution :
- le jeu ultime de l existence : diversifications et adaptations
- Arrv de l homme, eql ou harmonie ?
- quelle est sa place dans la nature ??
- pourtant il est particulier :
- present depuis 2 millions d annees mais a extermine des miliers d especes… rupture eqlb ??
- l ecosysteme est controle, maitrise, modifie, compresse par l homme
- Aucun doute sous les transformations majeures des ecosystems dues aux activites humaines
- Que faire ?
- qntff l effet des perturbations ?
- retour a un eq nat ?
- exist il un eq dans la nat ?
- savoir avec quoi on compare ?
La nature n est pas harmonieuse : l homme et la nat
- predation, competition, infanticide///
- chq indv agit de maniere a aug devlp et generations.
- les hommes sont le produits des meme processus evolutifs qui ont preside a l apparition de toutes les autres especes
- Haeckel :
- la nature n est pas statique
- variations journalieres, saisonnieres, catastrophes
- abondance de ressource et famines
- les changements perpetuels partcp au maintient de la variabilite dans le context biotiq et abiotq
- la nature nest pas statique, elle evolue
- L’homme et la nature : Quelle est la place de l’homme dans la nature ?
- La nature n’est pas ‘harmonieuse’ et la biologie évolutive nous explique pourquoi : prédation, compétition, infanticide
- Nous sommes le produit des mêmes processus évolutifs qui ont présidé à l’apparition de toutes les autres espèces et pourtant l’homme est particulier :
- Le genre Homo n’existe que depuis 2 millions d’années, (< 200’000 ans pour l’espèce Homo sapiens) mais a déjà exterminé des milliers d’espèces.
- Il y a une rupture d’équilibre entre l’homme et la nature et cela est un peu lié à la civilisation technique.
- Civilisation technique : capacité à acquérir, stocker et transmettre une information non génétique (= transmission culturelle et pas génétique).
Ecologie pre 20eme
- Naturalistes ;
- scientiq ou amateurs
- collection, classification, preservation….
- A. von Humboldt :
- classification
- obs societe humaines
- pere des naturaliste par introduction qntt des especes
- Cuvier :
- exctinction :
- grd impact de la religion sur la societe
- pour le scroyants dieu ne pouvait pas avoir cree des especes imparfaites, pour eux les animaux se trsf et ne disparaissent pas
- exctinction :
- M. Anning :
- collectionneuse de fossile
- contribution pour paleontologie
- C von Linee :
- classification binomiale
Ecologie du 20eme
- Objectif :
- identifier et comprendre des patrons a large echelle dans la natu
- Directions principales :
- organisation des communautes
- trsf d energie
- regulations des pop (Malthus)
- Les 3 supposent que la nat atteint, puis maintient un eqlb
- R. Lindeman :
- la nature comme un systeme : flux d energie et cycle des nutriments
- la regle de 10%
- les chaines alimentaires limites a 4-6 nv
- les especes de nv tropiques sup sont moins abondantes
- La pyramide écologique indique des rapports entre différentes catégories d’espèces correspondant à différents niveaux trophiques.
- Le premier maillon est les décomposeurs, puis les plantes autotrophes, les herbivores, les prédateurs primaires et les prédateurs secondaires, voire les prédateurs tertiaires (superprédateurs).
- Lotka et Volterra :
- couple d equations diff non lineaires du 1er ordre pour representer un syst dynamique de proie-predateur
- si le renard mange le lapin, diminution des lapins mais si diminution des lapins donc diminution de la nourriture pour le renard et donc diminution du renard….
- couple d equations diff non lineaires du 1er ordre pour representer un syst dynamique de proie-predateur
- Hutchinson :
- vers une science moderne et qunttv : niche ecologique
- representee par un volume
- chq espec possd une niche ecologique
- Prediction de la distribution potentielle d une espc:
- niche a n dimention -> equt -> prediction des conditions favorable pour des especes de mettre en place des senarios de leur devenir
*
- niche a n dimention -> equt -> prediction des conditions favorable pour des especes de mettre en place des senarios de leur devenir
- vers une science moderne et qunttv : niche ecologique

Les changements globaux :
- causes
- 5 crises + ex
- l homme perturbe la dynq de la nature
- son nombre aug donc necesst de nourriture
- cause des feux de forets :
- la foret tropicale est a la base trop humide pour brulee, mais si on coupe les arbres, ils sechent et c est de la que partent les feux de forets. (feux volontaires pour creer facilement des espacees agricoles)
- donc pb polituqe pas nat
- cause des feux de forets :
- son nombre aug donc necesst de nourriture
- 5 grd menace de la bioD :
- perte habitat : deforestation
- dans le passe lointain, sur les miliers d especes mammiferes moins d une especes est eteinte tous les millennium
- dans un passe recent, les extinctions sont 100 plus grd que dans le passe lointain
- dans le futur (projection), plus 10 fois plus grd que le passe proche
- 35 hotspots de bioD : regions les plus fragiles et riches en especes (bassin medit)
- utls le concept aire-espc pour predire le nombre d espec qu on va perdre
- invation bioloq
- trsfert d espece dune aire native, la quittant, pour etre trsf par l homme dans une aire introduite. Cause des degat, competition, predation…
- tsunamie au Jap a transf loins +++ des especes (phenomn rare)
- 10% des espec importees ont un impact
- 1Milion d especes d insectes decrtes :
- 12000 invasives : couts eco annuelles 70miliards US$
- changement climatiques
- blanchissement des coraux : expulsion de symbionte, stress et acidification des oceans ou les CO2 se dissoud dans l H2O
- pollution et maladies
- pluies acides : a presnt moins mediatisee car les entreprises +++ polluantes sont delocalisees dans les pays pauvres
- surexploitation
- peche : pas durable et 1/3 des poissons sont sur exploites
- FAO : 33% des espèces de poissons surexploitées (= plus de prélèvement que de croissance de population). 60% capturées au max biologiquement supportable.
- chase aux trophees :
- ecologie de consommation : truc pour les riches et plus l animal est classe rare plus son prix aug sur le marche et plus il est voulu par les riches
- peche : pas durable et 1/3 des poissons sont sur exploites
- perte habitat : deforestation
Cb d especes ?
- cb d especes :
- nous possedons des chiffres cependant il est diff de savoir si cest chiffres sont accurate. Parce que certes, il est “facile” de connaitre le nombre de vertebres cependant pour les virus, bact, champignons il est plus diff etant donne que nous parlons d un level micro ou nano
- dans le cas des fourmis :
- des recherches sont faites et des scientifq ont pose des cartes sur la diversite
- mais ou trouver les especes ?
- depend de l echantillonage
- +++ diversite => +++ chercheurs => +++ especes connues
- si nous regardons la richesse d espece par type d habitat nous remarquons que les phylums les plus importants sont dans un milieu marin
- toutes les especes recensees sur la planete :
- 80% en milieu terreste
- 15% en milieu marin
- 5% en eau douce
- comment se fait il que nous avancons quil y ait plus de phyllums en milieu marins mais moins d especes recensees sur la planete ?
- plus de phyllums :
- evoltion de la vie a commence dans l eau (branchements anciens)
- la structu physique plus fragementee : oceans hbt +++ connectees, peu d isolation par l eau a la diff de la terre
- Theory de l evolution (Darwin) avec la speciation
- plus de niches : +++ oportunite pour se specialiser
- co evolution avec les plantes :
- explo vie sur T : 125 milions d ans au Cretace
- periode ou les 1er plantes a fleurs ont evolue creant une coevolution avec les insectes : seulement sur terre car les plantes necsst de la lumiere
- prop physiq de l eau et de l aiir :
- viscosite : diff d avancer pour des petits organismes
- les pheromones ou le pollen ne voyagent pas aussi bien : contribuent a la diversification des especes et dans l air pas de filtreurs
- presc nourriture en suspension (zooplancton)
- une question qui n a pas encore de rep
- une affaire de chercheurs (milieu terrestre est plus facilement recense)
- plus de phyllums :
Extinctions et speciation :
- La BioD nest pas consttante dans l hist
- crise d extinction
- eqlb d extincti/speciation souvent intrp par des extinction
- l especerance de vie d une espece : 4 MY
- Equlb speciation-extinction: pour maintenir a l eq 40 milions d especes 10 especes disparaissent et 10 nouvelles apparaissent chq annee : “Background extinction rate”
- 5 extinctions massives :
- event relativement bref, disparition >75% des especes animales et vegetales sur Terrre et dans les oceans
- Attention : certaines personne parle de la 6eme exctinction, nous en sommes encore tres loin
- la 5eme extinction (-65 millions dans) :
- les dinosautres
- Quest ce qui a tue les dino ? : mauvaise question
- les oiseaux ont survecus= dinosaures
- les nouveaux termes pour les dino qui ont dispa : “ les dino qui ne sont pas des oiseaux”
- pendant les 160 mya :
- changm majeur dnas l environnemnt
- evoltion des plantes a fleurs, diversification des insectes
- mvmt des plaq
- changm climtq et nv de mer
- formation de new oceans
- pq crise d extinction massv ? 2 explications rationnelles :
- Actvt volcanique extreme :
- coulees de laves de 100m d epaisseur
- effets sur le climat
- nuages de cendre -> chute des temps
- CO2, gaz sulfurique, pluies acides
- interruptions des reseaux trophiques
- datation un peu precise a qq mya
- Asteroide de 10 Km, peninsule Yucatan :
- Alvarez : explq pour une couche etonnate a la frontiere Cretace- Tertiaire, enrichi d iridium
- date de -65,01 milions d ans
- controverse at first, decouerte en 1990 du cratere Chicxulub de 200km de diam
- Actvt volcanique extreme :
- Pq extinction massv a -64 mya des dino et pas d autres groupes ? HYP :
- animaux terrestres de petite taille au metabo lent avantages ?
- possbl de trouver des abris, survivre dans une forme de dormance (comme les graines des plantes)
- mais comment grenouilles, serpents… on survc aux pluies acides ?
- ON CHERCHE ENCORE….
- Anthropocene : L ere de l Homme
- marqg de l homme qui s est sedentarise
- pour mettre en place cette ere de l homme il faut des marq geoloques dans l environnement qui seraint diff
- debat encore entre Holocene vs Anthropocene
- Selon C.Darwin :
- theo de l evoltion : refechit sur un eql entre extinction et re diversification

Spectiation et adapt :
Exemple 1 : sur des iles relativement proches dans l’espace, on retrouve une spéciation car il y a une certaine barrière entre les espèces.
Exemple 2 : Phalène du Bouleau, forme noire est devenue prédominante à cause de la pollution.
Exemple 3 : Traitements aux antibiotiques et résistances (à partir des années 1940) peuvent créer des sélections chez les insectes.
Traitements insecticides, résistance à partir des années 1950, mécanismes multiples (détoxification, insensibilité).

BioD :
- Arbre de la vie :
- diff config
- L’arbre de la vie réalisé par E. Haeckel
- Vision des 5 règnes (monera, protista, plantae, fungi et animalia)
- vision moderne :
- par genetique moderne avec 3 domaines : realise par comparaison des seq gentq
- diff config
-
Les conventions interna sur la BioD : 1992, Rio
- pour la premiere fois on reconnait que la conservation de la diversit bioloq est une preoccupation commune pour l ensemble de l humanite et elle est importante au processus de dvlp
- Buts :
- conservation de la bioD
- utls durable des elements
- partg juste et equitable des avantages decoulant de l exploitation des ressources genetq
-
Princp de precaution :
- “en cas de risq de dommages graves ou irrvsble, l abs de certitide scientfq absolue ne doit pas servir de pretexte pour remettre a plus tard l adoption de mesure effectives visant a prevenir la degradation de lenv”
-
Convention de Nagoya : 2010
- un meilleur acces aux ressources genetiques et un partf plus eqtbl des avantages issus de leur utls
- adoption d u plan stratgq 2011-2020 avec 20 sous objtc quantf (ECHEC) dont un objtc de suppression en 202 des subventions dommageables a la bioD ou la creaction d un reseua d especes proteges couvrant au moins 17% de la surface terr et 10% oceans (ECHEC)
- accord pour la creation d une plateforme inter-gouv IBPS
- mobilisation de ressoures scientfq pour applq cette strtg
L ere du big Data en ecologie
- bases de donnees pour classer les informations de la diversite
- avoir toutes les info sur un seul logiciel
- ou des logiciels specifiques aux animaux : fourmies (cf image)

La diversite fonctionnelle :
-un systm vivant, qui fait quoi ?
- un systm vivant, qui fait quoi ?
- le systeme terreste viole le 2eme principe de l entropie
- Lorsque les forêts brulent, application du 2ème principe de la thermodynamique : augmentation de l’entropie car rejet de CO2, H2O, hν, N, P, K.
- Les polypores contribuent aussi à l’augmentation d’entropie, en rejetant les mêmes choses.
- la vie creee un ordre et fait diminuer l entropie
- la vie est un cycle ou chq particp a ses flux :
- l herbe utls l eau, lair…
- le lapin mange l herbe
- le lynx mange le lapin
- et un manque dans la chaine touche tout le monde et chq indv. a la capct de pouvoir acquerir et transformer des ressources presentes sur terre
- cf image

Forme d acquisition d E et de carbone :
- E : chimique
- Electrons : inorganiques
- Carbone : producteur
- les extremophiles
- les thermophiles : Chimio litho autotrophes
- Archees :
- caract comme extremophiles (sources hydrodermales, chaudes volcanq, lacs salees)
- nombreux dans les oceans
- groupe abondant sur Terre
- elements importants du cycle du carbone et du cycle d azote au nv global
- pas connaissance d arche pathogene ou parasite
- elles sont souvent mutualsites ou commensales
- chimio-litho-autotrophes (pas arches) : Riftia pachyptila
- ver tubicole geant vivant dans les fonds marins
- colonies pouvant atteindre plusieurs centaines d indivd
- jsq 2m, sans bouche, ni intestin, ni anus
- symbiose avec des bact sulfo-oxydante :
- utls des sulfures d hydrogene (H2S), CO2 et O2 pour synth des sucres que le ver peut oxyder
- seulemnt subst nutritive par les bact
- E : lumiere
- Electrons : inorganiques
- Carbone : producteur
- Photo-litho-autotrophes :
- Bacteries pourpres sulfureuses ou Bacteries vertes sulureuses :
- ncsst lumiere pour leur metabo
- proche de la surface
- oxydent le H2S en souffre
- 6 CO2 + 12 H2S -> C6H12O6 + 12 S + 6 H2O
- photosynthese anoxygenq apparue avant la photosynthese oxygenq
- anaerobie strictes
- Photo-litho-autotrophes :
- cyanobacteries :
- nitrogenase
- N2 + 8H -> 2NH3 + H2
- la nitrogenase produit a partir du diazote et de l hydrogene de l ammoniac
- plantes :
- rubisco
- 6 CO2 + 12 H2O -> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
- photosynth oxygenq
- rendement photsynthese :
- max 5% de energie incidente
- 53% dans le spect d absorption 400-700
- 17% utl popur frbq des sucres
- 40% sucres utls dans la respiration
- fixent collectvm :
- 100-150 Gt de Co2 fixes/an
- Halophiles : arche Halobacterium salinarum
- aime le sel
- peuvent capturer l E solaire (prot bactriorhodopsine)
- oxyder la matiere organq dans leur emvironement
- ne peuvent pas fixer CO2 (utls CH4 ou compose organq)
- E : Chimique
- Electrons : organq
- Carbone : consommateur/decomposeur
- Decomposeurs :
- champg
- bact
- detritivores :
- digestion partielle de la cellulose par des arthropodes (collemboles et acariens)
- Chimio-organo-heterotrophe : Consommateurs
- les animaux au sens large (Koala,araignee, lezard…)
Fonction dans l ecosysteme :
*consommateurs 1 :
- Appareil photosynthetq :
- folivores
- herbivores
- cellule vegetale et paroi
- fibres cellulose, lignine
- rapport C:N defavrb du a l ingestion de la cellulose et lignine
- Koala avec Eucalyptus
- seve : riche en E
- Pucerons sur Opuntia : possed Buchnera (symbionte) leur permettant la synthese d aa essentiels
- racine, tubercules :
- Rat taupe nu
- nectar :
- attirer le pollinisateurs (papillon, colibri, chauve souris…)
- fruits : plante exploitent pollinisateur pour leur dispersion
- frugivores
- graines :
- granivores (Acorn woodpecker)
- tissus de soutien :
- xylophages : espece symbiotq pour digerer le bois (Termites)
Fonction dans l ecosysteme :
*consommateurs 2 :
- predateurs :
- le consommateur 1 a un C:N favorable avec des toxines rares mais des mecanismes de defence (mimetisme, fuite, attq)
- le conso 2 a un excellent rapport C:N mais il faut quil atrap la classe 1
- existe predateurs micro (araigne) et macro (shark)
- parasites
- profite d un autre organisme (benefq et durable)
- peut etre endo et ecto
- les chauve souris hematophages se nourrisent du sang d autres especes
- lamproies : poisson qui sucent le sang de gros poissons amazoniers
- parasitoides
- organism qui se dvl sur ou dednas un autre organm dit “hote”
- il tue inevitablement ce dernier au cours de ce dvlp ou a la fin de ce dvlp alors que de nombreux parasites ne tuent pas leur hotes
Fonction dans l ecosysteme :
*detritivores:
- recyclage ecosysteme :
- bact, champi, invertebres : se nourrissent de debris animaux, vegetaux ou fongq :
- execrats, excrements, partie en decomposion ou tissus necroses
- fertilisation des sols
- bact, champi, invertebres : se nourrissent de debris animaux, vegetaux ou fongq :
- fonctions essentielles dans les reseaux trophq :
- recyclent les composes organsq (aussi une grd partie des composes organq toxq) contenus dans les detritus et les sediments
- leurs digestats et leurs excertats sont easy accessible a la microflore bact et fongique du sol
- contrvue : a la qlt de humus forestier

Fonction dans l ecosysteme :
*necrophages
- conso des corps morts : lion avec buffles, rapaces avec carcace…
- (se souvenir du cours de zoo sur ca)
Diversite fonctionnelle :
meca d acq des ressources :
- Filtreurs :
- Spongiaires
- bivalves
- echinodermes
- ascidies
- bryozoaires
- crustaces
- Psammivores : se nourrissent de sable
- lombriq
- Brouteurs
- giraphe
- escargot
- Piqueurs-suceurs
- moustq
- punaise
- Capacité à acquérir et intégrer l’information SNC, sensori-motricité.
Les ressources :
- Les ressources sont :
- Des éléments de l’environnement exploités
- Des éléments de l’environnement « utiles » càd qui affectent positivement la fitness
- Rendus non-disponibles par l’exploitation, donc induit une compétition entre consommateurs
- Définies par rapport à un consommateur (car c’est l’interaction entre ressource et consommateur qui les définit)
- Une plante requiert 20-30 ressources différentes pour compléter son cycle vital. Chacune doit être acquise par un mécanisme spécifique, certaines sous forme de ions, d’autres de molécules, certaines en solution, d’autre sous forme de gaz, de rayonnement, etc.
- Certaines sont essentielles (= irremplaçables) dans le sens où leur présence est une condition nécessaire à la survie, croissance et reproduction. De nombreux aa, des vitamines, sont ainsi essentiels aux consommateurs.
- D’autres ressources sont considérées comme remplaçables, dans le sens où la pénurie d’une ressource x peut être compensée par la présence d’une autre ressource y.
- Toutes les plantes ont besoin d’azote (= ressource essentielle), mais certaines peuvent l’absorber, alternativement, sous forme de nitrate ou d’ammoniaque.
- Le nitrate et l’ammoniaque sont dans ce cas remplaçables l’un par l’autre.
- Entre les plantes on trouve peu de ressources différentes MAIS à l’intérieur d’une même plante on trouve des ressources différentes en fonction des parties de la plante (racines, fleurs, feuilles etc.) : cf image





10<3 pour la maj des especes* bcp de processus physio changent a cause de la temp ou leur vitesse aug * l optimum thermq de certaines archeabact (Thermus aquaticus) vivant dans des sources chaudes peut depasser 70 degres





































- l espece 1 capture ou transforme plus efficacement la ressource)








































