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Écosystème marin > Production primaire > Flashcards

Production primaire Flashcards

1
Q

Quels sont les rôles écologiques du phytoplancton?

A

•Assimile les éléments inorganiques en matière
organique (base des réseaux alimentaires)
•Acteurs importants des cycles biogéochimiques globaux (C, N, P, Si, S).
•Affectent le climat global (CO2, DMS).
•Peuvent avoir des effets délétères (algues nuisibles
ou toxiques)

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2
Q

Quels éléments peuvent expliquer le paradoxe du phytoplancton marin?

A

Différentes niches écologiques
Ø temps (succession saisonnière)
Ø lumière (position verticale)
Ø nutriments (position verticale)

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3
Q

Comment s’exprime la production primaire?

A

La production primaire s’exprime le plus souvent en poids de carbone fixé par unité de volume et de temps

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4
Q

À quoi servent les autres pigments présents dans les algues?

A

Les autres pigments peuvent contribuer à la photosynthèse mais ont surtout un rôle protecteur contre la lumière excessive (UV ou visible)

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5
Q

Comment calculer la profondeur de la couche euphotique?

A

• Par convention, la profondeur de la couche « euphotique » est celle où il reste 1% de la lumière incidente à la surface
Profondeur de la couche euphotique = -4.6 / k

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6
Q

Comment varie le coefficient d’atténuation (k) en fonction des propriétés de l’eau?

A

La valeur de k dépend des propriétés optiques de l’eau ainsi que des substances et particules qu’elle contient.

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7
Q

Quels facteurs font varier k?

A
  • L’eau elle même
  • La matière dissoute
  • La matière particulaire inerte
  • La matière particulaire vivante (phytoplancton et bactéries)
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8
Q

Comment calculer la profondeur de la zone euphotique avce un disque de Secchi?

A

k = 1.7 / D
A la profondeur ou le disque disparaît (D) la quantité de lumière réfléchie par le disque est égale à la quantité de lumière réfléchie par l’eau.

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9
Q

Qu’est-ce que l’effet d’ombrage?

A

Avec l’augmentation de la chla, le phyto a moins de lumière.

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10
Q

Quels méthodes in vitro peuvent permettre d’estimer la PP?

A

Ø Ajout de carbone radioactif - 14C (minutes/heures)
Ø Mesure de l’accumulation d’O2 ou baisse de CO2 (heures/jours)
Ø Assimilation de nutriments dissous (heures/jours)

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11
Q

Quels méthodes in situ peuvent permettre d’estimer la PP?

A

Ø Changements d’O2 ou de CO2 dans l’eau (semaine/mois)
Ø Changement dans l’inventaire de nutriments dissous (semaine/mois)
Ø Télédétection aéroportée ou orbitale (jour-année)

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12
Q

Qu’est-ce que la production primaire nette?

A

Production primaire nette (PPN) = Production brute - respiration

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13
Q

Qu’est-ce que le point de compensation?

A

Sous le point de compensation la lumière n’est pas suffisamment forte pour compenser les pertes respiratoires.

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14
Q

Comment la profondeur de la couche de mélange influence t-elle la prolifération de phytoplancton?

A

La quantité de moyenne de lumière perçue par le phytoplancton diminue avec la profondeur de la couche de mélange (Zm)
Si la lumière moyenne est égale ou inférieure à la lumière de compensation, il ne peut y avoir de croissance nette.

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15
Q

Qu’est-ce que la télédétection passive?

A

basée sur (1) la réflexion des différentes longueurs d’onde qui composent les radiations solaires ou (2) l’émission de radiations par les objets ou les organismes vivants.
Visible: chlorophylle, matière en suspension (sans nuages…)
Infrarouge: température de l’eau

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16
Q

Qu’est-ce que la télédétection active?

A

Télédétection active: basée sur la réflexion d’une
émission radar (micro-ondes) capable de pénétrer
les objets (ex. glace, sol)

17
Q

Comment détecter la PP?

A

La production primaire n’est pas “détectable” en soit, mais on peut mesurer:
• La lumière qui parvient à l’océan
• La couleur de l’eau (lumière réfléchie) – quantité & qualité
• La température de l’eau
Ø On estime la concentration de chl a et de matière en suspension dans la couche mélangée (pour obtenir k)
Ø On calcule l’éclairement PAR disponible à chaque profondeur, puis on utilise une courbe P-E pour estimer la production primaire par unité de chl a (Pb)
Ø On attribue une forme au profil vertical de chl a, puis à chaque profondeur on multiplie Pb par chl a
Ø On fait une intégration verticale par partie pour estimer la PP sur toute la colonne d’eau

18
Q

Qu’est-ce que la photoinibition?

A

On appelle « photo-inhibition » le phénomène de décroissance de PB en condition de lumière excessive

La réponse de Pb à la lumière a une composante d’acclimatation (intra-spécifique) et d’adaptation (inter-spécifique)

19
Q

Quels sont les défi de la vie pélagique?

A
  • Rester dans la zone euphotique
  • Se procurer du CO2
  • Se procurer des nutriments
  • Nutrition azotée
20
Q

Qu’est-ce que la loi de Stoke?

A 
V = 2g (D-d) r2 / 9µ
g = accélération gravitationnelle
D = densité de la particule
d = densité du fluide
r = rayon de la particule
µ = viscosité du fluide
21
Q

Comment diminuer la densité du phyto?

A

Le phytoplancton maintient une densité faible par une haute teneur en protéines, lipides et hydrates de carbone. Ces molécules ont aussi une très grande valeur nutritive (énergie) pour les herbivores.

22
Q

Que faire dans le cas ou les taxon ont des coques (cock hahaha) de protection? (diatoms, cococ)

A

• Présence de vacuoles chez les diatomées
• Exsudation sélective des ions lourds (cellules vivantes)
• Inclusion de réserves lipidiques
-Largage de frustule

23
Q

Quel autre adaptation empeche de couler?

A

Accroissement de la friction = effet parachute

Flagelle

24
Q

Comment se procurer le CO2?

A

Le CO2 doit diffuser de l’atmosphère vers l’océan pour être disponible (faible solubilité).
• Or, une fois dans l’océan le CO2 ne reste pas sous cette forme. (HCO3)
• La RuBisco n’est pas efficace dans l’océan contemporain car elle a évolué dans un océan riche en CO2, mais pauvre en O2. Aujourd’hui c’est l’inverse. Comme l’enzyme n’est pas
spécifique elle se lie à l’O2.
• Plusieurs groupes de phytoplancton ont recours à des mécanismes de concentration du CO2, dont l’efficacité est variable.

25
Q

Qu’est-ce que CCM?

A 
Mécanismes de concentration du carbone 
La majorités des algues et toutes les cyanobactéries étudiées ont des adaptations pour concentrer le
bicarbonate.
• L’ enzyme anhydrase carbonique(CA)
 convertit le carbonate en CO2
26
Q

Qu’est-ce que la puissance relative des CCM eucaryotes?

A

Coccolithophores DinoflagellésPhaeocystis Diatomées

27
Q

Quels sont les macronutriments essentiel au phyto?

A
  • Azote* (N) = Acide aminés, protéines, enzymes
  • Phosphore (P)= Acides nucléiques, ARN/ADN, lipides
  • Silicium (Si) = Parois cellulaires (diatomées)
28
Q

Quels sont les micros-nutriments essentiel au phuto?

A

Métaux (fer, cuivre)= Protéines fonctionnelles, enzymes

co-facteurs

29
Q

Qu’est-ce que le Redfield ratio?

A

C:N:P = 106:16:1
En moyenne, la composition élémentaire de la matière
particulaire (composée principalement de phytoplancton) suit les rapports de “Redfield”:

30
Q

Quel est le problème avec les nutriments?

A

-Une grande part du phytoplancton et des déchets organiques coule,entraînant les éléments nutritifs vers le fond.
Ø Mais quelques processus physiques permettent aux nutriments de remonter à la surface dans certaines régions et à certains moments.
- Les océans sont progressivement devenus un milieu oxydant.
Ø La plus grande part des éléments nutritifs essentiels est aujourd’hui sous forme oxydée et pas « facilement » utilisable.

31
Q

Quels adaptions dans les région où les apports nutritifs sont relativement faibles et
constants?

A
  • Une taille petite ou une forme allongée augmente le rapport surface/volume (S/V), ce qui favorise la nutrition.
  • Stratégie écologique “K” (e.g., coccolitophoracées)
  • Mobilité ou contrôle de la flottaison: permet d’aller chercher les nutriments en profondeur (e.g. dinophycées)
32
Q

Quels sont les adaptations dans les régions où les apports nutritifs peuvent être fort mais
épisodiques?

A
  • Une plus grande taille permet d’inclure une vacuole servant à entreposer les nutriments (diatomées).
    Ces nutriments peuvent être mobilisés lorsque l’apport
    externe diminue à nouveau. Ils peuvent suffire pour quelques divisions cellulaires.
  • Stratégie écologique “r” (e.g., diatomées)
33
Q

En fonction de l’Equation de Michaelis-Menten, comment se traduisent les différentes adaptations aux nutriments?

A

espèce 1 (ks et Vmax élevé)
espèce 2 (ks et Vmax faible)
Taux de prise (V)
“r”

34
Q

Quels sont les trois principales sources de nutrition azoté?

A

Ø NH4 (ammonium): assimilable directement par toutes les plantes et bactéries. C’est sous cette forme que l’azote retourne dans l’environnement après la décomposition.
Ø NO3 (nitrate): utilisable par la plupart des plantes et
bactéries. Le nitrate est oxydé et les cellules doivent le
réduire en NH4 avant de l’assimiler.
Ø N2 (azote gazeux): fixé uniquement par certaines
cyanobactéries. C’est la forme d’azote la plus abondante dans l’environnement, mais la majorité des plantes et des bactéries ne peuvent pas l’utiliser.

35
Q

Qu’est-ce que la fixation d’azote gazeux?

A

Effectuée par les cyanobactéries fixatrice d’azote (diazotrophes)
• L’enzyme nitrogénase est responsable de la fixation du N2
• La nitrogénase requiert une forte quantité de Fer et nécessite
beaucoup d’énergie
• La fixation du N2 contribue également à la production nouvelle

36
Q

Qu’est-ce que l’assimilation de l’amonium?

A

Le NH4 + provient du recyclage par les consommateurs (ex: excrétion)
• Le NH4
+ est la source préférée pour le phyto (NH4
+ > NO3 > urée)
• Forme déjà réduite et directement assimilable
• Responsable de la production régénérée

37
Q

Qu’est-ce que l’assimilation de nitrate?

A

• Provient de la couche profonde
• Les apports en surface dépendent de processus physiques
(certains endroits ou moment de l’année)
• Utilisé en grande partie lors des floraisons de diatomées
• Responsable de la production primaire “nouvelle”
• Non-utilisable par certaines algues de petite taille qui n’ont
pas l’enzyme NaR (synechococcus)

Écosystème marin (4 decks)

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