Séance 2 - Biosphère / Populations Et Environnement Flashcards
À combien estime-t-on l’âge de la terre?
4,5 Ga
À combien de temps remontent l’arrivée des procaryotes?
Sous quelle forme étaient-ils?
3,7 Ga
Des cyanobactéries
Que sont les cyanobactéries? Quelles sont leurs caractéristiques?
Ce sont des procaryotes capables de faire de la photosynthèse
On pense que ce sont les premiers organismes qui sont apparus sur la planète.
Quel genre de respiration faisaient les cyanobactéries de l’époque du debut de la terre & pourquoi?
L’atmosphère était réductrice, donc ils ne faisaient pas la même photosynthèse qu’aujourdhui. On pense qu’ils utilisaient une autre forme de respiration avec le fer comme accepteur d’électrons.
Quelle composition avaient les cyanobactéries de l’époque?
Cyanobactéries filamenteuses
Hétérocyste : entité qui permet aux cyanobactéries de fixer l’azote moléculaire
Spore (akinète) : forme de résistance.
Quand sont apparus les eucaryotes?
Entre 2,7 Ga et 2,1 Ga
De quand datent les plus vieux produits de la dégradation de la chlorophylle?
2,7 Ga
À partir de quand l’atmosphère commence à devenir oxydée?
Quelle structure est formée de ce fait et en quelle année?
Quels organismes permettent ceci?
2 Ga
Formation d’une couche protectrice d’ozone (1,6 Ga)
Les eucaryotes qui portaient de la chlorophylle
Qu’est-ce qui coïncide avec la disparition de grands animaux et en quelle année?
Apparition et colonisation de Homo sapiens, 30 000 ans
Pourquoi distingue-t-on le temps écologique du temps évolutionnaire?
Pour distinguer les extinctions qui ont lieu de manière naturelle (sans l’impact de l’humain) et celle qui ont lieu de manière plus rapide sous l’activité humaine
Quels sont les deux types de temps?
Écologique et évolutionnaire
Qu’est-ce que le temps écologique?
Mesure l’impact a court et moyen terme (max quelques milliers d’années) sur les communautés vivantes
Qu’est-ce que le temps évolutionnaire?
Qu’est-ce qui permet aux espèces de survivre?
Évolution des réponses des organismes aux changement de leur milieu de vie, se mesure en millions d’années (sans l’impact de l’humain, puisqu’il n’était pas là il y a des millions d’années).
Les espèces qui ont des flux génétiques / gènes qui ont la capacité de resister aux changements vont s’adapter et survivre.
Pourquoi le temps évolutionnaire met de longues périodes de temps à agir?
Quels sont les processus en cause?
Parce que les processus en cause (sélection, adaptation, spéciation…) nécessitent de très longues périodes de temps pour influencer profondément la structure des communautés vivantes.
Quelle est la definition d’une population/dème?
Groupe d’individu d’une même espèce habitant un même milieu (soumis aux mêmes conditions d’existence), maintenant une existence indépendante (reproduction) et possédant des caractéristiques morphologiques, physiologiques et démographiques particulières.
Quels sont les 3 variables d’état d’une population?
Variables qui donnent l’état de la population
Densité (<=> abondance)
Distribution spatiale
Structure d’âge
Qu’est-ce que la densité absolue d’une population?
Le nombre total d’individus = l’effectif = l’abondance
Qu’est-ce que la densité relative brute?
Le nombre d’individus par unité de surface ou de volume (selon si c’est une surface terrestre ou un volume si milieu aquatique)
Mesure le niveau d’abondance
Qu’est-ce que la densité relative écologique?
Le nombre d’individus par unité de surface ou de volume HABITÉ
Mesure les conditions de vie de la population (on déduit de la superficie totale les endroits qui ne sont pas habités, nous permet d’avoir une idée de la compétition pour les ressources par exemple si la zone habitable est réduite).
La densité d’une population varie à l’intérieur de l’aire de distribution géographique d’une espèce. Ou est-elle la plus basse?
Habituellement plus basse près des limites de l’aire (parce que les conditions changent, ex le climat)
Quels sont les trois types de distribution spatiale?
- Régulière / uniforme
- Aléatoire
- Agrégée ou surdispersée
De quoi résulte une distribution spatiale régulière / uniforme?
D’un comportement de territorialité (chez les animaux)
Ou d’une compétition pour les ressources (espace ou nutriments pour les végétaux)
Les ressources déterminent cette distribution.
Quelles conditions doivent être présentes pour avoir une distribution spatiale aléatoire d’une population?
Il faudrait que la position de chaque individu soit indépendante de celle des autres.
Très peu fréquent dans la nature
De quoi résulte une distribution spatiale agrégée/surdispersée?
Exemple représentatif?
Variabilité spatiale de l’habitat (en rapport avec les ressources). Les individus forment des groupes aux endroits ou les chances de survie sont les meilleures (meilleurs conditions de vie)
Comportement social
Ex: bancs de poisson (dépensent moins d’énergie, augmente l’efficacité de la recherche de nourriture, diminuent les risques de prédation) , moules tous regroupés.
Sur quoi nous renseigne la structure des âges d’une population? (Variable d’état d’une population)
Nous renseigne sur la structure démographique actuelle et sur les événements passés (guerre, baby boom, famines…) et permet de prévoir certains événements de l’avenir de la population
(Ex: prévoir une cotisation plus importante pour la retraite des baby boomers, ou permet de savoir quand il y aura un boom de naissances quand les boomers seront rendus a l’âge d’avoir des enfants…)
Quels sont les trois types de courbes de survie? À quoi correspondent-ils?
Type 1 : les individus survivent longtemps et meurent majoritairement en age avancé (ex: les hommes, de nombreux mammifères…)
Type 2 : les individus meurent à une aux constant durant leur vie. La vitesse de disparition des individus est stable (ex: divers passereaux, rongeurs, reptiles)
Type 3 : Les individus meurent de façon massive peu après leur naissance (ex: poissons, arbres de type r…)
Qu’est-ce qu’une métapopulation?
Comment explique-t-on la différence géographiquement d’une seule grande population et de plusieurs sous-populations d’une grande métapopulation?
Une métapopulation = ensemble des populations d’une même espèce qui sont réparties dans l’espace, entre lesquelles il existe des échanges plus ou moins réguliers et importants d’individus. Une métapopulation est donc l’ensemble des populations qui échangent des gènes entre elles.
Si les plusieurs petites populations sont rapprochées et que le déplacement d’individus entre elles est libre et facile, alors UNE SEULE GRANDE POPULATION. Mouvement libre et fréquent entre les diverses zones.
Si les petites populations sont trop distantes et que chacune possède sa propre dynamique, alors on les considère comme des sous-populations d’une métapopulation. Le flux entre les zones est très faible, mais mouvement occasionnel d’individus.
La métapopulation est alors composée de sous-populations.
Dans les sous-populations, comment appelle-t-on les populations qui fournissent des individus?
Comment appelle-t-on les sous-populations qui fournissent des individus et celles qui
Sous-population SOURCES : fournisseuses d’individus
Sous-populations PUITS : petites sous-populations maintenues uniquement grâce à l’apport d’individus extérieurs.
Qu’est-ce que la cinétique d’une population?
C’est l’évolution temporelle de l’effectif (densité / abondance) de la population
Comment définit-on ce qu’est la dynamique d’une population?
C’est l’ensemble des mécanismes régissant l’évolution dans le temps de la population
Quel modèle est proposé par Malthus pour la dynamique des populations?
Le modèle de croissance exponentielle (croissance sans limitations d’une population)
Rarement applicable dans la nature, ou sur de très courtes périodes de temps (ex: explosion démographique de la population de crickets)
Quel modèle propose Verhulst pour la dynamique des populations? Quelle est la variable introduite?
Le modèle (courbe) logistique.
K, soit la capacité de soutien du milieu (la population maximale qui peut vivre dans un environnement)
Quelle est l’équation qui régit le modèle de courbe de Malthus?
Nt = N0 + r(N0)
Comment varie le modèle logistique de Verhulst?
Plus on approche de la capacité de soutien maximale du milieu (K), plus le taux de croissance diminue, jusqu’à atteindre 0 (si N = K)
***Dans la formule, le r ne change pas, c’est le rmax qui est dans la formule, mais le 2e terme entre () vient diminuer son impact, donc au final le r est diminué
Pourquoi le modèle proposé par Malthus n’est pas applicable dans la nature?
Les populations ont rarement une croissance exponentielle.
Elles ont toujours des contraintes (facteurs de régulation) : les ressources (pas infinies), la prédation (relations trophiques)…
Quels sont les définitions de la valeur limite K (4)?
La capacité de soutien / capacité maximale de support de l’écosystème
La charge biologique maximale
La densité d’équilibre
La capacité limite
Si un milieu contient moins de ressources au départ qu’un autre, lequel atteindra le plus rapidement le K?
Le milieu avec le moins de ressources
Le milieu peut supporter moins d’individus en raison du moins grand nombre de ressources disponibles
Comment défini-t-on le bilan d’une population au temps t (Nt)? (Formule)
Quels sont les processus de recrutement et de disparition?
Processus de recrutement : natalités + immigrations
Processus de disparition : mortalité + émigration
Nt = N0 + (natalités + immigration - morts - émigration)
Comment obtiens-ton le taux de croissance r d’une population? (Formule)
On fait la difference entre l’effectif après un intervalle de temps donné (Nt) et l’effectif au point de mesure précédent (N0)
r = (Nt - N0) / N0
Est-ce que les taux de croissance d’une population sont constants d’une année à l’autre? Pourquoi?
Est-ce que sa valeur maximale est souvent atteinte?
Non, parce que l’abondance des ressources varie aussi.
r dépend des propriétés des individus de la population (ex: certains ont plus chaud que d’autres à la même température… ce sont les propriétés naturelles) et des conditions environnementales, la pression des prédateurs.
Non, rmax est rarement atteinte.
Par quoi r est-il affecté?
Quelle est la formule?
Quels sont les variables?
Par la densité de la population.
r = rmax - alpha *N
N = abondance de la population r = taux de croissance de la population Alpha = coefficient d’interaction compétitive (soit l’effet dépresseur/limitant de la population sur son propre taux de croissance). C’est le niveau de competition entre deux individus de la même population, souvent en lien avec les ressources disponibles.
Qu’est-ce que le coefficient alpha nous montre?
Que la population est régulée par sa propre densité.
La croissance exponentielle n’est plus ; c’est une croissance logistique, qui s’écrit
Nt = N0 + (rmax - alphaN0) N0
Le taux de croissance rmax est freiné par l’effectif de la population elle-même, à un degré déterminé par le coefficient alpha.
Pourquoi dit-on que l’équation
Nt = N0 + (rmax - alphaN0) N0
Est trop simpliste?
Parce qu’elle représente une relation linéaire entre r et N, soit une situation ou l’apparition de chaque individu supplémentaire aurait un effet négatif sur le taux de croissance de la population…
Donc, on émet 2 hypothèses plus réalistes: l’effet de seuil et l’effet facilitateur. Dans tous les cas, ils illustrent l’effet RÉGULATEUR de la densité
Comment se décrit l’effet seuil d’une population?
Le taux de croissance est maximal jusqu’à une certaine densité critique de la population (Nc). Au delà de Nc, l’effet dépresseur se manifeste.
- Tant que la densité de la population est faible (et depuis le début), l’accroissement se fait au taux maximal (rmax)
- Lorsque la densité critique Nc est atteinte, compétition intraspécifique (alpha) freine le taux de croissance de la population et r décroît jusqu’à atteindre 0 (quand N = K)
Comment se décrit l’effet facilitateur?
Se fait en deux étapes (Nc1 et Nc2)
- Taux de croissance augmente tant que Nc1 n’est pas atteint (l’accroissement de la densité est bénéfique et fait augmenter le taux de croissance de la pop. ; r augmente).
- Quand on atteint Nc1, rmax est atteint. Reste constant jusqu’à l’atteinte de Nc2
- Quand on atteint Nc2, l’effet régulateur de la densité (auto-régulateur) commence à se faire sentir, r diminue, jusqu’à atteindre r=0 (quand N=K).
Comment décrit-on (avec les variables r et K) l’effet régulateur?
(Comprend l’effet de seuil et l’effet facilitateur)
Le taux d’accroissement r devient nul lorsque la population (N) a atteint la capacité limite du milieu (K)
Si N=K, alors r=0 (par l’action de alpha, coefficient de compétition intraspécifique)
Qu’est-ce qu’une succession écologique?
La séquence des communautés qui se succèdent dans un milieu nouvellement accessible ou après une profonde perturbation
Qu’est-ce que la semelparité? Dans quel type de stratégie est-elle présente?
Une seule période de reproduction
On la retrouve dans le type r
Qu’est-ce que l’itéroparité? Dans quel type de stratégie de reproduction?
Plusieurs périodes de reproduction
Type K.
que peut-on dire sur les populations à stratégie r et K et les contraintes biotiques et abiotiques du milieu?
Les concepts de population à stratégie r et K sont vus comme des réponses à des contraintes biotiques et abiotiques, et sont donc indissociables des caractéristiques du milieu
Quel type de sélection (r ou K) est indépendante de la densité? Quelle est dépendante?
Type r : indépendante (parce que nouveau milieu donc ressources abondantes).
Type K : dépendante.
Quelles sont les causes de mortalité pour les types r?
Mortalité naturelle (maladie)
Prédation
*pour les types r, la mortalité n’est pas reliée à la compétition puisque le milieu est nouveau, donc les ressources sont abondantes
Comment est le climat pour un type K? Type r?
Type K : climat plus ou moins constant, assez prévisible
Type r : climat variable, imprévisible.
De quel type de courbe de survie est le type r? Le type K?
Type r : type III
Type K : type I ou II
Comment décrit on la taille de la population pour un type r? Type K?
Type r : très variable
Type K : assez constante, proche de K
Comment est la competition pour K et r?
r : competition faible (abondance de ressources puisque nouveau milieu)
K: competition intense (plusieurs espèces dans le milieu puisque l’écosystème est mature)
Comment est l’utilisation de l’énergie pour la reproduction chez les types r? Type K?
R: productivité élevée (abondance de samares)
K: efficacité et stabilité (moins de semences)
Qu’est-ce que la compétition intraspécifique?
Lorsque les organismes ou populations qui utilisent les ressources proviennent de la même population (espèce)
Qu’est-ce que la compétition inter spécifique?
Compétition quand deux populations (espèces différentes) utilisent des ressources communes présentes en quantité limitée, ou si les ressources ne sont pas limitantes, quand les organismes en concurrence se nuisent en les recherchant.
Quels sont les deux types de compétition intraspécifique (entre les individus de la même espèce)?
Par interférence et par exploitation
Qu’est-ce que la compétition par interférence?
Lorsqu’il y a une action directe, une INTERFÉRENCE ACTIVE (agressivité) ou PASSIVE (médiation chimique) entre les organismes en concurrence.
Certains individus obtiennent la ressource, d’autres non.
Qu’est-ce que la compétition par exploitation?
L’exploitation des ressources par un des concurrents limite leur disponibilité pour les autres. Les ressources sont partagées entre les protagonistes.
On dit que r dépend de la densité. Que se passe-t-il sil y a une augmentation de la densité d’une population?
- Compétition accrue pour les ressources limitées
- Effet régulateur sur la population (affaiblissement physiologique, ralentissement de la croissance individuelle, diminution de la fécondité et de la longévité, modifications du comportement) ->
altération de la composition génétique de la population (si mort d’individus = perte de leur génome dans le pool génétique) - Altération de la structure sociale de la population.
De quoi dépend le taux de croissance r?
Comment appelle-t-on ce mécanisme? Par quoi est-il modulé (influencé)?
Mécanisme de base densité-dépendant, modulé par l’influence de facteurs externes (interactions interspécifiques avec d’autres membres de la biocénose + facteurs abiotiques, température, lumière, humidité…)
La sélection naturelle est liée à quoi / possible grâce à quoi? (3)
[Conditions pour que la sélection naturelle aie lieu]
- Rendue possible par la VARIABILITÉ GÉNÉTIQUE des individus dans une même population : un trait ou une performance est sujet à une VARIATION INTER-INDIVIDUELLE.
- Ce trait est relié au succès de reproduction ou à la survie (il faut que le trait en question aide ou nuise à la reproduction/survie). Permet de distinguer la sélection naturelle d’une simple fluctuation / dérive génétique.
- Le trait est transmis héréditairement
LA CONDITION ENVIRONNEMENTALE VIENT SÉLECTIONNER LES INDIVIDUS QUI ONT LE PATRIMOINE GÉNÉTIQUE À MÊME D’Y RÉSISTER / DE S’Y ADAPTER.
Qu’est-ce que la radiation adaptative?
Temps écologique ou évolutionnaire?
Quel mécanisme/processus est en cause?
On part d’une seule espèce, et au terme de plusieurs générations (et de conditions environnementales différentes), on obtient plusieurs espèces différentes qui se sont adaptées par SPÉCIATION (deviennent des espèces différentes)
Temps évolutionnaire parce que plus long.
Quels sont les 4 stratégies biodémographiques [de chaque individu]?
Définition + les 4 stratégies
Ce sont les 4 mécanismes fondamentaux (au niveau individuel). C’est les lieux où l’énergie acquise sera distribuée pour pouvoir se développer convenablement. Compromis d’allocation de l’énergie dans les 4 mécanismes:
- Croissance
- Entretien
- Reproduction
- Défense
Qu’est-ce que la valeur sélective?
La valeur sélective (ou fitness darwinienne) est le taux de multiplication du génotype considéré (plus la valeur sélective est haute, plus les individus se reproduiront).
- La valeur sélective se mesure ultimement à la proportion d’individus aptes à leur tour à la reproduction
- La sélection naturelle va retenir la stratégie biodémographique la plus optimale, soit celle qui assure la meilleure valeur sélective (c’est à dire que la sélection naturelle va favoriser les individus qui allouent leur énergie aux bons endroits et qui ont la bonne combinaison de caractéristiques pour permettre l’adaptation et la survie de l’espèce)
Quels sont les deux types de stratégies les plus étudiés?
Stratégies alimentaires et stratégies reproductrices
Sur le plan de la stratégie alimentaire, l’animal fait face à plusieurs types de décisions, quelles sont-elles?
pourquoi ces décisions sont-elles faites? Parce que les ressources sont limitées
- Choix entre divers habitats
- Conflit entre le rendement (abondance de la nourriture) et le risque de prédation (genre un habitat où il y a full nourriture mais aussi full prédateurs)
- Temps de séjour sur un site donné (aka combien de temps il se permet de rester là pour profiter de la ressource)
- Conflit entre la qualité du site et la densité des compétiteurs (ex : il y a full de nourriture, mais aussi plein d’autres lapins qui vont chercher à la consommer, vs. un site où il y a moins de nourriture, mais aussi moins de monde)
- Diète optimale : est-ce que je m’arrête à ce site-là, ou bien je continue à chercher un autre site qui pourrait avoir des meilleurs vers de terre plus juteux et longs
