Service #2 Augmenter la biodiversité terrestre Flashcards
Quelles sont les considération importantes pour le plan d’échantillonnage
- type d’échantillon
-taille de l’échantillon (quelles sont les analyse à faire) - nombre d’échantillon
-paramètre spatial (profondeur, surface)
-paramètre temporel
quel sont les type d’échantillonnage
-transect
-systémique
- aléatoire
Quels sont les défi de l’échantillonnage du sol
- contamination (outils de prélèvement ou contenant d’entreposage)
- conservation (température 4°C, délai de l’analyse : plus rapidement possible)
Qu’est-ce que la technique de fumigation-incubation au chloroforme
On fumige un échantillon de sol via des vapeurs de chloroforme = mort des microorganisme et libération de nutriment.
On réinocule le sol et un témoins avec du sol non fumigé et on incube les sols
On mesure le CO2 produit (témoin pour enlevé le CO2 produit par le sol car il a moins de nutriments que sol fumigé)
biomasse = ΔCO2 - C /Kc (Kc = 0,45) =convertir le CO2 en unité de carbone
qu’est-ce que la technique fumigation-extraction au chloroforme
On fumige un sol et non l’autre
On évacue le chloroforme du sol fumigé
On extrait le sol fumigé et un sol témoins dans une solution de K2SO4
On analyse la composition chimique des deux solution (nitrogène dissous, carbone organique dissous, phosphate organique dissous)
on regarde la différence entre fumigé et non-fumigé et on regarde la concentration de carbone pour trouver la biomasse
Qu’est-ce que la méthode de respiration induite par le substrat
On ajoute du glucose
on incuber 1-2h puis on quantifie la concentration de CO2
Lorsqu’il y a une augmentation de la respiration, il y a une deuxième génération de cellule produite et on veut donc prendre l’échantillon avant cette reproduction
Qu’est-ce que la méthode de respiration induite suppose
-tous les microorganismes sont hétérotrophes
- tous les microorganismes sont capables de croissance aérobie
- SIR est proportionnel à la biomasse microbienne
Qu’est-ce que la masse d’inhibition de la respiration induite par le substrat
Incubation préalable avec un inhibiteur sélectif
on utilise la différence entre le contrôle et le traitement avec inhibiteur pour inférer la biomasse microbienne du groupe ciblé par l’inhibiteur
Qu’est-ce que le quotient métabolique
quotient métabolique = respiration basale/ biomasse microbienne
-bioindicateur de stress environnemental
-stress bas = haute biomasse = faible qCO2
comment le calcule-t-on la diversité génétique du sol
-on utilise le pourcentage d’homologie du gène universel
-ARNr 16S pour bactérie et archée
-ITS (internal transcribed spacer) pour champignon
À quoi sert l’ADN vs ARN pour la diversité génétique du sol, qu’est-ce que ça informe
ADN: représente l’ensemble de m.o. de l’échantillons et informe la diversité génétique
ARN: représente les gène transcrit activement, informe de l’activité métabolique du microbiote
Quelles sont les étapes pour analyser la diversité microbienne
1 extraction ADN ou ARN
2. amplification PCR, RT-PCR, qPCR, qRT-PCR
Quels sont les gènes d’intérêt pour l’amplification par PCR
- ARN 16S
-ITS - gène fonctionnels
Quels sont les types d’analyse qui sont faites pour étudié la diversité du sol
-séquençage de masse (identifie les membres de la communauté microbienne)
- par empreinte (gels avec gradient de température ou d’agent dénaturant ; but: identifier le nombre d’espèce présentes)
Comment utiliser les résultats du séquençage d’ADN des communauté microbiennes
-identifier/quantifier les unités taxinomiques opérationnelles ou variants de séquence d’amplicon
-construire et interpréter les arbres phylogénétiques pour répondre à diverses questions écologiques
-analyser la structure des réseaux symbiotiques
qu’est-ce que les réseau symbiotiques
regarde les espèces de plante qui s’associent avec les mycorhize
Comment utilise-t-on les acides gras pour caractériser la communauté
- les phospholipides ne persistent pas après la mortalité des cellules et ont des caractéristique identifiables. On peut donc connaître les m.o. présent dans l’échantillon qui sont vivants
Quels sont les indices caractérisant la stabilité
indice de tolérance
indice de résistance: capacité à résister à une perturbation du milieu sans changement fonctionnels
Indice de résilience: capacité à un sol de revenir
Qu’est-ce que Do et Dx dans l’indice de résistance
Do: différence entre la concentration de l’échantillon de base et la concentration la plus basse de l’échantillon perturbé
Dx = différence en la concentration de l’échantillon de base et la concentration à temps x
qu’est-ce qu’un indice de résistance de 1, de -1, de 0
1: Do = 0 = résistance parfaite (le sol perturbé se comporte de la même façon que le sol
contrôle)
-1: Co est négligeable face à Do : changement de > 100% dans la réponse entre le sol
perturbé et le sol contrôle
0: C0 = D0 100% dans la réponse entre le sol perturbé et le sol contrôle
Quel est l’équation de l’indice de résistance
1- (2|Do|)/(Co + |Do|)
Quelle est l’équation de l’indice de résilience
((2|Do|)/(|Dx|+|Do|)) -1
qu’est-ce qui caractérise un indice de résilience de 1, de 0, de -1
- indice de résilience de 1= retour rapide à l’état initial (très résilient), Dx est négligeable par rapport à Do
-indice de résilience de 0?
aucun retour vers l’« état d’équilibre » : Dx =D0 - indice de résilience de -1?
le sol perturbé continue de s’éloigner de l’« état
d’équilibre : Dx»>D0
Qu’est-ce que le CLPP
Community-level physiological profiling
-informe sur les fonctions menées par les communautés microbiennes
1. extraction des cellules du sol avec Na-pyrophosphate
2. inoculation de plaques avec des substrat uniques +teinture de tetrazolium dans chaque puits
3. lecture de la plaque dans spectrométries
4. comparution des patrons d’utilisations
quels sont les problèmes de CLPP
1-5% de m.o. sont cultivables
basé sur la croissance des organismes (biais pour les bactéries zymogènes)
Comment mesure-t-on l’activité enzymatique
1 préparation de substrats fluorogénique
2. incubation des sols avec les substrats fluorogénique
3. mesure de la fluorescence
4. conversion des résultats de fluorescence en quantité de substrat relâché
Qu’est-ce que le piège fosse
permet d’échantillonné les organismes du sol
Comment on extrait les vers de terre
on ajoute de la moutarde sèches qui est un irritant non toxique pour que les vers remonte à la surface
Comment quantifie-t-on la biodiversité
Richesse spécifique
Équirépartition ou evenness
Suivi temporel
Qu’est-ce que la richesse spécifique
nombre d’Espèces présents dans un écosystème donné
qu’est-ce que l’evenness
proportion des individus parmi les espèces présentes
Pourquoi la biodiversité est important
-valeur utilitaire (services écosystémiques)
-valeurs indirecte (culturelle et spirituelle, personnelle, scientifique)
-Valeur écologique: différente niches, stabilité, interactions
quels sont les composant du microbiote du sol
bactérie
archées
champignons
algues
caractéristiques des bactéries
procaryotes
surface spécifique élevée
forme variée
caractéristique des archées
prokaryote avec caractéristique eucaryote
non-pathogène
pas juste extrêmophile
Quelle est l’importance des archées
cycle géobiochimique
ubiquiste
contribuent à certains traits chez les plantes
fonction des bactéries
décomposition
cycle géobiochimique
exploitation des microsite
pathogène/parasite/mutualisme
production antibiotique
fixation N2àméthanogénèse
nitrification
Comment classe-t-on les bactérie
selon leur source de carbone : autotrophe, hétérotrophe
selon leur source d’énergie: phototrophe, chimiotrophe
selon leur source d’électron : organotrophe, lithographe
quelle est la différence entre autotrophe et hétérotrophe
autotrophe: C provient du CO2 atmosphérique
hétérotrophe provient de molécules organique (hétéro = mélange = plusieurs)
différence entre photo et chimiotrophe
phototrophe: photon
chimiotrophe : energie chimique
différence entre organotrophe et lithotrophe
organotrophe: organique
lithographe: composé inorganique
Stratégie K Vs stratégie R
K: adapté à survivre lorsque les ressources sont limité
R: taux de croissance optimale lorsque les ressources sont abondantes
Oligotrophe vs Copiotrophe
oligo: domine milieux pauvre en nutriment
copio: domine les milieu riche en nutriments /
autochtones vs zymogènes
Autochtone: préfère la matière organique récalcitrante, taux de croissance plus faible, peu affecté par fluctuation
Zymogènes: préfère matière organique labile, croissance rapide lorsque les ressources sont abondantes, cycle de dormance: croissance rapide lors de l’ajout de substrat
morphologie du champignon
filamenteux
mycélium
cénobite (hyphes sans cloisons, cytoplasme multinucléé)
anastomose: fusion d’hyphe de différentes espèces
caractéristique des champignons
eucaryote
nutrition hétérotrophe
généralement aérobie ou An/F
tolérant à l’acidité
reproduction sexuée ou asexuée
structure du champignon
-paroi cellulaire
-sclérote: peloton mycélien enrobé de mélanine formé par certains champignon pour résisté à des conditions défavorables
-rhizomorphe ou cordon mycénien : plusieurs hyphes regroupé ensemble pour formé des cordons
composition de la paroi cellulaire des hyphes
polysaccharides
protéines et glycoprotéine
mélanine
glomaline
quelle est l’importance des cordons mycéliens
translocation des nutriments du sol vers le débris ligneux
importance des champignons dans les sols
-décomposition de tous types de substrats
-translocation des nutriments dans le sol
- cyclage des éléments nutritifs
-symbiose avec les plantes
- symbiose mycobione-photobionte
-occupent plusieurs niches
-source de nourriture pour la pédofaune
-météorisation du matériel géologique parental
-structuration du sol
différence entre sexuée parfaite et asexuée imparfaite des champignon
sexuée parfaite: télomorphe, rôle = survie, peu de spore en dormance
asexué imparfaite: anamorphe, rôle = dispersion, beaucoup de spore, sans dormance
caractéristique des chytridiomycota
champignon primitif
structure simple (unicellulaire ou hyphes sans cloisons)
impliqués dans la décomposition de polymère simple
plusieurs sont parasites
reproduction sexuée ou asexuée
caractéristique de glomeromycota
- Champignons primitifs
- Mycorhizes arbusculaires (AMF)
- Associations symbiotiques avec les racines de plusieurs plantes
- Symbiotes obligatoires
- Reproduction : spores asexués
- Hyphes = cénocytes multinucléés
- Spores demeurent en dormance en attendant la disponibilité d’une plante hôte
caractéristique des ascomycota
- Champignons dit « parfaits »
- Groupe le plus vaste et diversifié - 65 000 espèces recensées en 2016
- Hyphes septés
- Reproduction sexuée : ascospores, contenus dans des asques
- Reproduction asexuée : conidie (certaines espèces seulement)
- Association avec racines de plantes (ectomycorhizes), cyanobactéries (lichen)
- Champignons d’importance : phytopathologie, industrie, gastronomie
caractéristique des deutéromycètes
- Champignons dit « imparfaits »
- Hyphes septés
- Reproduction asexuée
- Champignons d’importance: phytopathogènes
(Fusarium spp. ,Aspergillus spp.)
caractéristique des basidiomycota
- Plus de 40 000 espèces décrites (2022)
- Hyphes septés
- Reproduction sexuée : basidiospores portés sur des basides
- « Champignons à chapeau »
- Association avec les racines d’arbres (ectomycorhizes)
- Pourritures blanche (décomposition de la lignine) et brune (décomposition de la cellulose)
sont surtout des basidiomycètes) - Certains sont parasites ou pathogènes de plantes
caractéristique des zygomycota
- Environ 1000 espèces décrites en 2014
- Reproduction sexuée : zygospore, résultant de l’union de deux gamétanges identiques
- Reproduction asexuée : sporangiospores
- Association avec plantes, animaux, champignons
- Certains sont des pathogènes opportunistes
- Certains sont des parasites obligatoires ou facultatifs d’arthropodes ou de champignons
caractéristique des algues et cyanobactérie du sol
-Procaryotes ou micro-eucaryotes
-Phototrophes (contiennent des pigments
photosynthétiques (e.g chlorophylle, phycocyanine), donc
limitées à la surface du sol
-Unicellulaires ou filamenteuses
importance des algues et cyanobactérie
- Producteurs primaires
- Fixation du carbone : 6% de la productivité primaire nette (Jassey et al, 2022)
- Organismes colonisateurs : peuvent accélérer la désagrégation de la roche mère par
la production de CO2 qui se combine à l’eau pour former l’acide carbonique. - Composante importante de la croûte biologique qui soutient la chaîne alimentaire
de certains déserts. - Certaines sont “fixatrices” d’azote et forment des symbioses avec des ptéridophytes
(e.g. Azolla+ Anabaena) - Photobionte du lichen
- Les cyanobactéries/algues produisent des polysaccharides extracellulaires qui
aident à la formation de « peds
caractéristique des protiste
–Eucaryotes
-« Animaux » unicellulaires microscopiques
-10 μm à 30 μm
-Généralement hétérotrophes; certains sont autotrophes (e. g Euglena)
-Souvent munis d’une structure de motilité (cils, flagelle, pseudopode, etc.) pour se
déplacer dans la solution du sol en quête de nourriture.
-Activité limitée par l’humidité du sol
nutrition des protistes
- La plupart sont phagotrophe, plusieurs sont bactérivores
- Dépendant d’une densité élevée de bactéries : on les retrouve donc surtout
dans les premiers 15–20 cm de sol, près des racines. Leur densité peut
alors atteindre 4 x 104 g-1 sol - Ils survivent aux stress environnementaux en s’enkystant (i.e. en
construisant des parois cellulaires épaisses). Ces kystes aident à survivre à
une période de stress. - Dans certains cas, la nutrition est très sélective
- Brouteurs d’hyphes fongiques
- Saprotrophes
- Brouteurs de nécromasse microbienne
- Bactérivores
rôle des protozoaires
- Décomposition de la matière organique
- Rôle clé dans les chaînes trophiques
- Catalysent la minéralisation des éléments nutritifs
caractéristique des myxomycète
- Embranchement Amoebozoa
- Autrefois considérés comme faisant partie du règne fongique
- Pas des décomposeurs : prédateurs
- Plasmode multinucléé, sans de paroi rigide, qui engouffre les bactéries et champignons.
- Retrouvées dans les horizons L-F-H en conditions humides
différence entre méso-faune et macro-faune
Méso-faune 100 μm à 2000 μm
Macro-faune > 2 mm
rôle méso et macro faune
- Comminution
- Inoculation de la litière
- Bioturbation et structuration
- Bio-indicateurs de stress environnementaux (e. g vers de terre, carabes)
rôle des oligocènes
- Structuration du sol (mucilage, déjections)
- Bioturbation
- Comminution
e.g Lumbricus terrestris peut enterrer la litière annuelle d’une forêt feuillue mature (i.e.
environ 5 t ha-1) en l’espace de quelques mois.
caractéristique des nématode
- Très petits vers non-segmentés (i. e. 1 mm x 50 μm dia)
- On peut en retrouver des millions par m2 de sol
- La biomasse totale peut atteindre 200 kg ha-1
- Aérobie obligatoire
- Par contre, leur activité est facilité par les films d’eau qui permettent une mobilité.
- Peuvent s’enkyster pour survivre à des périodes de stress
- Beaucoup d’espèces (plusieurs milliers) : grande diversité fonctionnelle
- Occupent plusieurs niches :
- Parasites de plantes et d’insectes
- Brouteurs de racines, de champignons et de bactéries
classification des arthropodes
- Saprotrophes : se nourrissent de matière végétale morte
- Carnivores : prédateurs des autres organismes
Bien que très visibles, les arthropodes ne représentent en réalité qu’une faible proportion
(biomasse) de la pédofaune.
Ø Sauf mites et collemboles
caractéristique des collemboles
- Brouteurs de champignons et saprotrophes
- Certains sont prédateurs de nématodes
- Populations très dynamiques (reproduction par parthénogenèse)
- On peut observer des taux de croissance très élevés au printemps (Stratégie-r)
caractéristique des mites
- Acariens
- Prolifèrent dans les sols forestiers acides et humides
- Densité peut atteindre 5 mites par gramme de sol
- Énorme diversité de mites
- Diversité fonctionnelle : saprotrophes, carnivores, parasites
caractéristique des mites oribatides
- Primitives et portent une carapace calcaire
- Elles sont plus nombreuses de tous les microarthropodes du sol, pouvant atteindre jusqu’à 500 000
individus par m2 - Les populations de mites oribatides se reproduisent et se remplacent lentement (une ou deux
générations par année) mais réussissent à s’imposer par leur nombre éventuellement (Stratégie-K)
différence entre millipède et centipète
Millipèdes
2 paires de pattes par segment de corps
Se déplacent lentement
Saprotrophes
Centipèdes
1 paire de pattes par segment de corps
Se déplacent rapidement
Carnivores
caractéristique des fourmis
- Hyménoptères
- Répartition très vaste, on les retrouve dans la majorité des habitats terrestres
- Forment des galeries dans le sol ou le bois mort
- Plusieurs habitudes nutritives
- prédateurs de micro-arthropodes
- Saprotrophes
- Granivores
- Sécrétions des plantes
- Fongivores
caractéristique des gastéropodes
- Mollusques
- Consomment la végétation près du sol
- Accélèrent la décomposition de la litière à la surface du sol
- Faible contribution aux services écosystémiques
