ecologie

« Chapitre I : Terminologie en écologie. L'écologie est une science qui étudie les interactions des êtres vivants entre eux et avec leur milieu.

L'ensemble des êtres vivants, de leur milieu de vie et des relations qu'ils entretiennent forme un écosystème.

Le terme écologie est construit sur le grec oîkos (« maison, habitat ») et lógos (« discours ») : c'est la science de l'habitat.

Il fut inventé en 1866 par Ernst Haeckel, biologiste allemand. I-Grandes divisions de l’écologie et autres définitions 1.1-Notion de biosphère C’est au géologue autrichien Edouard Suess qu’on doit ce terme créé en 1875. Ensemble de tous les écosystèmes de la planète.

S'étend de quelques mètres sous les océans à quelques Km d'altitude.

La partie de la Terre où l'on trouve la vie.

La biosphère comprend une partie de la lithosphère (partie solide de l’écorce terrestre), une partie de l’atmosphère (la couche gazeuse entourant la Terre) et une partie de l’hydrosphère (partie du système terrestre constituée d'eau).

La biosphère désigne l’ensemble de ces milieux et tous les êtres vivants qui y vivent. 1.2- Notion d’écosystème Un écosystème est par définition un système, c’est-à-dire un ensemble d’éléments en interaction les uns avec les autres.

C’est un système biologique formé par deux éléments indissociables, la biocénose et le biotope. Ecosystème= Biotope + Biocénose La biocénose est l’ensemble des organismes qui vivent ensemble (zoocénose, phytocénose, microbiocénose, mycocénose…). Le biotope (écotope) est le fragment de la biosphère qui fournit à la biocénose le milieu abiotique indispensable.

Il se définit également comme étant l’ensemble des facteurs écologiques abiotiques (substrat, sol « édaphotope », climat « climatope ») qui caractérisent le milieu où vit une biocénose déterminée. 1 Figure 1: Un écosystème Exemple : une forêt constituée d’arbres, de plantes herbacées, d’animaux et d’un sol. Ecosystème : forêt. Biocénose : phytocénose (arbres, plantes herbacées) et zoocénose (animaux). Biotope : sol. La notion d'écosystème est multiscalaire (multi-échelle), c'est à dire qu'elle peut s'appliquer à des portions de dimensions variables de la biosphère; un lac, une prairie, ou un arbre mort… Suivant l’échelle de l’écosystème nous avons : - un micro-écosystème : exemple un arbre ; - un méso-écosystème : exemple une forêt ; - un macro-écosystème : exemple une région.

Les écosystèmes sont souvent classés par référence aux biotopes concernés.

On parlera de : -Ecosystèmes continentaux (ou terrestres) tels que : les écosystèmes forestiers (forêts), les écosystèmes prairiaux (prairies), les agro-écosystèmes (systèmes agricoles); Ecosystèmes des eaux continentales, pour les écosystèmes lentiques des eaux calmes à renouvellement lent (lacs, marécages, étangs) ou écosystèmes lotiques des eaux courantes (rivières, fleuves) ; -Ecosystèmes océaniques (les mers, les océans). 2 II- Facteur écologiques 2.1 Notion de facteur écologique Un facteur écologique est tout paramètre physico-chimique ou biologique susceptible d'agir directement sur les êtres vivants durant au moins une phase de leur cycle de vie.

Cette définition ne considère pas les éléments comme l'altitude et la profondeur car ils n'agissent pas directement.

En effet, l'altitude agit par l'intermédiaire de la température, de l'ensoleillement et de la pression atmosphérique.

De même la profondeur agit sur les animaux et les végétaux aquatiques par l'intermédiaire de l'augmentation de la pression et de la diminution de l'éclairement. Les facteurs écologiques agissent différemment sur les êtres vivants : - Ils interviennent dans la répartition géographique des êtres vivants en éliminant certaines espèces des territoires dont les caractéristiques ne leur sont pas favorables. - Ils influencent la densité des populations dans leur milieu en modifiant le taux de fécondité et de mortalité de diverses espèces (action sur le cycle de développement et sur les migrations animales). - Ils favorisent l'apparition des modifications adaptatives chez certains êtres vivants. 2.2- Notion de facteur limitant Un facteur écologique joue le rôle d’un facteur limitant lorsqu’il est absent ou réduit au-dessous d’un seuil critique ou bien s’il excède le niveau maximum tolérable.

C’est le facteur limitant qui empêchera l’installation et la croissance d’un organisme dans un milieu. Un facteur écologique joue le rôle de facteur limitant lorsqu'il conditionne les possibilités de succès d'un organisme dans ses tentatives de colonisation d'un milieu. Ce facteur peut être limitant par son absence ou par excès.

C'est le cas de la température. Lorsqu'elle est très basse ou très forte, elle agit négativement sur les êtres vivants. Exercice Expérience 1 Des plants de maïs ont été cultivés dans un bas-fond.

A la suite de la tombée de la pluie à plusieurs reprises, l’eau stagne à la surface de la terre.

Quelques temps plus tard les plants commencent par devenir jaune, puis ils meurent Expérience 2 3 Des plants de maïs ont été cultivés sur un sol aride.

Par manque d’eau, les plants ont du mal à croître.

Ils ne peuvent pas porter des inflorescences qui conduisent à la formation des fruits. 1-Quelle conclusion tirez-vous de ces expériences ? 2-Quelle est la notion développée à travers ces deux expériences ? 3-Donnez-en une définition III- Loi du minimum écologique On doit à Liebig (1840) la loi du minimum.

La loi du minimum stipule que la croissance d’un végétal n’est possible que dans la mesure où tous les éléments indispensables pour l’assurer sont présents en quantités suffisantes dans le sol.

Ce sont les éléments déficitaires (dont la concentration est inférieure à une valeur minimum) qui conditionnent et limitent la croissance. La loi de Liebig est généralisée à l’ensemble des facteurs écologiques sous forme d’une loi dite « loi des facteurs limitant ». 4 Exercice Des plants de maïs ont été cultivés dans des conditions expérimentales (Figure 1).

Les plants ont suffisamment été approvisionnés en eau. Bocal 1 : le sol contient moins de sels minéraux Bocal 2 : le sol contient une quantité suffisante de sels minéraux Figure 2 : conditions expérimentales 1-Quelle analyse faites vous ? 2-Quelle interprétation pouvez vous faire ? 3-Quelle notion est elle mise en évidence ? 4-Enoncez-la 5 IV- Loi de Tolérance Enoncée par Shelford en 1911, la loi de la tolérance stipule que pour tout facteur de l’environnement existe un domaine de valeurs (ou intervalle de tolérance) dans lequel tout processus écologique sous la dépendance de ce facteur pourra s’effectuer normalement.

C’est seulement à l’intérieur de cet intervalle que la vie de tel ou tel organisme, population ou biocénose est possible.

La borne inférieure le long de ce gradient délimite la mort par carence, la borne supérieure délimite la mort par toxicité.

A l’intérieur de l’intervalle de tolérance, existe une valeur optimale, dénommée « préférendum » ou « optimum écologique » pour lesquelles le métabolisme de l’espèce ou de la communauté considérée s’effectue à une vitesse maximale (Figure 2 et 3). Figure 3 : Limite de tolérance d’une espèce en fonction de l’intensité du facteur écologique étudié (l’abondance de l’espèce est maximale au voisinage de l’optimum écologique) 6 Figure 4: Intensité d’un Facteur écologique (Température). V Adaptation aux facteurs de l’environnement 5.1-Adaptation des animaux aux facteurs de l’environnement 5.1.1-l'adptation des animaux aux températures 5.1.1.1-l'adptation des animaux au froid Les animaux qui vivent dans les régions froides ont diverses manières de s’adapter au froid. Les animaux tels que la marmotte ont une épaisse couche de graisse qui leur sert de réserve d'énergie et qui les isole du froid.

Leur corps est également recouvert d'une épaisse fourrure qui empêche la chaleur du corps de s'échapper.

D'autres animaux hibernent.

Enfin, les manchots se regroupent et se serrent les uns contre les autres en formant une « tortue pour résister aux vents glacés de l’Antarctique.

Ils passent chacun leur tour de l’extérieur vers l’intérieur du groupe pour se réchauffer.

Le gypaète barbu est un rapace qui continue à chasser au-dessus des montagnes enneigées.

Il possède un duvet important qui le protège des vents et du froid. Pour résister au froid, l’ours polaire a des longs poils qui emprisonnent une couche d’air et isolent ainsi son corps du froid.

De plus, une couche de graisse d’environ 10 cm d’épaisseur entoure le corps de l’ours.

Enfin, au plus froid de l’hiver, l’ours hiberne dans sa tanière à l’abri des vents glacés. La solution adoptée par les poissons pour ne pas geler dans les eaux glacées est de produire des molécules antigel 7 Comment les insectes passent-ils l’hiver ? À l’approche de l’hiver, les insectes entrent en diapause, c’est-à-dire que leurs activités métaboliques régressent au strict minimum.

Seule leur survie compte et ils conservent toute leur énergie pour passer cette période.

Elle dépend également de leur stade de développement, adulte, nymphe, large et œuf.

Sont donnés à titre indicatif le cas de certains insectes. • Les abeilles et les guêpes (dans leur ruche) ainsi que les coléoptères (dans les souches ou dans le sol) sont en état de larve pour passer l’hiver. • La mante religieuse, les criquets et certains papillons subsistent au froid sous forme d’œuf. Les systèmes stratégiques de diapause varient selon les espèces, mais généralement, le principe reste le même.

Les insectes s’abritent dans des lieux chauds et restent dedans sans bouger.

Leur hémolymphe (sang) reste fluide et ne gèle pas grâce aux molécules de glycérol dont ils disposent.

Ces derniers ont été accumulés au.... »