5.1 les communautés et les écosystèmes

5.1 Les communautés et les écosystèmes

www.ulg.ac.be/geolsed/sedim/sedimentologie.htm.

5.1.1 Définitions.

• Une espèceUne espèce: Groupe d’organismes qui peuvent se reproduire et produire des descendants féconds.Ex: Croisement interspécifique: Cheval / âne

• Une populationUne population: Groupe d’organisme de la même espèce qui vivent dans une même région au même moment.Ex: les bélugas du St-Laurent

5.1.1 Définitions.

• Un habitatUn habitat: environnement dans lequel une espèce vit normalement.

Ex: L’habitat du gros nounours qui fait rêver…

• Une communautéUne communauté: groupe de populations de diverses espèces qui interagissent ensemble. (Synonyme de biocénose)Ex: L’École…

5.1.1 Définitions.

• Un écosystèmeUn écosystème: Unité biologique où on met en relation une communauté et son environnement abiotique.

Ex: Un aquarium…

5.1.1 Définitions.

http://www.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/gbourbonnais/bionya/ecologie/planecolo.htm

5.1.1 Définitions.

• Un écosystèmeUn écosystème: Unité biologique où on met en relation une communauté et son environnement abiotique.

Ex: Un aquarium…

• L’écologieL’écologie: Étude des relation entre les divers organismes vivants et leur environnement.

5.1.2 Autotrophe vs Hétérotrophe

• Un organisme autotropheautotrophe arrive à synthétiser des molécules organiques (à base de carbone, comme des sucres, des protéines…) à partir de matière inorganique simple (tableau périodique) et d’énergie. Ces organismes sont des producteurs

• Un organisme hétérotrophehétérotrophe obtient des molécules organiques des autres organismes. Ces organismes sont des consommateurs

Photos

5.1.2 Autotrophe vs Hétérotrophe

• Il existe des organismes qui tirent leur énergie en décomposant des composés à base de souffre qui se trouvent au niveau des dorsales océaniques. Ces « fumeurs noirs » sont souvent appelés « chimiolithotrophes » ou « chimiosynthétiques »

PhotosInfos

5.1.3 Rôles trophiques

• Les consommateursLes consommateurs: Organismes qui ingèrent de la matière organique qui est encore vivante ou qui a été récemment tuée.– Primaires: herbivores– Secondaires: carnivores– Tertiaires: carnivores.– Quaternaires…

• Et les omnivores, comme les ours ou les humains, où sont-ils?


• Les détritivoresLes détritivores: Organismes qui ingèrent de la matière organique non-vivante (restes d’organismes morts, excréments, feuilles mortes, arbres morts…)– Les détritivores, comme les vers de terre, recyclent

les éléments chimiques et les rendent disponibles sous une forme qui est utilisable par les végétaux


• Les saprotrophessaprotrophes: Organismes (détritivores) qui vivent de ou dans de la matière organique non vivante, qui sécrètent des enzymes digestives dans celle-ci qui dégradent la matière organiques et qui absorbent les produits de la digestion.– Les bactéries (procaryotes chimiohétérotrophes)– Les archéobactéries– Les Eumycètes (champignons)

5.1.4 Les chaînes alimentaires

• Une chaîne alimentaire représente le transfert de la matière organique (nourriture).

• Chaque organisme de la chaîne se nourrit de l’organisme qui le précède dans la chaîne.

• La relation de transfert est représentée par une flèche qui pointe dans la direction du consommateurconsommateur (représente la direction du transfert d’énergie)

5.1.4 Les chaînes alimentaires

•

5.1.5 Les réseaux trophiques

• Une chaîne alimentaire est souvent trop simple pour illustrer les transferts de nourriture dans un écosystème.

• Plusieurs chaînes alimentaires forment un réseau alimentaire ou réseau trophique.

5.1.5 Les réseaux trophiques

• Dans un réseau trophique on inclus les détritivores qui font le lien entre le dernier étage et les organismes autotrophes qui utilisent l’énergie du soleil.

5.1.6 Le niveau trophique

• La position occupée par un organisme dans un réseau trophique détermine son niveau trophique.

Producteurcons. Primairecons. Secondaire…

5.1.6 Le niveau trophique

• Certains organismes peuvent occuper une seule position dans un réseau trophique (herbivores = consommateurs primaires) alors que d’autres peuvent en occuper plusieurs (omnivores = consommateurs primaires, secondaires, tertiaires…)

5.1.7 Déduire le niveau trophique (3)

• À partir d’un réseau trophique on doit pouvoir identifier le niveau des organismes qui y figurent. En effet il n’est pas toujours possible d’utiliser les termes comme carnivore ou herbivore. Certains organismes omnivores sont des opportunistes qui mangent simplement tout ce qui leur tombe sous la mais selon l’écosystème où ils se trouvent ou selon la saison.

5.1.8 Construire un réseau trophique

• Construire un réseau trophique comprenant au moins dix organismes à partir des informations appropriées.

• Remise mercredi le 17 septembre. Le travail doit être fait à l’ordinateur et présenté à l’aide d’une page titre. (deux élèves choisis au hasard devront venir présenter leur réseau).

5.1.9 La lumière est la base.

• Près de 100% de l’énergie qui se trouve dans les réseaux trophiques de la planète est issue du soleil.

• L’énergie issue du soleil est convertie en molécules chimiques riches en énergie (sucres, protéines) à l’aide du processus de la photosynthèse.

• ? Comment explique-t-on la disparition des dinosaures?

• ? Qu’est-ce que l’hiver nucléaire?

5.1.10 Le flux de l’énergie

• Une portion importante de l’énergie produite par les autotrophes est utilisée pour la respiration cellulaire et est perdue sous forme de chaleur.

• L’énergie entreposée dans les tissus peut être transmise au prochain niveau trophique.

• Cependant l’assimilation ne se fait jamais à 100% et une partie du matériel ingérée est perdu sois forme de fèces.

• Ce matériel non-digéré (et son énergie) devient alors disponible pour les détritivores.


• Une partie de l’énergie assimilée par un organisme est encore une fois soumise à une perte importante à cause des fonctions métaboliques (respiration cellulaire) et disparait sous forme de chaleur. Ex chenille p. 1291.

• La seule partie de l’énergie assimilée par un organisme qui sera disponible pour le niveau suivant est l’énergie qui sera entreposée dans les tissus lors de la croissance (ou de la reproduction?)


• Le graphique de la page 1284 illustre bien le flux d’énergie et de nutriments dans un écosystème.


• Le rendement écologique ou l’efficacité énergétique dépasse rarement 20%– Insectes: 40%– Poissons: 10%– Oiseaux et mammifères: 1-3%

? Peut-on faire un lien entre la rapide disparition de l’énergie dans un réseau trophique et la crise alimentaire mondiale…lequel? Voir graphique p.1293


• Dans le monde physique que nous connaissons les lois de la thermodynamiques nous montrent qu’il y a toujours une perte d’énergie au moment de la transformation de celle-ci. La plupart du temps cette perte est sous forme de chaleur.– Pourquoi l’efficacité énergétique des mammifères et

des oiseaux est elle la lus faible?– Pourquoi a-t-on besoin d’un radiateur dans une

voiture? – Pourquoi est-ce que ce n’est pas recommandé de

transformer un sauna en salle d’entraînement?


• Pour illustrer la dissipation de l’énergie dans le système on utilise souvent une « pyramide des nombres » P. 1292


• On explique la forme pyramidale par les pertes d’énergie dans le système. Les représentations de biomasse ont sensiblement la même forme.

5.1.13 et 5.14 Le flux de l’énergie et les saprophages.

• Notez la différence entre le flux de l’énergie dans un écosystème et le flux des nutriments.– L’énergie vient du soleil (99,999%) et on en perd de

plus en plus à mesure qu’on se déplace dans le réseau trophique. (eau dans une passoire)

– Les nutriments sont recyclés dans les écosystèmes par les décomposeurs. La quantité est stable dans un écosystème qui n’est pas soumis à un bouleversement majeur. (eau dans un bol)

Questions pratiques

5.5 La classification

5.5.1 Système binomial de nomenclature.

• Binomial = combinaison de deux noms• Introduit par Carl von Linné (1707-1778) qui a

formalisé différentes règles existantes.• Utilise le latin, une langue morte (stable!)• Le binôme se compose d’un nom de genre

(nom générique) suivi d’un nom d’espèce (nom spécifique).

• Le nom scientifique se compose des deux termes.


• Exemple: Homo sapiens Linné, 1758.– Homo est le genre (Italique avec majuscule)– sapiens désigne l’espèce (Italique sans majuscule)

• Psst! sapiens signifie «intelligent, raisonnable, sage, prudent..» -sans commentaire!-

• Linné identifie le nom du naturaliste qui a décrit l’espèce.

• 1758 est l’année de publication/validation.


• Le binôme peut devenir un trinôme afin de préciser une variété ou une race.

• Ex: Panthera leo désigne tous les lions alors que Panthera leo persica désigne une variété indigène à la Perse.

5.5.2 Hiérarchie des taxons.

Règne (Regnum) Embranchement, ou Phylum ( Phylum) Classe (Classis) Ordre (Ordo) Famille (Familia) Genre (Genus) Espèce (Species) C’est le modèle classique et simple…


• Évolution des règnes…


Campbell p. 571


• On utilise présentement une classification basée sur trois domaines:– Les Bactéries

– Les Archéobactéries

– Les Eucaryotes

• Ces trois domaines sont comme des « super règnes,» une 8e division taxonomique majeure.

• Campbell pp 572-573.


• Réflexion: Robert Whittaker a proposé la classification basée sur 5 règne en 1969. Pendant plus de 20 ans cette classification a dominée le monde de la biologie… Maintenant tout est remis en cause, quelles en sont les principales raison selon toi?


• Mini recherche: Cherche un exemple de classification complète pour deux organismes situés dans deux règnes différents.

• Ex: Taxonomie Loup gris Datier

Règne Animaux Plantes

Embranchement Chordés Angiospermophytes

Classe Mammifères Monocotylédones

Ordre Carnivores Palmiers

Famille Canidae Arecaceae

Genre Canis Phoenix

Espèce lupus dactylifera

5.5.4 Embranchements d’animaux.

• Travail préparatoire: Utilise ton manuel (chapitres 33 et 34) pour trouver des caractéristiques simples qui te permettraient d’identifier des représentants des embranchements suivants:

Les porifères Les annélides

Les cnidaires Les mollusques

Les plathelminthes Les arthopodes


Embranchement Bouche/

anus

Symétrie Skelette Autres caractéristiques externes

Porifères – Les éponges

Ni l’un ni l’autre

Aucune Spicules internes

(comme des aiguilles de calcaire)

Pores à la surface pour assurer la circulation de l’eau afin d’améliorer le rendement de filtration. Formes très variées

Vivent attachés au substrat



anus


Cnidaires – Les méduses, mes anémones et le corail

Bouche et anus

Radiale Mou mais certains coraux sécrètent du CaCO3

Tentacules autour de la bouche. Possèdent des nématocystes. Peuvent se reproduire par bourgeonnement.

Une ouverture du syst. Digestif.



anus


Plathelminthes– Les vers plats

Ont les deux

Bilatérale Vers mous, pas de squelette

Corps plat et mince en forme de ruban. Pas de segments, desystème respiratoire ou circulatoire.

Une ouverture du syst. Digestif.



anus

Symétrie Skellette Autres caractéristiques externes

Mollusques Les gastéropodes, les bivalves, les céphalopodes et les polyplacophores

Ont les deux

Bilatérale La plupart ont un exosquelette fait de CaCo3

(coquille)

- Possèdent un corps mou et un pied musculeux qui dans plusieurs cas sécrète une coquille protectrice.

- Possèdent un système cardiovasculaire ouvert, un système digestif (2 ouvertures) et des rein rudimentaires.



anus


Annelides Les vers annelés

(ex: ver de terre)

Ont les deux

Bilatérale La cavité corporelle contient du fluide sous pression

- Ont une apparence segmentée.-Souvent présence de petits poils-Ganglions cérébraux forment un cerveau rudimentaire.-Le sang contient de l’hémoglobine.-Vivent en eau douce, salée et dans les sols humides.



anus


Arthropodes Les crustacés, les araignées, et les insectes

(Près d’un million d’espèces!)

Ont les deux

Bilatérale Un exosquellette rigide (chitine). Pendant la croissance l’animal doit changer son exosquellette régulièrement.

- Leur corps est segmenté (tête et thorax ou céphalothorax, abdomen et appendices)-Système cardiovasculaire ouvert-Organes sensoriels développés.-Système respiratoire embryonnaire (branchies ou trachées).

5.5.3 Embranchements de plantes.

Embranchement Reproduction Autres caractéristiques externes

BryophytesLes mousses et les hépatiques. (Les plantes sans système vasculaire)

-Production de spores dans des capsules qui vont germer et donner de nouvelles mousses.

Pas de racines mais certaines espèces ont des tiges et des feuilles rudimentaires. Les structures qui ressemblent aux racines rudimentaires sont des rhizoïdes.



Ptéridophytes Les plantes vasculaires sans graine. (Les lycopodes , les prèles et les fougères)

-Production de spores dans un sporange qui vont germer pour donner un prothale (organisme à la forme intermédiaire) qui va à son tour produire des gamètes males et femelles qui en se croisant vont donner une nouvelle fougère.

La vascularisation permet d’atteindre des tailles plus grandes, permet de supporter des feuille véritables et nécessite la présence de racines pour s’ancrer au substrat.

Il est possible pour une plante de procéder à l’autofécondation.



Les gymnospermesLes plantes à graines nues. Les représentants les plus nombreux sont les connifères.

-Production de cônes males et femelles. Les gamétophytes mâles produisent du polen alors que les gamétophytes femelles produisent les graines. La fécondation de la graine engendre la production d’un nouvel individu semblable aux parents.

-La production de pollen sous-entend le besoin d’agents de pollinisation comme le vent ou certains animaux.

-Les graines offrent une protection supplémentaire et surtout offre une réserve de nourriture à l’embryon.



Les angiospermesLes plantes à fleur et à fruit.

-Production de fleurs qui produisent des gamètes mâles (par les étamines) et des gamètes femelles (par les carpelles).

-

-Le fruit est un ovaire mature qui représente une protection supplémentaire, une réserve de nourriture et surtout contribue à la dispersion des graines.

-Les plantes les plus récentes évolutivement et qui dominent aujourd’hui la plupart des écosystèmes terrestres.

5.1 les communautés et les écosystèmes

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