Examen Finale

La hiérarchie biologique, de I 'organisme à la planète.

L'autécologie

L'écologie des populations

L'écologie des communautés

L'écologie des écosystèmes

L'écologie du paysage

L'écologie planétaire

L'écologie planétaire

la biosphère constitue l'écosystème planétaire, qui englobe l'ensemble des écosystèmes et des paysages de la planète. L'écologie planétaire analyse la façon dont les échanges régionaux d'énergie et de matière influent sur le fonctionnement et la répartition des organismes dans la biosphère.

L'autécologie

L'autécologie, ou autoécologie, se penche sur la manière dont les aspects morphologiques, physiologiques et Comportementaux d'un organisme répondent aux contraintes de son milieu. Elle englobe les sous-domaines suivants : l'écophysiologie, l’écologie de l'évolution et l'éthologie (ou biologie du comportement)

L'écologie des populations

L'écologie des populations analyse les facteurs qui influent sur la taille d'une population et sur les causes et les mécanismes des changements qu'elle subit au fil du temps.

L'écologie des écosystèmes

L 'écologie des écosystèmes traite surtout des questions comme les transferts d'énergie et les cycles biochimiques entre les organismes et leur milieu.

L'écologie du paysage

Un paysage (terrestre ou marin) est une mosaique d'écosystèmes reliés les uns aux autres. La recherche en écologie du paysage s'intéresse aux facteurs régissant les échanges d'énergie, de matière et d'organismes entre plusieurs écosystèmes

L'écologie des communautés

L’écologie des communautés examine l'organisation de cette communauté et l'influence qu’exerce les interactions entre les espèces, telles que la prédation et la compétition.

La Densité

C’est le nombre d’invidus habitant un certain territoire étudier

La fluctuation de la densité

Elle n’est pas fixe, la population évolue selon les natalités, l’immigration, la mortalités et l’émigration.

Fluctuation des effets facteurs de régulations

Seul les effets dependants de la densité ont un effet constant sur la population.

Croissance d’une population infni

Aucune population ne peut croitre indefiniment, quand une population est trop élever, un effet de retro-inibithion s’active.

La dynamique des populations

Fluctuation du nombre d’individus influencé par de nombreux facteurs et se répercutent sur d’autre espèce.

L’augmentation de la population humaine

est constante depuis la revolution industrielle, avec un petit ralentissement récemment.

L’écosystème de l’humain

Comme les humains se sont répandus presque partout autour de la terre, on peut considérer la terre globalement comme l’écosystème global qui supporte la vie des humains.

La population mondiale

L’augmentation de la population humaine est constante depuis la revolution industrielle, avec un petit ralentissement récemment. D’ici 2050, la population aura atteint 7,8 à 10,8 milliard.

Estimer la capacité limite de la Terre pour l’espèce humaine

Pour estimer la capacité limite de la Terre pour l’espèce humaine,  Il faut comparer l’empreinte écologique des humains à la capacité écologique de la Terre

Empreinte écologique

C’est la surface écologique productive nécessaire au maintien du mode de vie actuel de la population :

➢ pour fournir l’énergie et les matières premières

➢ pour éliminer tous les déchets

La surface écologique productive

est constituée de tous les milieux dont les humains ont besoin pour leur permettre de vivre comme ils vivent : forêts, terres cultivées et pâturages, eau potable et ressources des océans, mines, gisements de pétrole, sites d’enfouissement…

Pour calculer l’empreinte écologique minimum

Pour calculer l’empreinte écologique minimum avant qu’on puise dans des ressources non-renouvelables, on calcule la superficie de ces milieux et on la divise par la population, ce qui nous donne une valeur de surface utilisée par personne (1 hectare = 100 m X 100 m = 0,01 Km2).

L’empreinte minimum est

de 1,7 gha

Capacité écologique

La Terre possède une quantité limitée de ressources et une capacité limitée à absorber nos déchets. Pour être en harmonie avec l’environnement, une population doit avoir une empreinte écologique inférieure à la capacité écologique de son écosystème, sinon, c’est le déficit écologique

La surface écologique productive est constituée de :

- forêts

- terres cultivées

- pâturages

- sources d’eau potable

- ressources des océans

- mines

- sites d’enfouissement

Facteur influençant les individus d’une population

Ces individus consomment donc les mêmes ressources et sont influencés, en gros, par les mêmes facteurs écologiques

Influences de l’environnement (vivant et non vivant) sur divers aspects des populations :

➢ la structure d’âge

➢ la taille

➢ le mode de dispersion/Répartition Spatiale

➢ la densité

Répartition spatiale

C’est la façon dont les population se déplacent dans l’environnement.

Patron de distribution :

Positionnement et mode d’espacement des individus à l’intérieur des limites géographiques de la population

Densité :

nombre d’individus par unité d’aire ou de volume

Dispersion aléatoire :

La dispersion est indépendante des autres individus.Pour une multitude de raisons dont on ne connait pas tout les détails

Dispersion en agrégats : le plus courant

Les individus se regroupent en certains endroits, par exemple aux meilleurs endroits, où les ressources sont plus abondantes, pour s’entraider, pour se mêler à la foule (et diminuer les risques d’être attaqué par un prédateur), pour se reproduire…

Dispersion uniforme :

Chaque individu possède un espace qu’il protège (plantes via toxines, animaux via territorialité…)

Techniques pour mesurer ou estimer la densité d’une population

Capture-Recapture, Inventaire, Échantillonnage

Le choix de la technique dépend de plusieurs caractéristiques

→ l’environnement de l’espèce (superficie de l’habitat, type d’habitat…)

→ la biologie de l’espèce (taille des individus, mobile ou non, nomade ou sédentaire, espèce migratrice ou pas…)

Il faut bien connaître la biologie d’une espèce afin de pouvoir bien estimer la taille de ses populations

Inventaire:

Quand les individus d’une population sont assez gros, se tiennent en troupeau et vivent dans un environnement sans obstacle (savane ect). Il est facile, du haut des airs, d’effectuer un inventaire complet de la population

Échantillonnage:

On établit quelques quadrats représentatifs de l’habitat. On dénombre les individus dans chaque quadrat. On détermine la densité dans chaque quadrat : nb d’individus / nb de m2 = densité du quadrat (nb / m2). On fait une moyenne pour tous les quadrats. On multiplie par la surface de la forêt pour obtenir une estimation de la population totale.

Capture-recapture

Pour estimer les populations d’animaux sauvages, on utilise souvent la technique de Capture-Recapture. On place des pièges (cages, filets) dans l’environnement de la population. Les animaux capturés sont marqués (étiquettes, bagues, colliers, peinture…), comptabilisés et relâchés. Un peu plus tard (jours, semaines…), on réinstalle des pièges et on capture des animaux dont certains en sont à leur 2e capture.

Équation de capture et de récapitule

Nb capturer la 1er fois diviser par la population totale = nb recapturer diviser par nb capturer à la deuxième capture

La densité d’une population n’est pas fixe ;

elle reflète un certain équilibre entre les processus d’adjonction ( Natalité et Immigration) et de soustraction d’individus (Mortalité et Émigration).

Courbes de survie

Type I : faible taux de mortalité chez les jeunes et les adultes. Forte mortalité chez les individus âgés (mammifères)

Type II : taux de mortalité constant au cours de la vie (rongeurs, lézards, plantes annuelles)

Type III : taux de mortalité élevé chez les jeunes et faible par la suite (plantes, poissons, insectes)

Accroissement de la population

N = taille de la population (en nombre d’individus)

K = capacité limite (capacité de support) du milieu (en nombre d’individus)

C’est le nombre d’individus que l’écosystème peut faire vivre à long terme, basé surtout sur les ressources (plutôt que sur le parasitisme)

Fin de la croissance de la population

Lorsque N atteint K, la pente devient nulle et la croissance cesse

Équation de la croissance de la population

La capacité limite du milieu

C’est la résultante de l’ensemble des facteurs de régulation influençant cette pop, plus spécifiquement ceux qui sont liés aux ressources. Chaque facteur est, soit dépendant, soit indépendant de la densité de la population

Facteurs limitants

Une période de croissance exponentielle, lorsqu’elle existe, ne peut être que passagère. Il arrive toujours assez vite un facteur (ou une combinaison de facteurs) limitant la croissance de la population.

Taux de natalité ou de mortalité indépendant de la densité :

ne varie pas selon la taille de la population

Taux de natalité ou de mortalité dépendant de la densité :

varie selon la taille de la population

Haute densité

-> - de ressource

-> + de compétition

-> - de natalité

Faible densité

-> + de resources

-> - de mortalité

-> + de natalité

Causes de la baisse de natalité dépendant de la densité

-> plus de prédateurs

-> pas de resources

-> pas de prédateurs

Taux de mortalité dépendant de la densité

Plus de mortalité infantile

-> + de mort

-> pas plus de naissances

Facteurs de régulation indépendants de la densité

L’influence du climat est indépendante de la densité de la population

L’eau est essentielle à tous les vivants durant au moins une partie de leur vie.

Facteurs de régulation dépendants de la densité: relations intra-spécifiques

Facteurs de régulation dépendants de la densité

Relations intra-spécifiques (même espèce)

➢ Compétition pour l’obtention des ressources

➢ Territorialité (l’espace devient une ressource)

➢ Facteurs intrinsèques (adaptation comportementale ?)

Facteurs de régulation dépendants de la densité: Relations inter-spécifiques

➢ Compétition pour l’obtention des ressources

➢ Santé (maladies contagieuses et parasitaires)

➢ Prédation (proies abondantes = + faciles)

Facteurs de régulation dépendants de la densité: Autres

➢Déchets toxiques

Compétition pour l’obtention des ressources (intra-spécifique)

En situation de surpopulation, il y a intensification de la compétition intra-spécifique pour l’obtention des nutriments ou autres ressources.

Conséquences de la Compétition pour l’obtention des ressources

➔ Il y a alors DIM du taux de natalité (et / ou AUG du taux de mortalité)

Solution pour la Compétition pour l’obtention des ressources (intra-spécifique)

Pour contourner ce problème, les agriculteurs ajoutent des engrais au sol.

Territorialité

Il y a compétition pour l’occupation du l’espace, qui est limité.

Conséquence de la Territorialité

➔ Il y a alors DIM du taux de natalité

L’espace et la capacité de support

Dans certains cas particuliers, qui sont assez rares, l ’espace limité par la géographie peut être vu comme une ressource, donc faire partie de la capacité de support

Capacité support

est la taille maximale de la population d'un organisme qu'un milieu donné peut supporter les besoins de.

Facteurs intrinsèques

Dans certains cas, la surpopulation, et le stress qu’il provoque, cause des changements physiologiques à l’intérieur des organismes même si la nourriture et l’espace sont abondants

Conséquence des facteurs intrinsèque

➔ DIM fécondité,

➔ DIM maturation sexuelle,

➔ DIM des comportements d’accouplement

➔ Affaiblissement du système immunitaire

➔ AUG des interactions agressives

= DIM le taux de natalité et / ou AUG le taux de mortalité

Compétition pour l’obtention des ressources (inter-spécifique)

En situation de monoculture, il y a possibilité d’envahissement par d’autres espèces, ce qui induirait de la compétition inter-spécifique pour l’obtention des nutriments ou autres ressources.

Conséquence de la compétition (inter-spécifique)

➔ Il y a alors DIM du taux de natalité (et / ou AUG du taux de mortalité)

Santé (maladie)

Lorsqu’il y a surpopulation, les maladies se transmettent plus vite

Conséquence des facteurs santé

➔ Il y a alors DIM du taux de natalité et / ou AUG le taux de mortalité

Prédation

Lorsqu’il y a surpopulation d’une proie, les prédateurs vont préférer cette proie facile à obtenir (car abondante) à d’autres. Ainsi, la pression de prédation va augmenter sur cette espèce de proie

Conséquence de la Prédation

➔ La prédation AUG le taux de mortalité des proies

Déchets toxiques

À mesure qu’une population croît, l’accumulation des déchets métaboliques dans le milieu empoisonne les organismes

Conséquence des déchets toxiques

➔ Les déchets peuvent DIM le taux de natalité et / ou AUG le taux de mortalité

Définition du développement durable

Un développement qui répond aux besoins des générations présentes sans compromettre la capacité des générations futures de répondre aux leurs

Les trois sphéres

Équilibre entre l’économie, l’humain et la nature.

Conséquence d’un déséquilibre entre l’économie et l’humain

Les ressources sont mal distribuer, ce qui pousse au gaspillage et à la surconsommation.

Conséquence d’un déséquilibre entre la nature et l’économie

L’économie est basé sur la profit, ce qui peut influencer négativement la nature. Ourtant il est possible de diminuer les nuisance et préserver l'économie et la nature.

Conséquence d’un déséquilibre entre la nature et l’humain

Les humains dépendent de leur environnement, plus un environnement est pollué et plus la qualité de vie diminue

Les 3 niveaux d’intervention pour protéger l’environnement :

Internationales, National, Individuel

Niveaux d’intervention pour protéger l’environnement : Internationales

Plusieurs problèmes doivent passer par des solutions internationales pour être vraiment efficaces, ce qui n’empêche pas d’agir aux autres niveaux

- Protection des océans (pêcheries, pollution par le plastique)

- Couche d’ozone

- Réchauffement climatique

- Protection d’espèces en danger

Niveaux d’intervention pour protéger l’environnement : National

Plusieurs problèmes peuvent trouver des solutions à ce niveau et

être vraiment efficaces, ce qui n’empêche pas d’agir aux autres niveaux

- Gestion efficace et raisonnée des populations (pêcheries, chasse, agriculture)

- Développement technologique ($ attribué à la recherche)

- Réchauffement climatique (planification énergétique)

- Protection d’espèces en danger (création de parcs nationaux, législation)

Niveaux d’intervention pour protéger l’environnement : Individuelle

Chacun de nous peut agir sur quelque chose et

être vraiment efficace, ce qui n’empêche pas d’agir aux autres niveaux

- « Les 5 R » (Repenser, Réduire, Réutiliser , Recycler, Revaloriser)

- Porter sur ses épaules tous les problèmes du monde est peu efficace

➔ Agissons chacun à notre niveau (mieux planifier nos achats, se satisfaire à moindre

coût, jeter dans la bonne poubelle, composter, réutiliser nos sacs et autres objets, etc.)

Exemple d’agissement au niveau individuelle

Adoptons des comportements plus responsables

- jetons nos déchets dans la bonne poubelle

- évitons le gaspillage

- protégeons l’environnement

- faisons les bons choix

Consommons de manière plus responsable

- achats verts

- commerce équitable

Les 6 « R »

- Repenser notre consommation (Ai-je vraiment besoin de ça ?)

- Réduire notre consommation (Gaspiller coûte cher)

- Réutiliser nos objets (Qu’est-ce qu’un véritable « déchet » ?)

- Recycler nos objets et matériaux (Mieux gérer les ressources)

- Revaloriser nos « déchets » (Trouvons de nouveaux usages inhabituels)

➔ Le 6e « R » serait « Rebut ». L’idée du « Zéro déchet » vise sa disparition

Exemple d’agissement au niveaux collectif

Agissons auprès de nos élus, du gouvernement, de nos entreprises et de nos administrations

Soutenons les ONG (Organisations Non-Gouvernementales) et les associations qui s’impliquent dans ce sens

Trouvons des solutions ensemble, stimulons l’économie par des projets écoresponsables, innovons !

Les principaux facteurs limitant la population humaine pourraient être :

➢ le manque de nourriture

➢ le manque d’espace

➢ la pollution (accumulation de déchets toxiques…)

➢ la capacité limitée de l’environnement à assimiler nos déchets

➢ le caractère non renouvelable des ressources (métaux, combustibles fossiles, etc.)

➢ Une ou des maladies contagieuses

➢ Désordres climatiques (chaleur, catastrophes, destruction par le feu…)

Ressources non renouvelables

Ressources qui ne se régénèrent pas naturellement.

Communauté

Ensemble d'espèces interagissant dans un même habitat.

Compétition

Relation de type - / -

➔ La compétition interspécifique se manifeste lorsque 2 espèces se disputent des ressource essentiel commune et limitée

Niche écologique

Rôle d'une espèce dans son écosystème.

Partage des ressources

Durant la compétition, 2 espèces écologiquement semblables peuvent cohabiter si leur niche écologique comporte au moins une différence majeure. Cela pourrait être le moment, leur alimentation ou l’endroit.

Exclusion compétitive

Si 2 espèces ont la même niche écologique, elles ne peuvent pas coexister dans une même communauté car il y aura une trop forte compétition qui poussera l’espèce la moins compétitive à disparaître du milieu (exclusion compétitive) ou évoluer pour modifier sa niche écologique. Dans ce cas, sa niche réelle pourrait être plus restreinte, plus petite que la niche fondamentale

Exploitation

C’est un terme général qui inclut toute les interactions +/-, cela inclue la prédation, l´herbivorisme et le parasitisme

Prédation

Un individu tue un autre pour se nourrir.

Évolutions des prédateurs

Les prédateurs évoluent pour devenir plus efficaces. Ils s’adaptent en améliorant leurs techniques de chasse et en acquérant des caractéristiques favorables à la prédation, comme un meilleur odorat, griffe, dents, ect.

Évolution des proies

défense.

Coévolution

Évolution simultanée des proies et prédateurs.

Camouflage

Dissimulation dans l'environnement pour éviter la prédation.

Homochromie ou coloration cryptique :

l’organisme présente les couleurs de son milieu pour mieux s’y cacher

Homotypie

l’organisme présente les formes de son milieu pour s’y confondre

Mimétisme

Ressemblance d'une espèce à une autre.

Mimétisme batésien

Espèce comestible imitant une espèce toxique.

Sélection naturelle

Processus favorisant les traits avantageux pour la survie.