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1 5.1 Les communautés et les écosystèmes

2 5.1.1 Définitions. Une espèce Une espèce : Groupe dorganismes qui peuvent se reproduire et produire des descendants féconds. Ex: Croisement interspécifique: Cheval / âneCroisement interspécifique: Une population Une population : Groupe dorganisme de la même espèce qui vivent dans une même région au même moment. Ex: les bélugas du St-Laurentles bélugas du St-Laurent

3 5.1.1 Définitions. Un habitat Un habitat : environnement dans lequel une espèce vit normalement. Ex: Lhabitat du gros nounours qui fait rêver…Lhabitat du gros nounours qui fait rêver… Une communauté Une communauté : groupe de populations de diverses espèces qui interagissent ensemble. (Synonyme de biocénose) Ex: LÉcole…LÉcole…

4 5.1.1 Définitions. Un écosystème Un écosystème : Unité biologique où on met en relation une communauté et son environnement abiotique. Ex: Un aquarium…Un aquarium…

5 5.1.1 Définitions.

6 5.1.1 Définitions. Un écosystème Un écosystème : Unité biologique où on met en relation une communauté et son environnement abiotique. Ex: Un aquarium…Un aquarium… Lécologie Lécologie : Étude des relation entre les divers organismes vivants et leur environnement.

7 5.1.2 Autotrophe vs Hétérotrophe autotropheUn organisme autotrophe arrive à synthétiser des molécules organiques (à base de carbone, comme des sucres, des protéines…) à partir de matière inorganique simple (tableau périodique) et dénergie. Ces organismes sont des producteurs hétérotropheUn organisme hétérotrophe obtient des molécules organiques des autres organismes. Ces organismes sont des consommateurs Photos

8 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 » Photos Infos

9 5.1.3 Rôles trophiques Les consommateurs Les 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?

10 5.1.3 Rôles trophiques Les détritivores Les détritivores : Organismes qui ingèrent de la matière organique non-vivante (restes dorganismes 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

11 5.1.3 Rôles trophiques saprotrophesLes saprotrophes : 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)

12 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 lorganisme qui le précède dans la chaîne. consommateurLa relation de transfert est représentée par une flèche qui pointe dans la direction du consommateur (représente la direction du transfert dénergie)

13 5.1.4 Les chaînes alimentaires

14 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.

15 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 lénergie du soleil.

16 5.1.6 Le niveau trophique La position occupée par un organisme dans un réseau trophique détermine son niveau trophique. Producteur cons. Primaire cons. Secondaire…

17 5.1.6 Le niveau trophique Certains organismes peuvent occuper une seule position dans un réseau trophique (herbivores = consommateurs primaires) alors que dautres peuvent en occuper plusieurs (omnivores = consommateurs primaires, secondaires, tertiaires…)

18 5.1.7 Déduire le niveau trophique (3) À partir dun réseau trophique on doit pouvoir identifier le niveau des organismes qui y figurent. En effet il nest pas toujours possible dutiliser les termes comme carnivore ou herbivore. Certains organismes omnivores sont des opportunistes qui mangent simplement tout ce qui leur tombe sous la mais selon lécosystème où ils se trouvent ou selon la saison.

19 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 lordinateur et présenté à laide dune page titre. (deux élèves choisis au hasard devront venir présenter leur réseau).

20 5.1.9 La lumière est la base. Près de 100% de lénergie qui se trouve dans les réseaux trophiques de la planète est issue du soleil. Lénergie issue du soleil est convertie en molécules chimiques riches en énergie (sucres, protéines) à laide du processus de la photosynthèse. ? Comment explique-t-on la disparition des dinosaures? ? Quest-ce que lhiver nucléaire?

21 Le flux de lénergie Une portion importante de lénergie produite par les autotrophes est utilisée pour la respiration cellulaire et est perdue sous forme de chaleur. Lénergie entreposée dans les tissus peut être transmise au prochain niveau trophique. Cependant lassimilation 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.

22 Le flux de lénergie Une partie de lénergie 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 La seule partie de lénergie assimilée par un organisme qui sera disponible pour le niveau suivant est lénergie qui sera entreposée dans les tissus lors de la croissance (ou de la reproduction?)

23 Le flux de lénergie

24 Le graphique de la page 1284 illustre bien le flux dénergie et de nutriments dans un écosystème.

25 Le flux de lénergie Le rendement écologique ou lefficacité énergétique dépasse rarement 20% –Insectes: 40% –Poissons: 10% –Oiseaux et mammifères: 1-3% ? Peut-on faire un lien entre la rapide disparition de lénergie dans un réseau trophique et la crise alimentaire mondiale…lequel? Voir graphique p.1293

26 Le flux de lénergie Dans le monde physique que nous connaissons les lois de la thermodynamiques nous montrent quil y a toujours une perte dénergie au moment de la transformation de celle-ci. La plupart du temps cette perte est sous forme de chaleur. –Pourquoi lefficacité énergétique des mammifères et des oiseaux est elle la lus faible? –Pourquoi a-t-on besoin dun radiateur dans une voiture? –Pourquoi est-ce que ce nest pas recommandé de transformer un sauna en salle dentraînement?

27 Le flux de lénergie Pour illustrer la dissipation de lénergie dans le système on utilise souvent une « pyramide des nombres » P. 1292

28 Le flux de lénergie On explique la forme pyramidale par les pertes dénergie dans le système. Les représentations de biomasse ont sensiblement la même forme.

29 et 5.14 Le flux de lénergie et les saprophages. Notez la différence entre le flux de lénergie dans un écosystème et le flux des nutriments. –Lénergie vient du soleil (99,999%) et on en perd de plus en plus à mesure quon 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 nest pas soumis à un bouleversement majeur. (eau dans un bol)

30 Questions pratiques

31 5.5 La classification

32 5.5.1 Système binomial de nomenclature. Binomial = combinaison de deux noms Introduit par Carl von Linné ( ) qui a formalisé différentes règles existantes. Utilise le latin, une langue morte (stable!) Le binôme se compose dun nom de genre (nom générique) suivi dun nom despèce (nom spécifique). Le nom scientifique se compose des deux termes.

33 5.5.1 Système binomial de nomenclature. Exemple: Homo sapiens Linné, – Homo est le genre (Italique avec majuscule) – sapiens désigne lespèce (Italique sans majuscule) Psst! sapiens signifie «intelligent, raisonnable, sage, prudent..» -sans commentaire!- Linné identifie le nom du naturaliste qui a décrit lespèce est lannée de publication/validation.

34 5.5.1 Système binomial de nomenclature. 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.

35 5.5.2 Hiérarchie des taxons. Règne Règne ( Regnum ) Embranchement, ou Phylum ( Phylum ) Embranchement Phylum Classe ( Classis ) Classe Ordre ( Ordo ) Ordre Famille ( Familia ) Famille Genre ( Genus ) Genre Espèce ( Species ) Espèce Cest le modèle classique et simple…

36 5.5.2 Hiérarchie des taxons. Évolution des règnes…

37 5.5.2 Hiérarchie des taxons. Campbell p. 571

38 5.5.2 Hiérarchie des taxons. 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

39 5.5.2 Hiérarchie des taxons. Réflexion: Robert Whittaker a proposé la classification basée sur 5 règne en 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?

40 5.5.2 Hiérarchie des taxons. Mini recherche: Cherche un exemple de classification complète pour deux organismes situés dans deux règnes différents. Ex: TaxonomieLoup grisDatier RègneAnimauxPlantes EmbranchementChordésAngiospermophytes ClasseMammifèresMonocotylédones OrdreCarnivoresPalmiers FamilleCanidaeArecaceae Genre CanisPhoenix Espèce lupusdactylifera

41 5.5.4 Embranchements danimaux. Travail préparatoire: Utilise ton manuel (chapitres 33 et 34) pour trouver des caractéristiques simples qui te permettraient didentifier des représentants des embranchements suivants: Les porifèresLes annélides Les cnidairesLes mollusques Les plathelminthesLes arthopodes

42 5.5.4 Embranchements danimaux. Embranchement Bouche/ anus SymétrieSkeletteAutres caractéristiques externes Porifères – Les éponges Ni lun ni lautre AucuneSpicules internes (comme des aiguilles de calcaire) Pores à la surface pour assurer la circulation de leau afin daméliorer le rendement de filtration. Formes très variées Vivent attachés au substrat

43 5.5.4 Embranchements danimaux. Embranchement Bouche/ anus SymétrieSkeletteAutres caractéristiques externes Cnidaires – Les méduses, mes anémones et le corail Bouche et anus RadialeMou mais certains coraux sécrètent du CaCO 3 Tentacules autour de la bouche. Possèdent des nématocystes. Peuvent se reproduire par bourgeonnement. Une ouverture du syst. Digestif.

44 5.5.4 Embranchements danimaux. Embranchement Bouche/ anus SymétrieSkeletteAutres caractéristiques externes Plathelmin thes – Les vers plats Ont les deux BilatéraleVers mous, pas de squelette Corps plat et mince en forme de ruban. Pas de segments, desystème respiratoire ou circulatoire. Une ouverture du syst. Digestif.

45 5.5.4 Embranchements danimaux. Embranchement Bouche/ anus SymétrieSkelletteAutres caractéristiques externes Mollusques Les gastéropodes, les bivalves, les céphalopodes et les polyplacophores Ont les deux BilatéraleLa plupart ont un exosquelette fait de CaCo 3 (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.

46 5.5.4 Embranchements danimaux. Embranchement Bouche/ anus SymétrieSkelletteAutres caractéristiques externes Annelides Les vers annelés (ex: ver de terre) Ont les deux BilatéraleLa 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 lhémoglobine. - Vivent en eau douce, salée et dans les sols humides.

47 5.5.4 Embranchements danimaux. Embranchement Bouche/ anus SymétrieSkelletteAutres caractéristiques externes Arthropodes Les crustacés, les araignées, et les insectes (Près dun million despèces!) Ont les deux BilatéraleUn exosquellette rigide (chitine). Pendant la croissance lanimal 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).

48 5.5.3 Embranchements de plantes. Embranchement ReproductionAutres caractéristiques externes Bryophytes Les 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.

49 5.5.3 Embranchements de plantes. Embranchement ReproductionAutres caractéristiques externes 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 datteindre des tailles plus grandes, permet de supporter des feuille véritables et nécessite la présence de racines pour sancrer au substrat. Il est possible pour une plante de procéder à lautofécondation.

50 5.5.3 Embranchements de plantes. Embranchement ReproductionAutres caractéristiques externes Les gymnospermes Les 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 dun nouvel individu semblable aux parents. -La production de pollen sous-entend le besoin dagents de pollinisation comme le vent ou certains animaux. -Les graines offrent une protection supplémentaire et surtout offre une réserve de nourriture à lembryon.

51 5.5.3 Embranchements de plantes. Embranchement ReproductionAutres caractéristiques externes Les angiospermes Les 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 aujourdhui la plupart des écosystèmes terrestres.


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