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La stœchiométrie et ses implications dans le fonctionnement des réseaux trophiques Mehdi Cherif UMR 7625 (Fonctionnement et évolution des systèmes écologiques)

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Présentation au sujet: "La stœchiométrie et ses implications dans le fonctionnement des réseaux trophiques Mehdi Cherif UMR 7625 (Fonctionnement et évolution des systèmes écologiques)"— Transcription de la présentation:

1 La stœchiométrie et ses implications dans le fonctionnement des réseaux trophiques Mehdi Cherif UMR 7625 (Fonctionnement et évolution des systèmes écologiques) Directeur de recherche : Pr. Michel Loreau

2 La stœchiométrie écologique Conservation des éléments chimiques à léchelle des interactions écologiques. (C x N y ) consommateur +(C a N b ) ressource Q(C x N y ) consommateur +(C a N b ) excréta+déchets C: x + a = Qx + a N: y + b = Qy + b Différences dans les caractéristiques stœchiométriques (i.e. ratio C:N:P) des organismes dans les écosystèmes.

3 Un exemple dinteraction stœchiométrique: Producteurs primaires et bactéries: saider ou se concurrencer...

4 Minéralisation de N Faible ratio = C/N Fort ratio = C/N N inorganique Mutualisme

5 Compétition ! Fort ratio = C/N Faible ratio = C/N Immobilisation de N N inorganique

6 ? Immobilisation ou Minéralisation

7 carbone Autre élément Forme Minérale Plantes Herbivores M.D.V. Décomposeurs M.D.A. Modélisation du réseau trophique: n n e v f h r i e v f g h g

8 Conservation de la Matière : Plantes Décomposeurs Herbivores Ressources

9 Homéostasie stœchiométrique: Plantes Décomposeurs Herbivores Ressources

10 Croissance multi-ressources: La loi de Liebig ou loi du Minimum:

11 Equations finales:

12 Equilibres: Trivial Décomposeurs absents Décomposeurs présents Ressources organiques limitantesRessources inorganiques limitantes

13 Croissance des décomposeurs: 1 ressource organique:2 ressources organiques: N V N I N I 0 N V 0 C V 0 i v C V v r N D C D N I N I 0 N V 0 C V 0 i v v r V V N F C F N V C V N D C D f f N F 0 C F 0 M.D.Vég. Décomposeurs M.D.Vég. M.D.Anim.

14 Interaction avec les autres niveaux trophiques Producteurs primaires:Producteurs primaires et herbivores: N 0 i v v r N I N D C D C V N V C A N A n n e e Décomposeurs M.D.Vég. Producteurs primaires i v v r N V C V V f f N I I I N D C D D D n n e e ? C Z Z Z N Z N F C F F C A A A N A h h g g N 0 N 0 i v v r N V C V V V C V N V C V f f N I D C D D D N D C D n n e e ? C Z Z Z N Z C Z N F C F F F C F N F C F C A A A N A C A h h g g I N Z N A N M.D.Anim. Décomposeurs Producteurs primaires M.D.Vég. Herbivores

15 0 Détermination de léquilibre: Isocline de croissance nulle et loi du minimum : 2 ressources organiques:1 ressource organique: 0 (N V 0,N F 0,N I 0 ) 0 (N V 0,N I 0 ) 0

16 Stœchiométrie: 1 ressource organique:2 ressources organiques: Substituabilité:

17 Détermination de léquilibre: Producteurs primaires: NINI NVNV NINI 0 NVNV NINI 0 NVNV NINI 0 NVNV 0 croissant Producteurs primaires et herbivores:

18 Effet des paramètres stœchiométriques 1 ressource organique: 2 ressources organiques: I N V N F N I IIa IIb IIIb IIb IIIa l/f l/v l/i 0 l/i l/v I IIa IIIa IIb IIIb N I N V 2 ressources organiques:

19 Effet des paramètres stœchiométriques 1 ressource organique: a)b) c)d) * D N r 1 r 1 r 1 r 1 * D N 2 ressources organiques: a) c) b) d) * D N * D N r 1 r 1 * D N * D N r 1 r 1 Équilibre limité par C Équilibre limité par N organique Équilibre limité par N inorganique a) et b) c) et d) a) et c) Apport(s) organique(s) faible(s) b) et d) Apport(s) organique(s) fort(s) Légende:

20 Effet des paramètres stœchiométriques Producteurs primaires et décomposeurs:

21 Résumé du stage de DEA: Objectifs : Comprendre le fonctionnement du réseau lorsque la stœchiométrie est explicitement introduite. La stœchiométrie des herbivores permet dans certains cas la coexistence des producteurs et des décomposeurs sur la même ressource minérale. Principaux résultats : En particulier, comprendre linfluence des herbivores sur linteraction entre producteurs primaires et décomposeurs. La stœchiométrie des plantes a un effet majeur sur la limitation des décomposeurs et leur maintien dans lécosystème.

22 Réalisme de la description: - Ratios stœchiométriques des producteurs primaires variables: Q (Quantité élément/biomasse) µ (1/Temps) Qmin Qmax µ max )1( min Q Q Modèle de Droop:

23 Prendre en compte plus de complexité: Éléments MOD Zoo. nanoP. Bactéries picoP. Inorganiques mmZoo. Bactérivores Élément Inorganique MOD Zooplancton Phytoplancton Bactéries

24 En résumé: Objectifs de ce travail en cours : Modélisation stœchiométriquement explicite dun réseau simple mais suffisamment réaliste. Contribuer à élaborer une théorie du rôle de la stœchiométrie dans le fonctionnement des réseaux trophiques. Comparaison des prédictions de ce modèle avec ceux des modèles non-stœchiométriques.


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