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INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME. Écosystème Système écologique (étudié par les écologistes) composé des organismes potentiellement interactifs dune communauté

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Présentation au sujet: "INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME. Écosystème Système écologique (étudié par les écologistes) composé des organismes potentiellement interactifs dune communauté"— Transcription de la présentation:

1 INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME

2 Écosystème Système écologique (étudié par les écologistes) composé des organismes potentiellement interactifs dune communauté et des facteurs abiotiques avec lesquels ils interagissent. Écosystème forestier INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME LES ÉCOSYSTÈMES

3 Lobjectif de lécologie des écosystèmes Comprendre les facteurs qui contrôlent la circulation de lénergie et de la matière au travers de lensemble très dynamique que forme lécosystème. INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

4 Lécosystème se compose dun biotope et dune biocénose BIOTOPE (Milieu physique) Composante abiotique formées de trois réservoirs Air : atmosphère (basse atmosphère) Eau : hydrosphère (océans, lacs, cours deau …) Terre : lithosphère (pellicule de terre) BIOCÉNOSE (Les vivants) Composante biotique formée dun réservoir Êtres vivants: aux interfaces (terre, aire et eau) INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

5 Létape organique de lécosystème Moment où la matière est dans le réservoir des êtres vivants. * Elle se résume à trois groupes dorganismes: - producteurs, consommateurs, décomposeurs Les producteurs font entrer la matière et lénergie dans le réservoir biotique. Cette matière le quitte grâce aux détritivores. Lénergie quitte le réservoir biotique et se perd dans lespace. INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

6 Létape organique de lécosystème Létape biotique est donc le moteur qui actionne la circulation de la matière et de lénergie dans les 4 réservoirs de lécosystème. INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

7 Les producteurs Des organismes qui se nourrissent eux-mêmes à partir de la matière minérale. Matière minéraleMatière organique Forment des liaisons chimiques entre les molécules minérales « simples » et les transforment en matière organique « complexe ». INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

8 2 types de producteurs 1.Les photosynthétiseurs 2.Les chimiosynthétiseurs INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

9 1. Les photosynthétiseurs Utilisent la lumière comme source première dénergie. - Végétaux, Protistes, certains Monères (cyanobactéries et les bactéries photosynthétiques) INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

10 2. Les chimiosynthétiseurs Oxydent certaines substances minérales pour obtenir lénergie nécessaire à la fabrication de leurs molécules organiques. - Monères Souvent des organismes qui nont pas accès aux rayons lumineux. On les retrouve dans le sol et dans les profondeurs océaniques. INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

11 Les consommateurs Des organismes qui se nourrissent de matière organique donc dépendent des producteurs qui la produisent. Matière organiqueMatière minérale… Bris des liaisons chimiques entre les molécules organiques « complexes » les transformant ainsi en matière minérale « simple ». INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

12 2 types de consommateurs 1.Ceux qui se nourrissent par respiration cellulaire. 2.Ceux qui se nourrissent par fermentation uniquement. INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

13 1. Respiration cellulaire Tous les organismes, mis à part certaines bactéries et certains mycètes qui ne font que de la fermentation, font de la respiration. Équation de la respiration cellulaire (eucaryotes) C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + 36ATP Glucose oxygène dioxyde eau Énergie de carbone (g) * En résumé: La respiration cellulaire consomme le glucose et loxygène issus des photosynthétiseurs, restitue les éléments minéraux à lécosystème et fournit de lénergie aux consommateurs. INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

14 2. Fermentation Tous les organismes font un peu de fermentation. Plusieurs mycètes et certaines bactéries font uniquement de la fermentation. Pour certains, loxygène est toxique! En résumé: Bris des liens chimiques du glucose pour former des molécules un peu moins complexes. La fermentation produit moins dATP que la respiration. INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

15 2. Fermentation a)Fermentation alcoolique - chez les plantes et les levures b)Fermentation lactique - dans les muscles des animaux INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

16 Les décomposeurs Tous les consommateurs sont des décomposeurs car ils libèrent des composés minéraux dans lenvironnement. Matière organiqueProduits minéraux Véritables décomposeurs sont les détritivores à digestion externe: les bactéries et les mycètes. INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

17 Les décomposeurs Détritivores consomment de la matière organique « morte » : des excréments, des feuilles mortes, des déchets danimaux et des carcasses. Détritivores « à digestion interne ». Détritivores « à digestion externe ». INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

18 Les décomposeurs Ceux-ci relâchent une partie des nutriments dans lécosystème sous formes assimilables par les végétaux; la matière redevient ainsi disponible aux producteurs. INTRODUCTION À LÉCOSYSTÈME ÉCOLOGIE DES ÉCOSYSTÈMES

19 Résumé des relations entre les organismes du réservoir biotique

20 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PYRAMIDES

21 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PYRAMIDES Pyramides écologiques Diagramme qui représente la productivité de chaque niveau trophique dun écosystème. Premier bloc à la base: producteurs Deuxième bloc: consommateurs de premier ordre Troisième bloc: consommateurs de deuxième ordre …

22 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PYRAMIDES Pyramides écologiques 1. Pyramide de nombre Nombre dindividus qui occupent chaque niveau trophique et disponible pour le niveau suivant. 2. Pyramide de biomasse Masse des organismes présents aux divers niveaux trophiques et disponible pour le niveau suivant. 3. Pyramide de la productivité (dénergie) Quantité dénergie disponible de chaque niveau trophique et disponible pour le niveau suivant.

23 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PYRAMIDES Pyramides écologiques Pyramide de nombre

24 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PYRAMIDES Pyramides écologiques Pyramide de biomasse

25 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PYRAMIDES Pyramides écologiques Pyramide de la productivité (dénergie)

26 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PYRAMIDES Rendement ou efficacité écologique Énergie dun niveau trophique (KJ) X 100 Énergie du niveau trophique précédent (KJ) Productivité nette dun niveau trophique donné et celle du niveau inférieur. Sur le 100% dénergie disponible dun niveau trophique, 10%, en moyenne, est effectivement converti en biomasse dans le niveau suivant.

27 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PYRAMIDES Rendement ou efficacité écologique GROUPEEFFICACITÉ ÉCOLOGIQUE Insectivores 0,9 % Les moins efficaces car ils contrôlent mal leur température et doivent manger beaucoup Oiseaux 1,3 % Dépensent beaucoup dénergie à voler Grands mammifères 3,1 % Lherbe est plus difficile à digérer Invertébrés herbivores "pas des insectes" Par exemple, une daphnie 21 % Ne dépensent pas dénergie à maintenir leur Tº Invertébrés carnivores "pas des insectes" Par exemple, un copépode 28 % La viande se digère plus facilement que lherbe Invertébrés détrivores "pas des insectes" Par exemple, un lombric 36 % Invertébrés détrivores "insectes non sociaux" Par exemple, une larve de Hanneton 47 % ENDOTHERMES ECTOTHERMES

28 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PERTES DÉNERGIE * 1% de la lumière visible est captée par les chloroplastes. * 170 milliards de tonnes de matière organique / année. Bilan radiatif de la Terre

29 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PERTES DÉNERGIE Causes fondamentales des pertes dénergie 1. Ce qui est mangé Seule une fraction de la proie végétale ou animale est effectivement prélevée et dévorée par le niveau supérieur.

30 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PERTES DÉNERGIE Causes fondamentales des pertes dénergie 2. Ce qui est assimilé Seule une partie des aliments ingérés est digérée puis assimilée.

31 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PERTES DÉNERGIE Causes fondamentales des pertes dénergie 3. Lénergie pour maintenir la vie Une part de lénergie des molécules dATP sert à maintenir le métabolisme basal de lanimal et à procurer de lénergie pour ses activités.

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33 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PERTES DÉNERGIE

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35 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES PERTES DÉNERGIE GROUPEEFFICACITÉ ÉCOLOGIQUE Insectivores 0,9 % Les moins efficaces car ils contrôlent mal leur température et doivent manger beaucoup Oiseaux 1,3 % Dépensent beaucoup dénergie à voler Grands mammifères 3,1 % Lherbe est plus difficile à digérer Invertébrés herbivores « autres que les insectes" Par exemple, une daphnie 21 % Ne dépensent pas dénergie à maintenir leur Tº Invertébrés carnivores « autres que les insectes" Par exemple, un copépode 28 % La viande se digère plus facilement que lherbe Invertébrés détritivores « autres que les insectes" Par exemple, un lombric 36 % Invertébrés détritivores "insectes non sociaux" Par exemple, une larve de Hanneton 47 % ENDOTHERMES (Homéotherme) ECTOTHERMES (Poïkilotherme) Rendement ou efficacité écologique Le rendement écologique et les pertes dénergie sont intimement liés.

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37 Une chaîne alimentaire est une suite d'êtres vivants dans laquelle chacun mange celui qui le précède. Le premier maillon d'une chaîne est très souvent un végétal chlorophyllien. Un ensemble de chaînes alimentaires ayant un ou plusieurs maillons en commun forme un réseau alimentaire. Chaîne alimentaire ou réseau trophique

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39 Le régime alimentaire dune espèce est toujours varié et par conséquent une chaîne alimentaire nest jamais liliaires

40 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES La concentration de DDT (dichlorodiphényltrichloroéthane) sest multipliée par 10 millions. 1 ppm (une partie par million) 1 ppm = 1 mg / L eau de mer Certaines substances toxiques subissent la bioconcentration dans les chaînes alimentaires. CHAÎNES ALIMENTAIRES ET BIOCONCENTRATION

41 Les PCB sont les PolyChloroBiphényles CHAÎNES ALIMENTAIRES ET BIOCONCENTRATION

42 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES Traitement des zones de multiplication des insectes piqueurs autour dun lac. Pour combattre des insectes piqueurs CHAÎNES ALIMENTAIRES ET BIOCONCENTRATION

43 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES Impact 3000 couples de grèbes 30 couples stériles Tableau 1 Chaînes de concentration de pesticides organochlorés dans un lac traité Milieu ou organismeTeneur (ppm)* Facteur de concentration* consommateur tertiaire grèbes huppés2500env consommateur secondaire poissons carnivores env consommateur primaire poissons herbivores env producteurplancton5360 eau (lac californien traité au DDT) 0,0141 CHAÎNES ALIMENTAIRES ET BIOCONCENTRATION

44 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES Pour combattre les insectes nuisibles en agriculture. Estuaire : réception des eaux de ruissellement. Utilisation en agriculture CHAÎNES ALIMENTAIRES ET BIOCONCENTRATION

45 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES Milieu ou organismeTeneur (ppm) Facteur de concentration consommateur secondaire goéland5,3-18, en moyenne consommateur primaire anguille0, producteurplancton0,04800 eau (estuaire côtier de lEst des USA) 0, Tableau 2 Chaînes de concentration de pesticides organochlorés dans un estuaire Impact Pas de mortalité directe des goélands car la concentration est plus faible Baisse de fécondité diminution de la taille des populations CHAÎNES ALIMENTAIRES ET BIOCONCENTRATION

46 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES Falco peregrinus anatum Espèce menacée De la taille dune corneille Piqué pouvant atteindre 200 km/h. Niche sur tous les continents, sauf en Antarctique. Migration : Canada, État-unis Mexique, Amérique centrale Faucon pélerin CHAÎNES ALIMENTAIRES ET BIOCONCENTRATION

47 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES Il y a 25 ans, a frôlé l'extinction dans tout l'Est de l'Amérique du Nord. Responsables : les pesticides organochlorés, dont le fameux DDT. Effet du DDT : amincissement de la coquille des œufs, comportements aberrants. CHAÎNES ALIMENTAIRES ET BIOCONCENTRATION Faucon pélerin

48 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES Mesures de conservation Disparition graduelle des organochlorés (Canada et États-Unis). Élevage de jeunes et réintroduction en milieux naturels. Lâcher de 6000 faucons depuis 1974 (É-U). CHAÎNES ALIMENTAIRES ET BIOCONCENTRATION Faucon pélerin

49 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES CHAÎNES ALIMENTAIRES ET BIOCONCENTRATION

50 FLUX DÉNERGIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES Protection des habitats : falaises pour la nidification, milieux humides pour lalimentation CHAÎNES ALIMENTAIRES ET BIOCONCENTRATION Mesures de conservation Faucon pélerin


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