La biologie

La dynamique d’un écosystème

Définitions:

dynamique: qui considère les choses dans leur mouvement, leur transformation

écologie: science biologiques qui étudie les relations entre des organisms et leurs

milieu

écosystème: système écologique qui désigne l’ensemble des relations entre les

populations et avec les facteurs abiotique de leur environnement

biotique: milieu qui comprend tous les organismes vivants, tel que les animaux, les

plantes, et les micro-organismes

biosphère: la fine couche de globe terrestre où se retrouve des êtres-vivants. Se divise en

écosystème

biomes: écosystèmes terrestres ou aquatiques soumises à un climax particulier. Par

exemple, la savane, les déserts, la forêt tropicale, etc.

Niveau Trophiques

producteurs: plantes

consommateurs de 1^e ordre: herbivores
consommateurs de 2^e ordre: carnivores

consommateurs de 3^e ordre: omnivores

décomposeurs: ex. bactéries
∟recycler les nutriments
∟détritivores

∟nécrophages

∟morts

Les cycles biochimiques

Le cycle de carbone

Deux facteurs essentiels à la vie sur terre:

a) l’énergie (NRG)

b) nutriments, surtout le carbone

Le carbone est l’élément de base de tous les êtres vivants.

Énergie: le soleil est la source primaire pour toute NRG qui existe sur la terre. Les

producteurs (plantes) utilisent le soleil pour fabriquer leur nourriture. Ils font la

photosynthèse pour fabirquer le sucre glucose.

C₆H₁₂O₆= glucose

Le cycle de carbone retire et remet le carbone dans l’atmosphère, terre, et eau.

La photosynthèse RETIRE le carbone de son environnement.

Seule les producteurs fait la photosynthèse.

6CO₂ + 6H₂O + NRG solaire → C₆H₁₂O₆+ 6O₂

gaz carbonique + eau + énergie = glucose + oxygène

Le carbone est remise dans l’environnement de 3 façons:

1) La respiration cellulaire: fair par tout les êtres-vivants incluant les producteurs

6O₂+ C₆H₁₂O₆ → 6CO₂ + 6H₂O + NRG

(inspiré) (manger)      ( e x p i r é )     (gardé par la
                                                               ¢ pour
                                                               fonctionner)

respiration ¢ faire par la mitochondrie de la ¢

2) Les décomposeurs (champignons/bactéries): remettent le carbone dans l’environnement

quand ils décomposent les plantes/animaux

morts sont remplis de carbone.

3) La combustion (brûler essence, gaz naturelle, charbon): pour libéré l’NRG

∟ceci remet CO₂dans l’air

3 phases de cycle nutritif

Intrant: les nutriments sont introduit dans l’organisme vivant

Transformation: l’utilisation des nutriments par l’organisme pour sa croissance et son

activité (NRG)

Extrant: le rejet dans l’environnemtn des déchets et les nutriments usé ou inutile

Le cycle d’azote

L’atmosphère = 78% d’azote

21% d’oxygène

1% les autres gaz

Tous êtres-vivantes ont besoin de l’azote mais ne peut pas respirer. Les plantes peuvent seulement absorber l’azote fixé à d’autre éléments.

Ex.: NO₃- (nitrate)

Les animaux obtiennent l’azote en mangeant les plantes ou d’autres animaux.

Beaucoup de l’azote retrouvé dans le sol vient de l’engrais utilisé par les fermiers.

Il y a quand même une façon naturelle de convertir le N₂ atmosphèrique en NO₃-. Voici le cycle naturelle de l’azote.

Les principaux processus qui se déroulent lors du cycle de l'azote sont les suivants:

La Nitrification

Transformer N₂ en NO₃-

-Le nitrate est formée de 4 façons

1) Les bactéries libres dans le sol font la transformation.

2) Les rhizobiums sont des bactéries fixatrices d’azote, retrouvé dans les nodosités, sur les racines légumineuses (pois, fèves, maïs). Si un fermier retourner l’azote dans son sol naturellement (sans engrais) il doit simplement semer ses récoltes de plantes avec rhizobiums.

3) Les bactéries et les champignons transforment l’ammoniac (NH₄+) des déchets animaux et organismes morts.

4) Les éclairs: L’énergie causée par les éclairs cause une réaction entre N₂ et O₂ et forme NO₃-. Le nitrate est ensuite attrapé en les gouttes de pluie qui tombent dans le sol et peut être absorbé par les plantes à ce point.

La dénitrification

Transformer NO₃- en N₂

Si les bactéries continueraient de tirer l’N₂ atmosphèrique, il n’en resterait plus et ceci causerait un déséquilibre dans tout le cycle. Donc il existe dans le sol des bactéries qui prennent les nitrates dans le sol et les reconvertissent en N₂ atomosphèrique.

Tous être-vivants ont besoin de l’azote pour former leurs protéins et l’A.D.N.

Effet de serre

(Greenhouse Effet)

- ↑ de carbone dans l’atmosphère qui attrape les rayons de soleil et réchauffe la terre.

Conséquence de l’effet de serre

- ↑ de la température globale

- les glaciers fondent

- ↑ de incendies forestières

- ↑ de sècheresse

Bioaccumulation

(Bioamplification)

Processus par lequel une substance toxique, non-biodégradable s’accumule dans les tissus graisseux d’un organisme. Les effets toxique de la substance s’amplifient plus on monte la chaîne alimentaire.

DDT: pesticide puissant et persistant qui demeure longtemps dans l’environnement

- Avantages: réduire la population d’insectes qui transmettent des maladies mortelle (ex: moustique anaphèle = malaria) et augmenter le rendement des récoltes

- Désavantages:

§ Mort d’une grande quantité de posisson et de grenouilles. La graisse dans leurs corps démontrait un forte concentration de DDT.

§ Disparition d’insectes utiles (ex: abeilles)

§ ↓ de la population d’oiseaux de proie; coquille d’œuf trop mince et brise dans le nid (ex: aigle)

§ mutation et stérilité

§ insectes sont devenue résistants

- Aujourd’hui:

§ Canada: DDT interdit depuis 1969

§ On utilise encore le DDT dans certaines pays tropicaux; très efficaces, mais dangeureux

§ Différents pesticides nombreux = éviter résistance

§ Toxiques mais décomposent rapidement (ex: malathion)

§ Ne restent pas dans le corps des organismes

ppm = parties par milliards = 1 mg/1000 L

¢ = cellule

↑ = augmente

↓ = diminue

Empoisonnement au Mercure

Une autre substance très toxique qui démontre la bioaccumulation.

Japon 1956: Mercure utilisé dans l’industrie du papier se fait transformé en substance

toxique par des bactéries. Passe dans la chaîne alimentaire. 43 habitants

moururent de l’empoisonnement au mercure.

Etats-Unis: Famille morte après avoir mangé du porc qui avait été nourri de grains

conservés au mercure.

On utilise plus la mercure dans l’alimentation.

Canada: Projet de la baie James (Québec)

Innondations de forêts entières
Les arbres pourrissaient et libéraient le Hg (mercure) dans l’eau et l’empisonnait

les poissons

Beaucoup d’autochtones mourraient de l’empisonnement de Hg.
(Hydro Québec)

Les 4 éléments essentiels à la survie des animaux:

- Nourriture - Eau
- Abri - Espace

Capacité biotique: le maximum qu’un écosystème peut supporter infiniment. Le nombre

de la population variera légèrement autour de ce maximum mais qui

garde un taux de croissance moyenne de zéro.

A: croissance lente

- les individus sont jeune (pas reproduire)

- doit adapté au environnement

B: croissance rapide

- peuvent se reproduire

- adapté au environnement maintenant

C: croissance stable

Taux de mort = taux de naissance

Les 4 principaux facteurs qui déterminent la capacité biotique:

1) Les matières et l’énergie: toutes populations dépendent sur la disponibilité

- d’énergie solaire

- d’eau

- carbone

- et d’autres matières essentielles dans l’environnement

(eau, espace, nourriture, abri)

2) Les chaînes alimentaires: les tailles des niveaux trophique dépendent des tailles des

niveau inférieures ainsi qu’aux niveaux supérieure

3) La compétition: les organismes d’un même espèce se battre pour les mêmes
ressources. Il y a 2 types de compétition:

Intraspécifique: entre les membres d’une même espèce (ex: caribou vs. caribou pour un

femelle)

Interspécifique: espèce contre espèce (ex: loup vs. cougar pour un cerf)

4) La densité: le nombre d’individus qui peuvent vivre à une endroit en même temps. Si

le nombre dépasse la limite convenable la population subira des

conséquence. On appelle celles-ci les facteurs dépendants de la densité:

-stress ↑

-↑ de maladies

-↑ de parasites

-taux de mortalité ↑

-taux de natalité ↓

Ces facteurs causent une diminution de la poulation.

Les facteurs indépendants de la densité: ce sont les facteurs qui affectent une population

n’importe la grandeur

Une incendie
La guerre
Ouragans/tornade
Inondations
Tremblements de terre
Sêcheresse
Extrême température

L’introduction et la disparition d’espèces

L’introduction d’espèces exotiques à de grands répercussions sur un écosystème.
Quelque exemples:

1) Augmenter la population donc les facteurs dépendants de la densité augmenteraient

aussi

2) Répandre de nouvelles maladies

3) Causer la déstruction des habitats et de l’agriculture

4) Causer l’extinctionde plantes et d’animaux indigènes

Les espèces menacées/en voie de disparition

Espèce: un groupe d’animaux ou de plantes qui est différents de tout les autres groupes.

Les membres de group peuvent se reproduire entre eux

Estimation = 30 millions d’espèces d’organismes dans le monde

Extinction d’un espèce: le dernier animal ou plante de l’espèce meurt. Aucune chance de

le faire revivre

ex: dinosaurs disparus il y a 65 millions d’années

Espèce en voi de dispariotion/menacée: une espèce ne compte plus qu’un petit nombre

de membre

Les causes de l’extinction

Naturelles:

Changements de T˚
Introduire des nouvelles espèces mieux adaptés
Pluies acides
Oeufs d’oiseuax mangés ou détruites par oiseaux sauvages
Maladie

L’humain:

Abat des forêts; bois, terrain industriel, terrain d’agriculture
Barrage pour la production d’énergie hydro-électrique
Insecticides
Chasses; alimentation et fabrication de produits (manteau de fourrure)
Incendies de forêts allumés par des campers
Pollution de l’eau par une société minière
↑ des quotas de la pêche; gouvernement
braconniers: chasse illégale

Pourquoi protéger les espèces?

Toutes les espèces dépend sur d’autres espèces pour leur survie. Les plantes et les animaux sont indispensibles à l’être humain:

-chaîne alimentaire; nourriture

-médicaments; ½ viennent des plantes

-combustibles (charbon, pétrole) venant d’arbres

-simple beauté du monde vivant

-vêtements

-bois

-etc.

La biodiversité

C’est la variation qui existe chex les êtres-vivants.

∟le variation veut dire qu’un être-vivant a plus de traits donc plus de gènes,

donc peut mieux s’adapter à leur environnement. (Les gènes faibles se font

masqués par des gènes plus forts

Taxonomie: l’étude de la classification des êtres-vivants. Tous les êtres-vivants sont

classifier endessous de 5 règnes

1) animaux 5)monères: uni¢aires; ¢ n’ont pas de vrai noyau

2) plantes

3) mycètes: champignons; fongus/moissisures

4) protistes: animaux, plantes et mycètes qui sont unicellulaires

Règne
phylum

classe

ordre

famille

genre

espèce

Chaque règne est divisé en phylum, chaque phylum en classe, chaque classe en ordre, chaque ordre en famille, chaque famille en genre, et chaque genre en espèce.

Exemple:

Règne: animaux
Phylum: cordés

Classe: mammifères

Ordre: carnivores

Famille: canidés

Genre: canis

Espèce: familiaris

= chien domestiques

genre: catrans
espèce: lupus

=loup

Biomasse : Quantité d’être vivant

Le changement et la succession

Les écosystèmes se sont formées grâce à la succession.(Un processus de transformation.)

La succession primaire

Au début du temps, il n’y avait rien comme végétation. Les glaciers ont laissé des terrains nus. Les organismes pionniers (tels que les lichens) ont décomposé les roches de terre fertiles. Ces terres devennont des communautés climaciques, - les plantes d’une communauté qui produisent la quantité maximale de biomasse pour les conditions environnmentale pour la région. Créer un communauté climaciwue prend des centaines d’années.

La succession secondaire

Si un communauté climacique se fait détruite par un facteur externe tel qu’un incendie ou une inondation, elle doit se réimplanter (rétablir). Ceci prend environ 10 ans, mais de nouvelles espèces peuvent apparaître.

Ex₁: un stationnement délaissé et l’herbe commence à pousser à travers.

Ex₂: Giants Ridge – anciennement une mine à ciel-ouvert

sciences 20F PB

Wednesday, September 11, 2019

regroupement 1: Ecologie