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L’organisme vivant dans son environnement

LES FACTEURS ECOLOGIQUES reduiy

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L’organisme vivant dans son environnement

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Les facteurs écologiques, c’est-à-dire les facteurs du milieu qui agissent sur les êtres vivants se classent en deux catégories :

les facteurs abiotiques (ou physico-chimiques), généralement indépendants de la densité de la population

facteurs biotiques (interactions des êtres vivants entre eux), le plus souvent dépendant de la densité de la population (nourriture disponible, pression de prédation).

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Le milieu est l’environnement abiotique et biotique des êtres vivants.

Milieu biotique (relatif aux vivants)Relations entre les individus de la même espèce et entre individus d’espèces différentes.

Milieu abiotique (relatif au milieu physico-chimique)Température, eau, lumière, vent et sol.

• Le milieu au sens écologique du terme

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• Interactions biotiques• Intraspécifiques• Interspécifiques• Interactions abiotiques

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RAPPEL: Définition de l’écologie

• Science qui étudie les organismes (leur distribution et leur abondance), les relations qu’ils ont avec leur milieu ainsi que les conséquences

de toutes ces interactions.

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Définition du mot interactions en écologie ?Influences réciproques entre les organismes entre eux et entre les organismes et leur milieu. (4) types d’interactions.

Interaction directe

Les gros arbres diminuent la quantité de lumière au sol disponible pour les autres plantes.

Interaction indirecte

Les excréments des animaux s'incorporent graduellement au sol avec l'aide des bactéries et contribuent ainsi à l'enrichissement du sol afin que les plantes en profitent.Interaction

immédiate Un renard qui mange une grenouille.

Interactiondifférée

Les faucons influencent le patrimoine génétique des mulots et en conséquence leur évolution car, ils restreignent le succès reproductif de certains individus.

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FACTEURS ABIOTIQUES

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Les facteurs abiotiques conditionnent la distribution des organismes sur la planète

a) Un organisme ne survit que s'il tolère les facteurs abiotiques de son habitat

b) Les facteurs abiotiques varient d’une région à l'autre (dans l’espace) et d'une saison à l'autre (dans le temps)

c) Plus les facteurs abiotiques sont favorables, plus les organismes sont nombreux et variés. Et vice versa.

d) Les organismes développent des types d'adaptations pour parer aux conditions abiotiques défavorables

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Chaque facteur abiotique entraîne des adaptations chez les organismes qui veulent y faire face

a)Températureb)Eauc) Lumièred)Vente)Sol

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• Les facteurs abiotiques varient d’une région à l'autre (dans l’espace) et d'une saison à l'autre (dans le temps)

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Plus les facteurs abiotiques sont favorables, plus les organismes sont nombreux et variés. Et vice versa.

En allant de l'équateur vers les pôles, la biodiversité diminue car les conditions abiotiques deviennent difficiles à supporter.

Extrême nord de l'Arctique et extrême sud de l'Antarctique faible biodiversité.

Forêts tropicales (abondance de lumière, de chaleur et d'eau) grande biodiversité.

Régions désertiques (comme le centre du Sahara) faible biodiversité.

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I- Facteurs climatiques :Qui sont:

la température, l’éclairement, les précipitations, le vent...

Le climat peut être considéré à plusieurs niveaux :

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• Le macroclimat : c’est le climat à l’échelle d’une région, il résulte de la situation géographique : latitude, proximité de la mer, l’altitude etc.…

Ex : climat méditerranéen, climat tropical…

• Le mésoclimat  : climat à l’échelle d’une vallée, d’une forêt…

• Le microclimat : climat à l’échelle de l’individu : climat d’un terrier, d’une falaise, sous les pierres …

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I-1 Rôle écologique des facteurs climatiques

A- Action de la température :

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• La température est un important facteur de distribution des organismes car elle présente de grandes fluctuations sur la planète selon la latitude et la saison.

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Importance de la température pour le vivant

• L'intervalle de température viable pour une cellule se situe entre 0˚C à 45˚C.

• En deçà de 0˚C, les cellules gèlent et se rompent et au-delà de 45˚C, les protéines se dénaturent.

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• À l'intérieur de cet intervalle, les réactions chimiques cellulaires sont possibles ; elles s'accélèrent, cependant, avec l'augmentation de température et elles ralentissent s'il fait plus froid.

• Il existe un intervalle thermique idéal pour chaque espèce.

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Limites de tolérance Une activité métabolique normale se

déroule dans un intervalle de température de 0 à 50°c. Cependant il existe des exceptions :

espèces de bactéries qui vivent dans les eaux thermales à 90°c

le nombre des espèces de coléoptères vivant dans les sources chaudes diminue avec la température.

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Loi de tolérance de Shelford

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Tous les facteurs écologiques, à un moment ou un autre, sans aucune exception, sont susceptibles, dans certaines conditions, de se comporter comme des facteurs limitants:

soit parce que leur intensité tombe au-dessous d’une valeur minimale incapable de satisfaire aux exigences de l’espèce,

soit parce que leur valeur dépasse celle acceptable pour l’espèce.

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• Les être vivants recherchent toujours les milieux qui leur offrent des conditions optimales.

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Espèces sténothermesCe sont les espèces qui ne tolèrent

que des variations limitées de température :

Ex : crustacés de source thermales : thermosbaena mirabilis meurt en dessous de +30°c et vit dans l’eau dont la température varie entre 45°et 48°c.

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Espèces eurythermes :Ce sont des espèces qui tolèrent des

variations de température de plus grande amplitude.

Ex : gastéropode hydrobia supporte des températures de -15°c à +60°c.

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Température préférentielle :

Elle varie selon les espèces et suivant leur stade de développement.

Ex : La mouche domestique a une température préférentielle de 42°C

Cette température varie selon le stade de développement,

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Ex : chez le criquet : Schistocerca gregaria

• Adulte en période de ponte  …………..29.4°c• Larve au premier stade larvaire………30.1°c• Larve au second stade larvaire……….28.8°c• Larve au troisième stade larvaire……..31,6°c• Larve au quatrième stade larvaire…….37,1°c• Larve au cinquième stade larvaire……36,7°c• Jeune adulte………………………….....39,3°c

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La température agit en influençant divers paramètres vitaux des

animaux :

Sur la quantité d’aliments consommés ; Ex : la larve de doryphore : elle consomme 638 mm2 de feuilles de pomme de terre à 36°c et seulement 215 mm2 à 16°c.

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Sur la fécondité : chez le doryphore la ponte optimale de la femelle se passe à 34,9°c.

Sur la répartition géographique etc.…

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Deux façons de réagir face à la température

ECTOTHERMES (hétérothermes, poïkilothermes)Invertébrés, poissons, amphibiens et reptiles1. Incapables de réguler leur

température. 2. Se réchauffent s'il fait plus chaud

et se refroidissent s'il fait plus froid.

3. Sont dits à sang froid.

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• ENDOTHERMES (homéothermes)• Mammifères et oiseaux

1.Régulent leur température. 2.Maintiennent leur température corporelle

à un niveau constant tel que 37˚C pour les Mammifères.

3.Sont dits à sang chaud.

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grenouille des bois

iguane marin

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Le chien halète pour se défendre de la chaleur, puisqu’ il n'a de glandes "sudoripares" que sur la "truffe" et le dessous des pattes .

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B- Action de l’humidité :EAU

Dans la biosphère, l’eau permet la distribution des éléments essentiels au vivant, elle dissout:

o l’oxygène , o le gaz carbonique et o les sels minéraux.

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Toutes les réactions biochimiques qui ont lieu dans un organisme nécessitent de l’eau liquide, au point qu’un être vivant est, en moyenne, constitué de plus de la moitié de son poids en eau:

• 50% pour le bois, • 65% pour l’homme, • 80% pour le ver de terre, • 95% pour une méduse

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• Les êtres vivants ont été classés en fonction de leur besoin en eau en divers groupes :

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Les organismes mésophiles :la plupart des espèces animales et des

plantes, ont des besoins modérés en eau ou en humidité atmosphérique et supportent des alternances de saisons sèches et humides,

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L’humidité du milieu a une influence sur:

• la longévité des animaux, • la vitesse de développement, • la fécondité, • le comportement, • la répartition géographique…

Les migrations d’acridiens sont en partie causées par la sécheresse qui réduit la possibilité d’alimentation des larves.

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Les stratégies pour passer la mauvaise saison sont multiples :

s’enfoncer dans un milieu humide comme le sol (crapaud fouisseur)

se contenter de l’eau contenue dans les aliments même secs (antilope),

rejeter une urine sous forme concentrée

(oiseaux), ou déshydratée (chauves-souris) ; condenser l’eau du peu d’humidité ambiante

au petit matin (coléoptère du désert)

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C- Action de la lumière : la lumière est essentielle pour les êtres vivants photosynthétiques.la quantité et la qualité de la lumière parvenant aux organismes vivants vont influer sur leur:

o biologie, o morphologie, o comportement.

Elle agit sur les rythmes biologiques

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A côté de ces facteurs dit principaux• température, • humidité, • lumière…,

Il existe d’autres facteurs dits secondaires : • le vent, • la pression atmosphérique, • ionisation de l’air, • champ électrique...

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D- Action du ventIl assure la pollinisation chez les plantes à fleurs qu’on dit, alors:anémophiles (anémogamie) par opposition aux entomophile (entomogamie, besoin d’insectes pollinisateurs) ou aux hydrophiles (hydrogamie, pollinisation grâce à l’eau). le vent assure également la dissémination des graines (ou des fruits non charnus) de pas mal d’espèces

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Le vent est un facteur mineur de distribution des organismes.

1. Le vent refroidit les organismes. Le vent accentue les effets de la température froide car il accroît la perte de chaleur par vaporisation.

2. Le vent assèche les organismes. Le vent accentue les effets d'un manque d'eau car il accroît les pertes d'eau en augmentant la transpiration.

Effets négatifs du vent sur les organismes

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Les bourgeons situés au vent se développent moins bien et les branches cassent.

Les bourgeons situés sous le vent sont mieux protégés et se développent mieux. La dissymétrie observée n'est donc pas un mouvement dû au vent comme celui d'un drapeau mais une dissymétrie du développement.

Adaptations des arbres pour contrer le vent

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II- Facteurs édaphiques

Ce sont des facteurs liés au substrat : sol ou eau. Ils peuvent être chimiques

• acidité, • salinité, etc.…

ou physique • structure et porosité du sol, • vitesse du courant d’une rivière…

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II-1 : L’eau comme facteur écologique :

Les eaux douces comprennent aussi bien:

• les eaux dormantes: lacs et barrages et

• les eaux courantes: rivières, ruisseaux fleuves...

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Le mouvement de l’eau induit un brassage et par conséquent une égalisation des températures dans toute son épaisseur ainsi qu’une élévation de la teneur en oxygène dissous dans l’eau.

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La faune d’eau courante est adaptée à la lutte contre le courant.

Ex : dispositif d’accrochage

Les têtards de grenouille Rana hainensis des torrents d’Asie du sud possèdent une ventouse en arrière de la bouche.

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A côté de ces adaptations morphologiques il existe aussi des adaptations comportementales = adaptations éthologiques :

Ex : se mettre face au courant et essayer de progresser contre lui : rhéotropisme positif.

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L’agitation de l’eau de mer est surtout sensibles dans les zones intertidales : les rocher exposés aux vagues n’abritent que des espèces fortement adhérentes.

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Gobius (poisson à nageoires pelviennes soudéesen ventouse de fixation).

Ex : Balanus

(crustacés cirripèdes),

Patella, Haliotis (mollusques gastéropodes),

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A- substances dissoutes ou en suspension dans l’eau :

a) turbidité de l’eau : Une eau chargée de matière en

suspension est dite turbide, on assiste alors à une diminution de l’intensité lumineuse et par conséquent les organismes ayant besoin d’un fort éclairement disparaissent,

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D’autres présentent des adaptations , telles que la réduction des yeux et recherchent leur proies grâce à des organes tactiles ce qui rend les yeux facultatifs. Ex : Le poisson Nemachilus vit dans les torrents de l’Himalaya

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b) Les gaz dissous :

L’O2 et le CO2 sont les gaz les plus importants en milieu aquatique

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En milieu aquatique l’oxygène joue souvent le rôle de facteur limitant.

Le taux d’O2 dissous dans l’eau est en fonction décroissante de la température et elle est plus faible dans l’eau de mer que dans l’eau de douce..

b1- L’oxygène

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La résistance des animaux aquatiques aux faibles teneurs en O2 est très variable

selon les espèces : Chez les poissons on distingue 4

groupes :

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Beaucoup d’invertébrés aquatiques viennent s’approvisionner en O2 à la surface.

Ex : adulte du coléoptère Dytique.

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D’autres restent constamment immergés mais entourés d’une bulle d’air qui est retenue par un feutrage très dense de poils hydrophobe.

hygrobia (notez la bulle d'air au derrière.) 

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b2- le gaz carbonique :

Le gaz carbonique joue un rôle considérable en agissant sur le pH de l’eau et sur sa réserve alcaline.

Le CO2 intervient aussi dans l’édification des formations calcaires :

- coquilles,- squelette, - carapace de nombreux invertébrés).

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C) Les sels minéraux :les eaux naturelles ont des

concentrations en sels dissous très variables.

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C1- les eaux douces : les substances dissoutes les plus

importantes sont dans l’ordre : les carbonates, les sulfates, les chlorures.

Alors que l’ordre d’importance des cations est :

calcium, magnésium, sodium, potassium.

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• Beaucoup de mollusques et de crustacés ont besoin de calcium pour fabriquer leurs coquilles et leurs carapaces.

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C2- l’eau de mer : sa composition chimique est plus stable

que celle des eaux douces. La salinité moyenne est de l’ordre de 35%°

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C3- Action de la salinité sur les êtres vivants :

• - action sur leur répartition Il existe des espèces capables

de supporter des salinités élevées jusqu'à 350g/l de sel: artemia salina eaux saumâtres : les marais salants

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• les espèces euryhalines: supportent d’ importantes variations de salinité

estuaires et lagunes

Méduse aurelia, le crabe carcinus

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• - action sur la morphologie  La salinité agit sur la taille des espèces.

Ex : artemia salina (espèces euryhalines) a sa taille qui passe:

de 10 mm pour une salinité de 122%° à 24-32 mm pour une salinité de 20%°.

La forme des appendices, la couleur et la forme du corps varient aussi.

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II 2 : Le sol 

Plusieurs facteurs abiotiques interviennent sur la faune du sol, on se limitera à quelques uns :

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A- l’eau dans le sol : Il existe des espèces animales qui

exigent une forte humidité au niveau du sol d’autres se contentent d’une faible humidité.

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Ex1 : Les termites vivent dans une atmosphère d’au moins 50% d’humidité relative et ils peuvent aller chercher l’eau jusqu'à 12 mètres de profondeur.

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B- La texture du sol : Correspond à sa composition granulométrique: taille des grainsElle concerne surtout la terre fine.

• sables : de 2 mm à 50 µm• limons : de 50 µm à 2 µm• argiles : < 2 µm

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La granulométrie joue un rôle considérable dans la répartition des

animaux :

• les verres de terre sont plus nombreux dans les sols limoneux ou argilo sableux

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• les coléoptères du sol vivent dans les sols fins: argiles et limons qui retiennent l’eau nécessaire

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Il existe des espèces animales halophiles, Ex : cicindela (coléoptère),

C- la salinité :

D’autres ne supportent pas l’excès de salinité, halophobes Ex : lombric

La salinité est une mesure de la concentration des minéraux dissous dans le sol.

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D- Le pH :

le pH du sol dépend: de la nature du sol, de la nature du couvert végétal et des conditions climatiques.

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• Il existe des espèces acidophiles qui recherchent des sols à pH inférieur à 6 : quelques Thécamébiens, et quelques lombrics.

Thécamébiens lombric

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• Des espèces neutrophiles (les plus nombreuses) qui vivent dans les sols à pH compris entre 6 et 7 :

Ex:Thalictrum

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• Des espèces basophiles qui se rencontrent dans les sols dont le pH est supérieur à 7 : Centropyxis

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La nourriture est un facteur très

important. Elle agit selon sa qualité et son abondance sur

la fécondité, la longévité, la vitesse de développement, la mortalité des animaux…

Les facteurs alimentaires :

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• Nourriture du Doryphore: vieilles feuilles de pommes de terre

la moitié des femelles cessent de pondre au bout de trois jours

la ponte s’arrête chez toute les femelles au bout de 11 jours.

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L’effet de la nourriture est réversible et la fécondité redevient normale quand on redonne comme nourriture des jeunes feuilles.

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Chez l’abeille selon que la larve est nourrie par la gelée royale ou non, elle se transforme en reine féconde ou en ouvrière stérile.

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• 2°)Action sur la longévité : Thrips imaginis insecte élevé à 23°C , la longévité et la fécondité sont plus grandes quand la nourriture est additionnée de pollen.

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Influence de la quantité de nourriture.

La quantité de nourriture nécessaire est, à poids égale, beaucoup plus grande chez les espèces de petite taille que chez les grandes.

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Elle est également plus grande chez les espèces Homéothermes qui doivent maintenir leur température interne constante que chez les poïkilothermes.

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LESFACTEURS BIOTIQUES

Page 93: LES FACTEURS ECOLOGIQUES reduiy

Ce Sont les interactions qui se produisent entre les divers organismes qui peuplent un milieu donné.

Ces interactions peuvent se produire: entre individus de la même espèce, ce sont des

réactions homotypiques ou intraspécifiques entre les individus d’espèces différentes ce sont

les relations hétérotypiques ou relation interspécifique.

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I- Relations intraspécifiques = homotypiques

• I-1 L’effet de groupe. Ce sont les modifications: physiologiques, morphologiques ou comportementales qui apparaissent lorsque plusieurs individus de la même espèce vivent ensemble, dans un espace raisonnable et avec une quantité de nourriture suffisante.

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• Ex1 : Chez le têtard Alytes obstetricans :La croissance est plus rapide et le poids est plus élevé chez les individus élevés par 2 ou par 5 que chez les individus isolés.

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La recherche de la nourriture, La lutte contre les ennemis

sont facilités par la vie en groupe : EX: les loups peuvent tuer des proies de grandes taille quand ils sont en bande (la meute de loups) alors qu’ils en sont incapables quand ils sont isolés

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• Ce principe de « population minimum » explique pourquoi il parait parfois impossible de sauver certaines espèces devenues très rares.

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Ainsi, dans une population de rennes, pour un effectif inférieur à 350 individus, la survie du troupeau est sérieusement compromise.

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• I-2 L’effet de masse. Désigne les effets liés au surpeuplement. Il peut se traduire par

une diminution de la fécondité, des troubles physiologiques, des comportements aberrants comme le

cannibalisme à l’égard des œufs ou des jeunes.

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Les causes sont le plus souvent: la limitation de la quantité de

nourriture disponibles ou le manque d’espace.

Ces phénomènes dus aux effets de masse sont aussi appelés : phénomène d’autolimitation

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• Ex1 : le cas des Goélands argentés. Dans certaines colonies à forte densité d'individus (Pays-Bas), il se produit des phénomènes de cannibalisme à l'égard des nichées.

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I-3 la compétition intraspécifique :

La compétition est la concurrence s’exerçant entre plusieurs organismes lorsque la somme de leur demande en nourriture, en certains éléments minéraux, en eau, en espace libre etc.…est supérieure à ce qui est réellement disponible.

Page 103: LES FACTEURS ECOLOGIQUES reduiy

Ex1: comportement territorial avec défense par un animal d’une certaine surface autour du lieu de reproduction.

Blennius: comportement territorial très marqué, qui les conduit à pourchasser tout être osant pénétrer sur leur territoire.

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• Ex2: compétition alimentaire entre individus de la même espèce surtout quand la densité de la population devient très élevée.

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II- Les réactions hétérotypiques :

La cohabitation de deux espèces différentes peut avoir sur chacune d’entre elles une influence:

favorable (+), défavorable (-) ou nulle (0).

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Types de relation Espèce A

Espèce B

Compétition interspécifique - -

Prédation (A prédateur, B proie) + -

Parasitisme (A parasite, B Hôte) + -

Symbiose ou mutualisme + +

Commensalisme (A commensale de B) + 0

favorable (+) défavorable (-) nulle (0).

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II .1- Compétition interspécifique

Elle se manifeste principalement par la concurrence vis-à-vis des sources de nourriture. La compétition est d’autant plus forte que les comportements alimentaires sont proches. On peut distinguer une compétition directe et une compétition indirecte.

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a) Compétition directe : Une espèce affecte l’autre par sa

seule présence : en rejetant des produits toxiques dans le milieu. (les ressources alimentaires peuvent

être communes ou non).

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b) Compétition indirecte : Les deux espèces se

disputent la même ressource du milieu à savoir :

la nourriture, l’espace de ponte…

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Ex: l'introduction du renard en Australie. Le renard ayant un régime alimentaire très proche d’un mammifère marsupial (prédateurs) sont entrés directement en compétition alimentaire. Bénéficiant d'une capacité de reproduction élevée et d'une grande plasticité écologique, au bout de quelques années, le renard a fini par pourchasser le prédateur indigène

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• b1 Dans un milieu hétérogène, certaines espèces se spécialisent dans des régimes alimentaires et habitats bien particuliers : niche écologique. La présence d’espèces en compétition permet de réduire la niche écologique de chaque espèce.

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• Les oiseaux de rivage cherchent leur nourriture aux endroits ou la profondeur est fonction

de la longueur de leurs pattes : ↓ Gravelot

Pêche dans les ↓ Gambette

profondeurs

d’eau croissantes ↓ Avocette

↓ FlamantLe grand nombre de niches écologiques

ainsi réalisés a permis à de nombreuses espèces de nidifier en Camargue.

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• b2 Dans un milieu homogène : Dans un milieu riche en nourriture mais homogène il se traduit dans la majorité des cas:

une exclusion compétitive.

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• Ex : Lors d’une expérience au laboratoire paramecium aurelia se nourrit plus efficacement que paramecium caudatum et finit par l’éliminer.

Page 115: LES FACTEURS ECOLOGIQUES reduiy

Une espèce s'accapare inévitablement des ressources, se multiplie et élimine l'autre.

Dans un milieu de culture riche en nourriture (mais homogène), Paramecium aurelia se nourrit plus efficacement que P. caudatum et l'élimine (exclusion compétitive).

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B- La prédation  un prédateur est un organisme libre qui recherche une nourriture vivante, il tue sa proie pour s’en nourrir. Seul le prédateur en tire bénéfice.Un prédateur peut subsister au dépend d’une ou plusieurs espèces.

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Les prédateurs peuvent être classés en plusieurs types selon les proies qu’ils consomment :

les espèces polyphages : se nourrissent de nombreuses espèces animales ou végétales.

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Les espèces oligophages : se nourrissent de quelques espèces souvent voisines les unes des autres.

Les espèces monophages : vivent au dépend d’un seul animal, la monophagie est rare chez les vertébrés

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• Les prédateurs jouent un rôle important dans l’équilibre biologique, ils ont une action limitante ou régulatrice sur les populations des espèces proies.

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Ce phénomène est même utilisé dans le domaine agricole ceci dans le but de réduire le traitement par les pesticides : lutte biologique.

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Exemple de prédateur la coccinelle utilisé pour réduire les populations proies de cochenilles, pucerons et acariens.

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C- Le parasitisme 

Une association où l'un des deux partenaires (le parasite) tire un avantage au détriment de l'autre partenaire (l'hôte).

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Le parasite =Anilocra physodes se nourrit du sang de son hôte= poisson labridés et se positionne à un endroit peu protégé par les écailles.

Le parasite peut être externe (parasite l’hôte de l’extérieur): ectoparasite

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ou interne (parasite l’hôte de l’intérieur) : endoparasite.

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• Ex : ténia du bœuf : ténia saginata

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D- Le commensalisme :

C’est la relation entre deux individus d’espèces différentes dont l’un profite de l’autre (source de nourriture, support…) sans lui nuire ou lui apporter un quelconque avantage.

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Un exemple de commensalisme réellement asymétrique (l'un des partenaires profite de l'association, et pas l'autre) : de jeunes chinchards s'abritent à proximité d'une méduse Cotylarhiza tuberculata, qui les protège des prédateurs.

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E- La symbiose ou mutualisme :

Il y a mutualisme si l’association de deux êtres vivants entraîne des bénéfices réciproques :

Ex: L’intestin humain contient plus de 200 espèces de bactéries comme Escherichia coli cette microflore représente chez un adulte plus d'un kilo de biomasse. Elles ont un rôle favorable dans la digestion, dans la régulation du système immunitaire et empêchent la colonisation par des organismes pathogènes.

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Symbiose entre Bernard l'Hermite et l'anémone

Le Bernard l'Hermite abrite son abdomen mou dans une coquille vide.

Souvent il y fixe une anémone qui le protège des prédateurs (pieuvre par exemple).

En échange l'anémone récupère une partie de sa nourriture. Quand il grossit, il change de coquille et transfère son anémone.

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FIN

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http://pagesperso-orange.fr/christophe.quintin/facteurs_bio.html

• http://www.geocities.com/boss_be_99/notion_ecolo.htm#1.%20L'effet%20de%20groupe