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    Biologie Ecologie

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    Hadrien De Greef
    Ce document décrit les principaux concepts d'écologie tels que la biosphère, les écosystèmes, les communautés, les populations, les biomasses et les biomes. Il explique également les cycles biogéochimiques comme le cycle de l'eau, ainsi que les flux d'énergie et les pyramides écologiques au sein des écosystèmes.

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    ecologie

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    Biologie-Ecologie

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    Biologie

    -ECOLOGIE

    I. De la biosphre lorganisme

    Biosphre : ensemble dcosystme terrestre et marins. (les biomes) qui


    regroupe latmosphre , lithosphre et hydrosphre.

    Communaut : ensemble des organismes despces diffrentes vivants dans


    un mme habitat.

    Biocnose : ensemble de communaut despces vivant dans un mme


    habitat.

    Biotope : ensemble des caractres physiques et chimiques dun habitat.

    Ecosystme : ensemble des communauts despces diffrentes (biocnose),


    des facteurs du milieu (biotope) et des interactions entre ces composants au sein
    dun habitat

    Population : groupe dindividus dune mme espce vivant dans un mme


    endroit

    Biome : vaste territoire terrestre ou aquatique caractris par des associations


    de plantes ou danimaux et des facteurs physico-chimiques communs (le climat
    pour les biomes terrestres, la salinit, la profondeur, la temprature, la vitesse du
    courant pour les biomes aquatiques)

    Biomasse : masse totale des organismes vivants dans un environnement ou


    dans une population. La biomasse est gnralement mesure en poids sec par
    unit de surface ou de volume

    Biomes terrestres : toundra, forts borales (taga), forets temprs, prairies,


    garigue et maquis, dsert.

    Domaines dtude cologique :


    a) Autocologie : tudie les ractions dun organisme en rponse aux
    contraintes du milieu. On parle de niche cologique dun organisme qui
    reprsente lensemble des conditions biotiques (interactions avec dautres
    organismes) et abiotiques (facteurs climatiques ; daphiques sur les
    compositions des sols ; topographique du milieu) dans lequel celui-ci vit et se
    perptue

    MED UCL examen dadmission des sciences mdicales 1


    b) Autres domaines dtude cologique :

    Ecologie Population : tudie les facteurs qui influencent la croissance des


    populations, cette croissance est limite par la restriction des facteurs du milieu
    et des ressources limits

    Ecologie Communaut : tudie lorganisation de la communaut et aux


    relations entre ses espces

    Ecologie Ecosystme : tudie les flux dnergie et matire.

    Ecologie Biosphre : tudie les problmatiques comme les facteurs


    climatiques et leur impact gnrale sur lenvironnement, (= tude de leffet de
    serre)
    ____________________________________________________________________

    II. Cycles de matires et flux dnergie au sein des


    cosystmes

    A. La structure de lcosystme :

    << Tout tre vivant produit sa propre matire partir de ce quil prlve
    dans le milieu>>

    1er maillon (autotrophe) : Les vgtaux chlorophylliens, fabriquent leur matire


    organique en se nourrissant de substances minrales (eau+ minraux et dioxyde de
    carbone + Lumire du soleil). Ce sont des PRODUCTEURS PRIMAIRES

    2me maillon (htrotrophe) : Les animaux herbivores, fabriquent leurs substances


    organiques en se nourrissant de vgtaux. Ce sont des CONSOMATEURS
    PRIMAIRES.

    3me maillon (htrotrophe) : Les animaux carnivores fabriquent leurs substances


    organiques en se nourrissant dautres animaux. Ce sont des CONSOMATEURS
    SECONDAIRES

    < ! > : les saprophages ou dtritivores, sont des tres vivants qui se nourrissent de
    dchets organiques (excrment, guano, cadavre, ...) Provenant de tous les rseaux
    trophiques. Ils sont donc des consommateurs primaires pour un deuxime rseau
    trophique en parallle qui est un rseau de dcomposition.

    Exemples de dtritivores : champignons, bactries, verre de terre, acarien,

    La dcomposition de la matire organique morte est une oxydation qui libre du


    dioxyde de carbone dans le milieu extrieur !

    MED UCL examen dadmission des sciences mdicales 2


    Tout tre vivant a besoin dnergie et de matire pour se dvelopper. Au sein de la
    biosphre, la matire peut tre recycle alors que le flux dnergie est unidirectionnel
    la Terre a besoin de lnergie solaire dont lapprovisionnement est sans cesse
    renouvel par un cycle de matire.

    << Tout tre vivant produit sa propre matire partir de ce quil prlve
    dans le milieu>>

    MED UCL examen dadmission des sciences mdicales 3


    B. Flux de lnergie au sein dun cosystme

    Tout tre vivant a besoin dnergie et de matire pour se dvelopper. Au sein de la


    biosphre, la matire peut tre recycle alors que le flux dnergie est unidirectionnel
    la Terre a besoin de lnergie solaire dont lapprovisionnement est sans cesse
    renouvel par un cycle de matire.

    Au sein dun cosystme, lnergie solaire est capte par les organismes
    photosynthtiques qui la convertissent en nergie chimique et produisent des
    molcules organiques comme le glucose. Une partie de cette nergie est transfr,
    au sein de la chaine alimentaire avec, chaque tape, des pertes sous forme de
    chaleur mtabolique.

    Seul 1% de lnergie solaire qui atteint la plante, est transform en nergie chimique !

    C. La pyramide cologique

    Dans cette pyramide, les paralllpipdes ont la meme hauteur et la meme largeur ,
    MAIS ! leur longueur est proportionnel limportance de llment msur .

    Il existe 3 types de pyramides cologiques : pyramide de biomasse , pyramide ,


    dnergie et pyramide de nombres dorganismes.

    Par convention, on retrouve la base de cette pyramide, le producteur primaire , et


    on remonte les tages de la pyramides , de la base vers le sommet , par un croissant
    des maillons de la chaine trophique ( consommateurs primaires, secondaires puis
    tertiaire, etc )

    MED UCL examen dadmission des sciences mdicales 4


    D. La productivit dnergie par les producteurs primaires :

    La quantit dnergie fixe par les organismes photosynthtiques sert en partie


    produire de la biomasse ; lautre partie est perdu sous forme de chaleur lors de la
    respiration cellulaire.

    La PPN (productivit primaire nette), est le rsultat de la photosynthse, qui


    reprsente la quantit de matire organique labore par ces organismes
    photosynthtiques (vgtaux, algues, cyanobactries), qui est disponible pour les
    htrotrophes.

    La productivit secondaire, reprsente la quantit de matire produite par les


    htrotrophes. Cest donc la production dune nouvelle biomasse par les
    consommateurs, dont une partie de lnergie tant perdue lors de la respiration
    cellulaire.

    La productivit secondaire des herbivores est nettement infrieure la productivit


    primaire dont ils dpendent.

    Ceci explique, dune part, par la consommation dune partie de la biomasse par les
    dcomposeurs et, dautre part, par le fait quun htrotrophe nassimile quune partie
    de lnergie quil absorbe.

    En conclusion, la productivit nette dun cosystme reprsente la quantit dnergie


    transform en Biomasse !

    II bis - Le cycle biogochimique

    Ce cycle est le flux des lments entre les organismes et lenvironnement physico-
    chimique. Latmosphre est un rservoir important pour les lments ou composs
    qui ralisent un cycle gazeux comme leau, le carbone, loxygne ou lazote.

    Pour les autres, les rservent se situent dans les minraux (les roches) : ces
    composs adoptent un cycle sdimentaire.

    a) Cycle de leau

    Leau est recycle en permanence, passant par les diffrents tats deau liquide, de
    vapeur deau, de glace. Evaporation, condensation en pluie ou neige, cristallisation
    et fusion, permettent ainsi leau de circuler plus ou moins rapidement, dun
    rservoir lautre. Cest le cycle de leau. Lvaporation des eaux ocaniques
    (surtout dans la rgion intertropicale) est la source deau douce principale. Cette eau,
    est transporte par les vents, se condense et retombe en prcipitation sur locan lui-
    mme (4/5) et sur les continents (1/5). Leau prcipit sur les continents est pour une
    part importante rapidement rintroduite dans latmosphre (vapotranspiration) et
    pour le reste scoule, plus ou moins directement en direction de la mer o elle finit
    par retourner.

    MED UCL examen dadmission des sciences mdicales 5


    Une partie de leau est immobiliser durablement dans les rservoirs souterrains dune
    part, dans les masses glaciaires, dautre part ; elle est ainsi provisoirement exclue du
    cycle de leau.

    Dans les cosystmes des forts denses, le cycle de leau passe principalement par
    les plantes : elles interceptent plus de 90% de lhumidit et la renvoient dans
    latmosphre par transpiration. Dans les forts tropicales, cest la vgtation qui est la
    source principale des pluies locales. La dforestation rompt le cycle deau de cette
    rgion !

    Consquences dune rupture du cycle de leau :

    Problmatique : Les perturbations de ce cycle, ont des consquences importantes


    sur lcologie ; limpact dune dforestation se manifeste par une augmentation du
    ruissellement au dtriment de lvapotranspiration et de linfiltration au sol.

    Pour simplifier les choses : la dforestation interrompt le cycle de leau. Car les
    arbres et vgtations, ont pour rle principales de renvoyer leau dans latmosphre.
    En consquence dune dforestation, leau scoulera vers les fleuves et les mers,
    sans retour possible. Ceci engendrera, une baisse de pluviosit, ce qui provoquera
    un dficit deau dans la rgion scheresse !.

    Exemple : Lutilisation intensive de leau du fleuve qui se jette dans la mer Aral pour
    la culture du coton, a engendr une diminution importante du volume de celle-ci, de
    larges territoires sont dsormais des dserts sals et toute lactivit humaine orient
    autrefois vers la pche a disparu. Ltat sanitaire des populations devient
    catastrophique.

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    b) Cycle du carbone

    Ce cycle est un cycle biogochimique exemplaire : Son transfert est d des


    mcanismes biologiques (photosynthses, respiration, fermentation) ou des
    mcanismes gochimiques (changes entre latmosphre et hydrosphre, dans les
    roches carbones, libration de CO2 , stock dans le litosphre)

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