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i Ecologie générale 2ème Partie SOMMAIRE Ecologie générale 2ème Partie ........

i Ecologie générale 2ème Partie SOMMAIRE Ecologie générale 2ème Partie ................................................................................................................... i CHAPITRE 4 : CIRCULATION DE LA MATIÈRE ET DE L’ENERGEIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES ..................... 1 I) Niveaux trophiques et réseaux alimentaires ................................................................................... 1 1.1. Niveaux trophiques ................................................................................................................. 1 1.1.1. Les producteurs primaires ............................................................................................... 1 1.1.2. Les consommateurs ......................................................................................................... 2 1.1.3. Les décomposeurs ........................................................................................................... 2 1.2. Chaines et réseaux trophiques ................................................................................................ 4 1.2.1. Les différents types de chaînes trophiques ..................................................................... 4 12.2. Les réseaux trophiques ........................................................................................................... 5 1.3. Régime alimentaire des animaux ............................................................................................ 6 13.1. Méthodes d’étude du régime alimentaire ............................................................................. 6 1.3.2. Les différents types de régimes alimentaires .................................................................. 7 1.3.3. Les variations des régimes alimentaires ................................................................................ 8 II) Productivité et énergie dans l’écosystème ..................................................................................... 9 2.1. Production et Biomasse................................................................................................................ 9 2.2. Production Primaire ..................................................................................................................... 9 Efficacité photosynthétique .......................................................................................................... 10 2.3. Production secondaire .......................................................................................................... 11 2.4. Le bilan énergétique d’un consommateur ............................................................................ 12 2.5. Circulation de la matière et de l’énergie ............................................................................... 13 2.6. Rendement biologique ou écologique .................................................................................. 14 III) Pyramides écologiques .............................................................................................................. 15 3.1. Le pyramide des nombres .......................................................................................................... 16 ii 3.2. La pyramide des biomasses ........................................................................................................ 16 3.3. La pyramide des énergies ........................................................................................................... 17 IV) Les réseaux trophiques et le fonctionnement des écosystèmes .............................................. 18 V) Les chaînes trophiques sensibles : LES PHÉNOMÈNES DE BIOMAGNIFICATION........................... 19 CHAPITRE 5 EQUILIBRES ÉCOLOGIQUES ............................................................................................... 21 I) Les systèmes écologiques sont ils à l’équilibre? ................................................................................ 21 II) Grandes causes de perturbation des équilibres écologiques ........................................................... 22 2.1. Perte et fragmentation d’habitat ............................................................................................... 23 Causes de la Perte et fragmentation d’habitat ............................................................................. 23 Impacts de la Perte et de la fragmentation d’habitat ................................................................... 23 2.2. Pollution ..................................................................................................................................... 24 2.2.1. Pollution aquatique: Eutrophisation anthropique .............................................................. 25 2.2.2. Pollution atmosphérique ..................................................................................................... 27 3. Surexploitation des ressources naturelles ................................................................................ 31 Effet de la Surexploitation des ressources naturelles ................................................................... 32 4. L’invasion des espèces exotiques .............................................................................................. 32 1 CHAPITRE 4 : CIRCULATION DE LA MATIÈRE ET DE L’ENERGEIE DANS LES ÉCOSYSTÈMES I) NIVEAUX TROPHIQUES ET RESEAUX ALIMENTAIRES 1.1. Niveaux trophiques Tout écosystème présente une structure trophique qui représente un ensemble de relations alimentaires qui détermine la circulation de l'énergie et celle de la matière. Selon leur principale source de nourriture, on classe les espèces d'une communauté ou d'un écosystème en niveaux trophiques. Un niveau trophique regroupe tous les organismes dont le mode de nutrition est identique ou très similaire du point de vue des aliments ingérés. Un organisme doit se procurer les composés essentiels à la production d’ATP (énergie) et de chaînes carbonées et il existe différentes façons de le faire. Les Autotrophes fabriquent leurs molécules organiques à partir d’éléments inorganiques tirés de leur milieu alors que les Hétérotrophes fabriquent ses molécules organiques à partir de molécules organiques de sa nourriture. En transformant les matières organiques complexes en substances minérales simples, dont les producteurs ont besoin, les décomposeurs referment la boucle qui, des producteurs, mène aux consommateurs puis aux décomposeurs, une boucle que on appelle chaîne alimentaire, ou chaîne trophique (Figure 1). Figure 1 : la boucle de la chaine trophique 1.1.1. Les producteurs primaires Ce sont les végétaux autotrophes. Ils constituent le premier niveau trophique de l’écosystème. En effet, grâce à la photosynthèse ils élaborent la matière organique à partir de matière strictement minérales fournies par le milieu extérieur abiotique. La biomasse produite dans un écosystème s’appelle production primaire. 2 1.1.2. Les consommateurs Ils sont tous hétérotrophes. Ils élaborent leur matière organique en transformant celle qu’ils prélèvent sur d’autres êtres vivants. Ils sont donc aussi producteurs (producteurs secondaires). Les consommateurs occupent un niveau trophique différent en fonction de leur régime alimentaire. On distingue trois niveaux : - les consommateurs primaires (désignés par C1) : ils sont phytophages. - les consommateurs secondaires (C2) : ils sont prédateurs de C1. - les consommateurs tertiaires (C3) : ils sont prédateurs de C2. Le plus souvent, un consommateur est omnivore et appartient donc à plusieurs niveaux trophiques. Les parasites (ectoparasites ou endoparasites) sont une forme particulière de consommateurs. 1.1.3. Les décomposeurs Ils consomment la matière organique inerte (cadavres, débris végétaux, matière organique dissoute, etc.). Le caractère cyclique de la chaîne est assuré par les décomposeurs. Ce sont essentiellement des invertébrés du sol, des champignons et des bactéries. Ils accélèrent le processus de minéralisation de la matière organique. Les décomposeurs peuvent être consommés par des consommateurs secondaires C2. Le recyclage de la matière organique s’effectue en deux étapes et implique ces deux catégories d’individus : les détritivores et les décomposeurs. Les détritivores utilisent pour se nourrir les restes des organismes après leur mort (détritus). Ils fragmentent des débris en éléments fins qu’ils rejettent dans leurs excréments. • Les nécrophages: se nourrissent exclusivement de cadavres d’animaux. • Les coprophages: se nourrissent des excréments. • Les saprophages (de sapros = pourri et phageïne = manger) se nourrissent des éléments végétaux en décomposition. Les décomposeurs en sens strict transforment la matière organique dégradée par les détritivores en matière minérale par des microorganismes (bactéries, champignons et protozoaires). 3 Figure 2 : Décomposeurs à des degrés divers Figure 3 : Transferts d’énergie et de matière 4 1.2. Chaines et réseaux trophiques • Chaîne alimentaire : Une chaîne est une suite d'êtres vivants de différents niveaux trophiques dans laquelle chacun mange des organismes de niveau trophique inférieur dans le but d'acquérir de l'énergie • Réseau trophique : Un réseau trophique se définit comme un ensemble de chaînes alimentaires reliées entre elles au sein d'un écosystème et par lesquelles l'énergie et la matière circulent. 1.2.1. Les différents types de chaînes trophiques a- Chaînes basées sur le mode de nutrition Chaînes des prédateurs Pin sylvestre > Pucerons > Coccinelles > Araignées > Oiseaux insectivores > Rapaces (Plus gros et moins nombreux) Chaînes des parasites Herbe > Mammifère herbivore > Puces > Flagellés du genre Leptomonas ( Plus petits et plus nombreux) b- Chaînes définies selon le matériel de base Chaînes de broutage Producteurs I vivants > Herbivores brouteurs Chaînes de détritus Matière organique végétale morte > Détritivores fragmenteurs (invertébrés) Matière organique morte > détritivores humidifcateurs (bactéries et champignons) 5 Figure 4 : les deux chaines alimentaires d’un écosystème 1.2.2. Les réseaux trophiques Les relations alimentaires d'un écosystème forment des réseaux alimentaires. Il n'existe que peu d'écosystèmes avec une seule chaîne simple; la plupart comportent des ramifications. Plusieurs consommateurs primaires peuvent se nourrir d'un même producteur ou un même consommateur primaire peut manger plusieurs producteurs, etc. Il y a des ramifications à tous les niveaux et certains organismes s'alimentent à plusieurs niveaux. Figure 5 : Exemple du réseau trophique 6 1.3. Régime alimentaire des animaux Pour vivre et se développer, un animal doit s'alimenter. Le régime alimentaire d'un animal correspond à l'ensemble des aliments qu'il prélève dans son milieu. Le plus souvent, les animaux appartenant à une même espèce ont le même régime alimentaire, mais en fonction des espèces, les régimes rencontrés sont très divers. Comment connaître le régime alimentaire d'une espèce ? Comment classer les différents régimes ? Figure 6 : Exemples du régime alimentaire de quelques espèces 13.1. Méthodes d’étude du régime alimentaire 1. L'observation directe des animaux Dans la nature, on peut observer des animaux en train de manger. On peut ainsi constater qu'un écureuil mange des noisettes ou qu'un hibou mange de petits oiseaux ou de petits mammifères. 2. L'observation des traces d'un repas Il est possible de trouver des restes de repas : noisettes perforées, cônes de pin rongés, proies en partie consommées, jeunes rameaux coupés, etc. Chaque espèce possède une technique particulière pour consommer sa nourriture 3. L'examen du contenu du tube digestif Certaines parties du tube digestif (notamment l'estomac) contiennent des aliments entiers après la mort de l'animal Le gésier d'un oiseau contient souvent des graines entières ou en partie fragmentées et mêlées à de petits cailloux. 7 4. L'analyse des excréments Les excréments (ou crottes) des animaux renferment parfois des fragments d'aliments non digérés et reconnaissables. Les excréments de renard contiennent souvent des enveloppes de fruits, des graines et parfois des élytres d'insectes. 5. L'analyse d'une pelote de régurgitation de rapace Une pelote de régurgitation est rejetée naturellement par la bouche du rapace quelques heures après son repas. Elle contient les parties non digérées des proies (des poils, des os, etc.). La reconnaissance des os extraits d'une pelote permet d'identifier et de compter les proies qui ont été avalées Figure 7 : Pelote de régurgitation d’un rapace 1.3.2. Les différents types de régimes alimentaires 2. Le régime végétarien Certains animaux ont un régime alimentaire végétarien : ce sont des phytophages. Ils se nourrissent surtout de végétaux ou de substances produites par les végétaux (comme la sève, le nectar, etc.). Le régime alimentaire végétarien est parfois très spécialisé ; les animaux ne mangent qu'un seul type d'aliment : • les herbivores ne consomment que de l'herbe (la vache) ; • les granivores ne mangent que des graines (le bec croisé) ; • les frugivores ne consomment que des fruits (le singe) ; • les nectarivores ne se nourrissent que de nectar, liquide sucré sécrété par les fleurs (le colibri). • 2. Le régime carnivore • D'autres animaux ont un régime uploads/Marketing/ microsoft-word-cours-ecologie-de-la-2eme-partie2016-2017.pdf