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ECOLOGIE GENERALE S3 (SVI) PARTIE I Préparée par: Pr. F. BENMESSAOUD Ecologie

ECOLOGIE GENERALE S3 (SVI) PARTIE I Préparée par: Pr. F. BENMESSAOUD Ecologie Objectif du cours L'objectif de ce cours est de cerner les aspects fondamentaux de l'écologie en tant que "science de l'environnement" et de ce fait, cet enseignement constitue une vitrine de l'écologie. Au terme de cet enseignement, les étudiants doivent avoir assimilé les concepts fondamentaux de l'écologie générale, à savoir : Objectif 1) le concept de niche écologique( Chaque individu a vis à vis du milieu où il vit des exigences qu'on appelle niche écologique) régi par les interactions entre les différentes composantes (biotiques et abiotiques) des écosystèmes, et par conséquent l'importance des facteurs écologiques sur la régulation et le fonctionnement des écosystèmes, Objectif , 2) les flux d'énergie et le cycle de la matière qui conditionnent le fonctionnement des écosystèmes. Enfin Par ailleurs, ce cours d'écologie est conçu de telle sorte que les étudiants prennent conscience du fait que l'écologie est une science intégrative par excellence et qu'elle nécessite de bonnes connaissances de base dans les autres disciplines enseignées en biologie et notamment en physique, en chimie et en biochimie. INTRODUCTION A L’ECOLOGIE - L’Écologie étudie les milieux et les conditions d’existence des êtres vivants; - L’Écologie étudie les rapports qui s’établissent entre les êtres vivants et entre ces êtres vivants et leur environnement; L’Écologie est la science des relations des organismes avec le monde environnant. I- L’ECOLOGIE DANS LE CHAMPS DES SCIENCES DE LA NATURE LES 5 ÉLÉMENTS INDISPENSABLES À LA VIE L'eau: La vie ne peut se développer sans eau quelque soit sa forme. Le sol : support sur lequel poussent les plantes et à partir duquel elles fabriquent de la matière vivante. LES 5 ÉLÉMENTS INDISPENSABLES À LA VIE LES 5 ÉLÉMENTS INDISPENSABLES À LA VIE  La lumière: permet la photosynthèse,(énergie lumineuse en E chimique,matière minérale en M organique) sans elle la plante ne peut pas réaliser la photosynthèse et donc ne peut pas produire la matière vivante nécessaire à son développement. L'air: est la ressource en oxygène et en gaz carbonique des espèces vivantes,occupe principalement l’atmosphère. La température: joue un rôle considérable dans le développement des plantes(permet ou pas la présence de l’espèce) L’ECOLOGIE MODERNE SE STRUCTURE AUTOUR DE 2 CHAMPS : 1- L’études de la dynamique des populations et des peuplements Les objets étudiés sont: - des populations (animales ou végétales On s’intéresse à leur dynamique et leurs interactions : - Taux de mortalité - Taux de fécondité - Densité - Structure sociale - Ethnologie(relation systématique entre groupes qui constituent milieu) - Relation de compétition ou de prédation - etc. 2- L’ étude du fonctionnement et dynamique des écosystèmes et des paysages On s’intéresse à l’écologie systémique Les objets de recherches sont des écosystèmes(biotope+biocénose) et paysages et ne sont plus exclusivement biologique Principalement on s’intéresse à l’étude: - des cycles de la matière - aux flux d’énergie - aux processus et mécanismes de décomposition, de production, de transferts, de recyclage, de cycles biogéochimiques L’ECOLOGIE EST NECESSAIRE A LA RATIONALISATION DE LA SOLUTION DES PROBLEMES POSES PAR L’ACTIVITE HUMAINE DANS LA BIOSPHERE  L’Écologie développe les connaissances théoriques et pratiques nécessaires à la résolution des problèmes liés aux écosystèmes notamment:  - leur sauvegarde,  - leur aménagement,  - leur exploitation  Sociétés dépendent et affectent ces cycles et processus écologie est appelée à communiquer avec sciences de l’homme II- LA NOTION D’ECOSYSTEME ECOLOGIQUE L’Individu: - Pour le naturaliste : L’individu est l’objet immédiatement accessible -Pour l’Écologue: Les individus, que l'on perçoit d'abord comme isolés dans la nature, n'ont de sens, pour l’écologue, qu'au travers du système de relations qui les lient, d'une part à d'autres individus, et d'autre part à leur environnement physico-chimique LES POPULATIONS NE SONT JAMAIS ISOLEES :(présentent entre elles des interactions) TOUJOURS ELLES FONT PARTI D’UN SYSTEME ECOLOGIQUE La population est la pièce élémentaire ou unité fondamentale de tout système écologique LA DELIMITATION DES SYSTEMES ECOLOGIQUES DEPEND DE L’OBJECTIF DE L’ETUDE ( lier espèce à ensemble de l’écosystème pour mieux comprendre le fonctionnement de la nature) - Les composantes de l’environnement de la population à étudier ont été regroupées en quelques grands compartiments fondamentaux selon le type d’interaction quelles ont avec une « population centrale »: - prédateurs, - proies - compétiteurs L’ECOLOGIE EST RAREMENT EN PRESENCE DE PHENOMENES LINEAIRES SIMPLES DU TYPE « UNE CAUSE, UN EFFET » LES PHENOMENES « UNE CAUSE, UN EFFET » SONT REALISABLES UNIQUEMENT AU LABORATOIRE EXEMPLE: Croissance des population de Moina macrocarpa (Crustacé) en fonction de la température: En fonction de la température la vitesse de la croissance et l’effectif de la population ne sont pas les mêmes III- DYNAMIQUES DES SYSTEMES ECOLOGIQUES ET EVOLUTION Les systèmes écologiques peuvent changer au cours du temps se transformer ou disparaître: EXEMPLE : Évolution du nombre d’espèces d’Oiseaux dans une forêt en fonction de l’âge de la parcelle En fonction de l’âge de la parcelle le nombre d’espèces d’Oiseaux n’est plus le même IV- DYNAMIQUES DES ECOSYSTEMES ET EQUILIBRE DE LA BIOSPHERE Sous l’influence de diverses activités humaines (= activité anthropique) la biosphère souffre de plusieurs types de déséquilibres: 1- Déséquilibres locaux EXEMPLE: Destruction de la forêt de la Maamora : La destruction de la forêt de la Maamora peut influencer les caractéristiques climatiques de la région; il s’agit d’un déséquilibre local 2- Déséquilibres planétaires ---- Les conditions écologiques de l’ensemble de la biosphère changent actuellement: EXEMPLE 1 : Dégradation (= Évolution négative) des conditions écologique de l’ensemble de la biosphère. --- Augmentation du taux de CO2 dans l’atmosphère, -- Augmentation de la température moyenne de la Terre, - Fonte des glaciers polaires 2- Déséquilibres planétaires Une partie du rayonnement solaire traverse l'atmosphère et atteint le sol, qui en retour émet un rayonnement thermique qui, lui, est absorbé par les GES (Gaz à Effet de Serre) ce qui réchauffe l'atmosphère(sphère de l’air), qui elle- même réchauffe le sol. EXEMPLE 2 : Phénomène « Effet de serre » : NOTION DE « BIOLOGIE DE LA CONSERVATION » CETTE NOTION S’APPUIE SUR L’ANALYSE DE LA DIVERSITE BIOLOGIQUE A TRAVERS SES DEUX COMPOSANTES EN RELATION EN RELATION AVEC LA DYNAMIQUE DES SYSTEMES ECOLOGIQUES: -- La Richesse spécifique : C’est le nombre d’espèce dans un écosystème, -La variabilité génétique: Elle se définit par la variabilité des gènes au sein d'une même d'une population. EXEMPLE : Richesse spécifique en amphibiens et reptiles dans certaines îles L’exemple montre que la richesse spécifique est d’autant plus élevée que la surface de l’île est plus grande V- ECOLOGIE, ENVIRONNEMENT ET SOCIETE  NOTRE PLANETE UNE VERITABLE CONTINUITE ECOLOGIQUE:(l’homme est entrain de faire de la biosphère un véritable système) LE DOMAINE DE L’ECOLOGIE EST DEVENU TRES LARGE POUR S’INTERESSER AUX : - Cadre biologique(pop et leurs interactions) des écosystèmes - La dynamique de ces écosystèmes - Contextes géologiques, chimiques, physiques et climatiques L’ECOLOGIE ESSAYE DE RESOUDRE LES PROBLEMES DE L’ENVIRONNEMENT ET INFLUENCE LA POLITIQUE DE LA SOCIETE: La rencontre entre écologie scientifique et politique se fait à l'occasion de problèmes d'environnement, autour de questions de société. Écologie comme science,en s’appuyant sur les sciences de la terre et SC de Homme, intervient pour résoudre problèmes de environnement et de la société humaine autrement dit intervient dans sa politique ORGANISATION GENERALE DE LA BIOSPHERE INTRODUCTION - Sur la Terre la VIE est développée sous forme d’une multitude d’organismes divers (microorganismes, plantes, animaux,…)qui constituent la biosphère -LA BIOSPHERE + C’est l'espace de la planète occupé par les êtres vivants + Elle recouvre partiellement les trois grands compartiments de la Terre : la lithosphère sphère du sol, l'hydrosphère (eau) et l'atmosphère (air). LE TERME DE BIOSPHERE EST TOUJOURS UTILISE DANS UN SENS FONCTIONNEL ET DESCRIPTIF Pour un bon fonctionnement de la biosphère des processus écologiques lient étroitement les organismes vivants à leur environnement physico-chimique. I- DYNAMIQUE D L’ENVIRONNEMENT PHYSIQUE 1- La Terre tourne autour de son axe et autour du soleil - Le mouvement de la Terre est rythmé de façon journalier (jour et nuit) et saisonnier (saison). EXEMPLE: Création de grandes zones climatiques à l’échelle du Globe. distribution géographique précipitations à la surface des continents -L’organisation générale de la Biosphère est commandée par ce double rythme de la Terre Deux types de facteurs peuvent agir sur un être vivant Facteurs abiotiques: Facteurs biotiques: - les facteurs climatiques - la prédation Ils comprennent : Ils comprennent : - les caractéristiques du sol - la composition chimique de l’eau - la compétition - le parasitisme - autres 2- Exemple de l’action des facteurs abiotiques sur les êtres vivants 2.1- Action de l’humidité Action de l’humidité C'est la quantité de vapeur d'eau qui se trouve dans une particule d'air sur Locusta migratoria, criquet (Figure 9) : - Pour deux températures différentes la Longévité des imagos varie en fonction de l’humidité - La disponibilité en eau du milieu et l’hygrométrie (mesure H R) atmosphériques jouent un rôle essentiel dans l’écologie des organismes terrestres 2.2- Action de la lumière L’INTENSITE DE LA LUMIERE a une action énergétique dans la biosphère (source d’Énergie pour le milieu) Figure 10 : Cycle saisonnier uploads/Philosophie/ ecologie-generale.pdf