Ecologie

Question 1

L ecologie est une science possedant des piliers (3)

Answer 1

1. Observation
2. Repetabilite :
   
   1. la possibilite pour d autres scientifiques de pv repeter ton exp
3. Collecte de donnees
   
   1. Approche correlationnelle : tjrs se q? pour savoir si il existe un autre facteur (pas pris en compte) qui peut intervenir dans mes resultats. utilisable par l experience de terrain, exp de labo et des modeles mathematiques.

Question 2

Quest ce que l ecologie ?

Answer 2

• oikos = foyer
• logos = discours (science)
• Ecologie scientifq :
  
  • science des relations entres les etres vivants et l environnement qui les entoure: Ernest Haeckel 1866
• L unite de base en ecol : l organisme
• Objectif general ; comprendre les fact qui determinent la distribution et l abondance des orga
• L ecologie est departage en 2 groupes formant ensemble l ecosysteme :
  
  1. Biocenose : Biotique (etre vivant integress avec l organisme)
  2. Biotope : Abiotique (eau, air, sable…)
  • L ecosyst corresp a la communaute biotq et a son env abiotq
• Ecosysteme :
  
  • communaute biotique avec son environnement abiotique

Question 3

Les nv d organisation (7 nv)

Answer 3

1. Individu :
   
   1. morpho
   2. comportement
   3. physio
   • Expl : quelles sont les caractq qui permettent a la gentiane de survire, croitre et se reproduire dans les prairies alpines en suisse ?
2. Population :
   
   1. taux de natalite/mortalite au cours du temps : dynamique de pop
   • Exemple : Est-ce que la population de gentianes au col de la Croix, est-elle en croissance, diminution ou relativement constante ?
3. Communaute :
   
   1. interactions entre animaux, plantes, microorganismes d un meme espace :
      
      1. competition
      2. mutualisme
      3. communaute
      • Exemple : Comment la gentiane interagit-elle avec les autres plantes et animaux de cette prairie ?
4. Ecosysteme :
   
   1. flux d energie et de nutriments a trvs les systemes biologiques et physiques
   • Exemple : Comment les variations annuelles de précipitation affectent-elles la productivité des plantes dans les prairies alpines ?
5. Paysages :
   
   1. facteurs determinant la mosaique d ecosystemes
   2. conseq sur la disperstion des organismes (variation influant la diversite)
   • ​Exemple : Comment la variation de topographie et de types de sols influence-t-elle la composition et diversité de différentes prairies alpines ?
6. Biome :
   
   1. distribution de diff types d ecosysteme
   2. patrons de bioD a large echelle
   • Exemple : Quels facteurs climatiques et géologiques déterminent la transition entre prairies et forêts dans les Alpes ?
7. Biosphere :
   
   1. liens entre les ecosystemes et d autrres systemes de la Terre, influ sur le climat
   • Exemple : Quel est le rôle du biome des prairies dans le cycle du carbone global ?

Question 4

Histoire de l ecologie : (concept du pere de l ecologie moderne)

Answer 4

Le père de l’écologie moderne = Evelyn Hutchinson

Son hypothèse : un organisme a un ensemble défini de conditions idéales dans lequel il peut prospérer (= vivre et se reproduire) = ‘niche’

Niche réalisée de l’espèce = ensemble des conditions que les espèces occupent réellement

Question 5

L incertitude en ecologie :

Answer 5

• Variabilite :
  
  • incapacite a predire precisement
• Stochasticite :
  
  • un habitat continu qui va se ceindre en 2 habitats distincts
• Phenomenes complexes diff a predire : hasard
  
  • diff de predire le trajet d un oiseau a la diff d une trajectoire d une balle, trop de variables ext chez l oiseau

Question 6

Quel est le role de chq espece ?

A quoi sert le moustique ?

Answer 6

• Moustique :
  
  • vecterus de maladies
  • n ayant pas de but a part la reproduction
  • 3500 especes
  • les larves sont consommees par les oiseaux : pb pour l ecosysteme si disparition ?
    
    • certains ecologues sont defenseurs de l equilibre
  • le role dans un ecosysteme ne signifie pas un but ou objectif !!!
  • Si le moustique ne joue pas un role import : est ce justifiable de l exterminer ?
    
    • pb ethique pas scientiq
    • si on utls les pesticides pour les tuer, ca va selectionner des moustiques resistants mais ca decalle le pb. Si un jour nous avons besoin de vrmt les tuer, impossible car resistants.

Question 7

L equilibre de la nature :

Answer 7

• L idee de plenitude, Aristote :
  
  • la nature et l univers sont plein et guides par un plan divin
• Les creationnistes :
  
  • soutiennent l idee qui DIeu a cree toutes les formes de vie telles quelles sont avec un certain objectif
• L evolution :
  
  • le jeu ultime de l existence : diversifications et adaptations
• Arrv de l homme, eql ou harmonie ?
  
  • quelle est sa place dans la nature ??
  • pourtant il est particulier :
    
    • present depuis 2 millions d annees mais a extermine des miliers d especes… rupture eqlb ??
    • l ecosysteme est controle, maitrise, modifie, compresse par l homme
  • Aucun doute sous les transformations majeures des ecosystems dues aux activites humaines
  • Que faire ?
    
    • qntff l effet des perturbations ?
    • retour a un eq nat ?
    • exist il un eq dans la nat ?
    • savoir avec quoi on compare ?

Question 8

La nature n est pas harmonieuse : l homme et la nat

Answer 8

• predation, competition, infanticide///
• chq indv agit de maniere a aug devlp et generations.
• les hommes sont le produits des meme processus evolutifs qui ont preside a l apparition de toutes les autres especes
• Haeckel :
  
  • la nature n est pas statique
  • variations journalieres, saisonnieres, catastrophes
  • abondance de ressource et famines
  • les changements perpetuels partcp au maintient de la variabilite dans le context biotiq et abiotq
  • la nature nest pas statique, elle evolue
• L’homme et la nature : Quelle est la place de l’homme dans la nature ?
  • La nature n’est pas ‘harmonieuse’ et la biologie évolutive nous explique pourquoi : prédation, compétition, infanticide
  • Nous sommes le produit des mêmes processus évolutifs qui ont présidé à l’apparition de toutes les autres espèces et pourtant l’homme est particulier :
  • Le genre Homo n’existe que depuis 2 millions d’années, (< 200’000 ans pour l’espèce Homo sapiens) mais a déjà exterminé des milliers d’espèces.
  • Il y a une rupture d’équilibre entre l’homme et la nature et cela est un peu lié à la civilisation technique.
  • Civilisation technique : capacité à acquérir, stocker et transmettre une information non génétique (= transmission culturelle et pas génétique).

Question 9

Ecologie pre 20eme

Answer 9

• Naturalistes ;
  
  • scientiq ou amateurs
  • collection, classification, preservation….
  • A. von Humboldt :
    
    • classification
    • obs societe humaines
    • pere des naturaliste par introduction qntt des especes
• Cuvier :
  
  • exctinction :
    
    • grd impact de la religion sur la societe
    • pour le scroyants dieu ne pouvait pas avoir cree des especes imparfaites, pour eux les animaux se trsf et ne disparaissent pas
• M. Anning :
  
  • collectionneuse de fossile
  • contribution pour paleontologie
• C von Linee :
  
  • classification binomiale

Question 10

Ecologie du 20eme

Answer 10

• Objectif :
  
  • identifier et comprendre des patrons a large echelle dans la natu
• Directions principales :
  
  1. organisation des communautes
  2. trsf d energie
  3. regulations des pop (Malthus)
  • Les 3 supposent que la nat atteint, puis maintient un eqlb
• R. Lindeman :
  
  • la nature comme un systeme : flux d energie et cycle des nutriments
  • la regle de 10%
  • les chaines alimentaires limites a 4-6 nv
    
    • les especes de nv tropiques sup sont moins abondantes
  • La pyramide écologique indique des rapports entre différentes catégories d’espèces correspondant à différents niveaux trophiques.
    
    • Le premier maillon est les décomposeurs, puis les plantes autotrophes, les herbivores, les prédateurs primaires et les prédateurs secondaires, voire les prédateurs tertiaires (superprédateurs).
• Lotka et Volterra :
  
  • couple d equations diff non lineaires du 1er ordre pour representer un syst dynamique de proie-predateur
    
    • si le renard mange le lapin, diminution des lapins mais si diminution des lapins donc diminution de la nourriture pour le renard et donc diminution du renard….
• Hutchinson :
  
  • vers une science moderne et qunttv : niche ecologique
    
    • representee par un volume
    • chq espec possd une niche ecologique
  • Prediction de la distribution potentielle d une espc:
    
    • niche a n dimention -> equt -> prediction des conditions favorable pour des especes de mettre en place des senarios de leur devenir
      *

Question 11

Les changements globaux :

• causes
• 5 crises + ex

Answer 11

• l homme perturbe la dynq de la nature
  
  • son nombre aug donc necesst de nourriture
    
    • cause des feux de forets :
      
      • la foret tropicale est a la base trop humide pour brulee, mais si on coupe les arbres, ils sechent et c est de la que partent les feux de forets. (feux volontaires pour creer facilement des espacees agricoles)
      • donc pb polituqe pas nat
• 5 grd menace de la bioD :
  
  1. perte habitat : deforestation
     
     1. dans le passe lointain, sur les miliers d especes mammiferes moins d une especes est eteinte tous les millennium
     2. dans un passe recent, les extinctions sont 100 plus grd que dans le passe lointain
     3. dans le futur (projection), plus 10 fois plus grd que le passe proche
     • 35 hotspots de bioD : regions les plus fragiles et riches en especes (bassin medit)
     • utls le concept aire-espc pour predire le nombre d espec qu on va perdre
  2. invation bioloq
     
     1. trsfert d espece dune aire native, la quittant, pour etre trsf par l homme dans une aire introduite. Cause des degat, competition, predation…
     2. tsunamie au Jap a transf loins +++ des especes (phenomn rare)
     3. 10% des espec importees ont un impact
     4. 1Milion d especes d insectes decrtes :
        
        1. 12000 invasives : couts eco annuelles 70miliards US$
  3. changement climatiques
     
     1. blanchissement des coraux : expulsion de symbionte, stress et acidification des oceans ou les CO2 se dissoud dans l H2O
  4. pollution et maladies
     
     1. pluies acides : a presnt moins mediatisee car les entreprises +++ polluantes sont delocalisees dans les pays pauvres
  5. surexploitation
     
     1. peche : pas durable et 1/3 des poissons sont sur exploites
        
        1. FAO : 33% des espèces de poissons surexploitées (= plus de prélèvement que de croissance de population). 60% capturées au max biologiquement supportable.
     2. chase aux trophees :
        
        1. ecologie de consommation : truc pour les riches et plus l animal est classe rare plus son prix aug sur le marche et plus il est voulu par les riches

Question 12

Cb d especes ?

Answer 12

• cb d especes :
  
  • nous possedons des chiffres cependant il est diff de savoir si cest chiffres sont accurate. Parce que certes, il est “facile” de connaitre le nombre de vertebres cependant pour les virus, bact, champignons il est plus diff etant donne que nous parlons d un level micro ou nano
  • dans le cas des fourmis :
    
    • des recherches sont faites et des scientifq ont pose des cartes sur la diversite
    • mais ou trouver les especes ?
      
      • depend de l echantillonage
      • +++ diversite => +++ chercheurs => +++ especes connues
  • si nous regardons la richesse d espece par type d habitat nous remarquons que les phylums les plus importants sont dans un milieu marin
  • toutes les especes recensees sur la planete :
    
    • 80% en milieu terreste
    • 15% en milieu marin
    • 5% en eau douce
• comment se fait il que nous avancons quil y ait plus de phyllums en milieu marins mais moins d especes recensees sur la planete ?
  
  • plus de phyllums :
    
    • evoltion de la vie a commence dans l eau (branchements anciens)
    • la structu physique plus fragementee : oceans hbt +++ connectees, peu d isolation par l eau a la diff de la terre
      
      • Theory de l evolution (Darwin) avec la speciation
    • plus de niches : +++ oportunite pour se specialiser
    • co evolution avec les plantes :
      
      • explo vie sur T : 125 milions d ans au Cretace
      • periode ou les 1er plantes a fleurs ont evolue creant une coevolution avec les insectes : seulement sur terre car les plantes necsst de la lumiere
    • prop physiq de l eau et de l aiir :
      
      • viscosite : diff d avancer pour des petits organismes
      • les pheromones ou le pollen ne voyagent pas aussi bien : contribuent a la diversification des especes et dans l air pas de filtreurs
      • presc nourriture en suspension (zooplancton)
  • une question qui n a pas encore de rep
  • une affaire de chercheurs (milieu terrestre est plus facilement recense)

Question 13

Extinctions et speciation :

Answer 13

• La BioD nest pas consttante dans l hist
  
  • crise d extinction
  • eqlb d extincti/speciation souvent intrp par des extinction
  • l especerance de vie d une espece : 4 MY
  • Equlb speciation-extinction: pour maintenir a l eq 40 milions d especes 10 especes disparaissent et 10 nouvelles apparaissent chq annee : “Background extinction rate”
• 5 extinctions massives :
  
  • event relativement bref, disparition >75% des especes animales et vegetales sur Terrre et dans les oceans
  • Attention : certaines personne parle de la 6eme exctinction, nous en sommes encore tres loin
• la 5eme extinction (-65 millions dans) :
  
  • les dinosautres
  • Quest ce qui a tue les dino ? : mauvaise question
    
    • les oiseaux ont survecus= dinosaures
    • les nouveaux termes pour les dino qui ont dispa : “ les dino qui ne sont pas des oiseaux”
  • pendant les 160 mya :
    
    • changm majeur dnas l environnemnt
  • evoltion des plantes a fleurs, diversification des insectes
  • mvmt des plaq
  • changm climtq et nv de mer
  • formation de new oceans
  • pq crise d extinction massv ? 2 explications rationnelles :
    
    1. Actvt volcanique extreme :
       
       • coulees de laves de 100m d epaisseur
       • effets sur le climat
       • nuages de cendre -> chute des temps
       • CO2, gaz sulfurique, pluies acides
       • interruptions des reseaux trophiques
       • datation un peu precise a qq mya
    2. Asteroide de 10 Km, peninsule Yucatan :
       
       • Alvarez : explq pour une couche etonnate a la frontiere Cretace- Tertiaire, enrichi d iridium
       • date de -65,01 milions d ans
       • controverse at first, decouerte en 1990 du cratere Chicxulub de 200km de diam
• Pq extinction massv a -64 mya des dino et pas d autres groupes ? HYP :
  
  • animaux terrestres de petite taille au metabo lent avantages ?
  • possbl de trouver des abris, survivre dans une forme de dormance (comme les graines des plantes)
  • mais comment grenouilles, serpents… on survc aux pluies acides ?
  • ON CHERCHE ENCORE….
• Anthropocene : L ere de l Homme
  
  • marqg de l homme qui s est sedentarise
  • pour mettre en place cette ere de l homme il faut des marq geoloques dans l environnement qui seraint diff
  • debat encore entre Holocene vs Anthropocene
• Selon C.Darwin :
  
  • theo de l evoltion : refechit sur un eql entre extinction et re diversification

Question 14

Spectiation et adapt :

Answer 14

Exemple 1 : sur des iles relativement proches dans l’espace, on retrouve une spéciation car il y a une certaine barrière entre les espèces.

Exemple 2 : Phalène du Bouleau, forme noire est devenue prédominante à cause de la pollution.

Exemple 3 : Traitements aux antibiotiques et résistances (à partir des années 1940) peuvent créer des sélections chez les insectes.

Traitements insecticides, résistance à partir des années 1950, mécanismes multiples (détoxification, insensibilité).

Question 15

BioD :

Answer 15

• Arbre de la vie :
  
  • diff config
    
    • L’arbre de la vie réalisé par E. Haeckel
    • Vision des 5 règnes (monera, protista, plantae, fungi et animalia)
  • vision moderne :
    
    • par genetique moderne avec 3 domaines : realise par comparaison des seq gentq
• Les conventions interna sur la BioD : 1992, Rio
  
  • pour la premiere fois on reconnait que la conservation de la diversit bioloq est une preoccupation commune pour l ensemble de l humanite et elle est importante au processus de dvlp
  • Buts :
    
    1. conservation de la bioD
    2. utls durable des elements
    3. partg juste et equitable des avantages decoulant de l exploitation des ressources genetq
  • Princp de precaution :
    
    • “en cas de risq de dommages graves ou irrvsble, l abs de certitide scientfq absolue ne doit pas servir de pretexte pour remettre a plus tard l adoption de mesure effectives visant a prevenir la degradation de lenv”
• Convention de Nagoya : 2010
  
  • un meilleur acces aux ressources genetiques et un partf plus eqtbl des avantages issus de leur utls
  • adoption d u plan stratgq 2011-2020 avec 20 sous objtc quantf (ECHEC) dont un objtc de suppression en 202 des subventions dommageables a la bioD ou la creaction d un reseua d especes proteges couvrant au moins 17% de la surface terr et 10% oceans (ECHEC)
  • accord pour la creation d une plateforme inter-gouv IBPS
  • mobilisation de ressoures scientfq pour applq cette strtg

Question 16

L ere du big Data en ecologie

Answer 16

• bases de donnees pour classer les informations de la diversite
• avoir toutes les info sur un seul logiciel
• ou des logiciels specifiques aux animaux : fourmies (cf image)

Question 17

La diversite fonctionnelle :

-un systm vivant, qui fait quoi ?

Answer 17

• un systm vivant, qui fait quoi ?
• le systeme terreste viole le 2eme principe de l entropie
  
  • Lorsque les forêts brulent, application du 2ème principe de la thermodynamique : augmentation de l’entropie car rejet de CO2, H2O, hν, N, P, K.
  • Les polypores contribuent aussi à l’augmentation d’entropie, en rejetant les mêmes choses.
  • la vie creee un ordre et fait diminuer l entropie
• la vie est un cycle ou chq particp a ses flux :
  
  • l herbe utls l eau, lair…
  • le lapin mange l herbe
  • le lynx mange le lapin
  • et un manque dans la chaine touche tout le monde et chq indv. a la capct de pouvoir acquerir et transformer des ressources presentes sur terre
  • cf image

Question 18

Forme d acquisition d E et de carbone :

Answer 18

• E : chimique
• Electrons : inorganiques
• Carbone : producteur
• les extremophiles
• les thermophiles : Chimio litho autotrophes
• Archees :
  
  • caract comme extremophiles (sources hydrodermales, chaudes volcanq, lacs salees)
  • nombreux dans les oceans
  • groupe abondant sur Terre
  • elements importants du cycle du carbone et du cycle d azote au nv global
  • pas connaissance d arche pathogene ou parasite
  • elles sont souvent mutualsites ou commensales
• chimio-litho-autotrophes (pas arches) : Riftia pachyptila
• ver tubicole geant vivant dans les fonds marins
• colonies pouvant atteindre plusieurs centaines d indivd
• jsq 2m, sans bouche, ni intestin, ni anus
• symbiose avec des bact sulfo-oxydante :
  
  • utls des sulfures d hydrogene (H2S), CO2 et O2 pour synth des sucres que le ver peut oxyder
  • seulemnt subst nutritive par les bact
• E : lumiere
• Electrons : inorganiques
• Carbone : producteur
• Photo-litho-autotrophes :
• Bacteries pourpres sulfureuses ou Bacteries vertes sulureuses :
  
  • ncsst lumiere pour leur metabo
  • proche de la surface
  • oxydent le H2S en souffre
  • 6 CO2 + 12 H2S -> C6H12O6 + 12 S + 6 H2O
  • photosynthese anoxygenq apparue avant la photosynthese oxygenq
  • anaerobie strictes
• Photo-litho-autotrophes :
• cyanobacteries :
  
  • nitrogenase
  • N2 + 8H -> 2NH3 + H2
  • la nitrogenase produit a partir du diazote et de l hydrogene de l ammoniac
• plantes :
  
  • rubisco
  • 6 CO2 + 12 H2O -> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
  • photosynth oxygenq
  • rendement photsynthese :
    
    • max 5% de energie incidente
    • 53% dans le spect d absorption 400-700
    • 17% utl popur frbq des sucres
    • 40% sucres utls dans la respiration
  • fixent collectvm :
    
    • 100-150 Gt de Co2 fixes/an
• Halophiles : arche Halobacterium salinarum
  
  • aime le sel
  • peuvent capturer l E solaire (prot bactriorhodopsine)
  • oxyder la matiere organq dans leur emvironement
  • ne peuvent pas fixer CO2 (utls CH4 ou compose organq)
• E : Chimique
• Electrons : organq
• Carbone : consommateur/decomposeur
• Decomposeurs :
• champg
• bact
• detritivores :
  
  • digestion partielle de la cellulose par des arthropodes (collemboles et acariens)
• Chimio-organo-heterotrophe : Consommateurs
• les animaux au sens large (Koala,araignee, lezard…)

Question 19

Fonction dans l ecosysteme :

*consommateurs 1 :

Answer 19

• Appareil photosynthetq :
  
  • folivores
  • herbivores
  • cellule vegetale et paroi
  • fibres cellulose, lignine
  • rapport C:N defavrb du a l ingestion de la cellulose et lignine
    
    • Koala avec Eucalyptus
  • seve : riche en E
    
    • Pucerons sur Opuntia : possed Buchnera (symbionte) leur permettant la synthese d aa essentiels
  • racine, tubercules :
    
    • Rat taupe nu
  • nectar :
    
    • attirer le pollinisateurs (papillon, colibri, chauve souris…)
  • fruits : plante exploitent pollinisateur pour leur dispersion
    
    • frugivores
  • graines :
    
    • granivores (Acorn woodpecker)
  • tissus de soutien :
    
    • xylophages : espece symbiotq pour digerer le bois (Termites)

Question 20

Fonction dans l ecosysteme :

*consommateurs 2 :

Answer 20

• predateurs :
  
  • le consommateur 1 a un C:N favorable avec des toxines rares mais des mecanismes de defence (mimetisme, fuite, attq)
  • le conso 2 a un excellent rapport C:N mais il faut quil atrap la classe 1
  • existe predateurs micro (araigne) et macro (shark)
• parasites
  
  • profite d un autre organisme (benefq et durable)
  • peut etre endo et ecto
  • les chauve souris hematophages se nourrisent du sang d autres especes
  • lamproies : poisson qui sucent le sang de gros poissons amazoniers
• parasitoides
  
  • organism qui se dvl sur ou dednas un autre organm dit “hote”
  • il tue inevitablement ce dernier au cours de ce dvlp ou a la fin de ce dvlp alors que de nombreux parasites ne tuent pas leur hotes

Question 21

Fonction dans l ecosysteme :

*detritivores:

Answer 21

• recyclage ecosysteme :
  
  • bact, champi, invertebres : se nourrissent de debris animaux, vegetaux ou fongq :
    
    • execrats, excrements, partie en decomposion ou tissus necroses
    • fertilisation des sols
• fonctions essentielles dans les reseaux trophq :
  
  • recyclent les composes organsq (aussi une grd partie des composes organq toxq) contenus dans les detritus et les sediments
• leurs digestats et leurs excertats sont easy accessible a la microflore bact et fongique du sol
• contrvue : a la qlt de humus forestier

Question 22

Fonction dans l ecosysteme :

*necrophages

Answer 22

• conso des corps morts : lion avec buffles, rapaces avec carcace…
  
  • (se souvenir du cours de zoo sur ca)

Question 23

Diversite fonctionnelle :

meca d acq des ressources :

Answer 23

• Filtreurs :
  
  • Spongiaires
  • bivalves
  • echinodermes
  • ascidies
  • bryozoaires
  • crustaces
• Psammivores : se nourrissent de sable
  
  • lombriq
• Brouteurs
  
  • giraphe
  • escargot
• Piqueurs-suceurs
  
  • moustq
  • punaise
• Capacité à acquérir et intégrer l’information SNC, sensori-motricité.

Question 24

Les ressources :

Answer 24

• Les ressources sont :
  
  • Des éléments de l’environnement exploités
  • Des éléments de l’environnement « utiles » càd qui affectent positivement la fitness
  • Rendus non-disponibles par l’exploitation, donc induit une compétition entre consommateurs
  • Définies par rapport à un consommateur (car c’est l’interaction entre ressource et consommateur qui les définit)
• Une plante requiert 20-30 ressources différentes pour compléter son cycle vital. Chacune doit être acquise par un mécanisme spécifique, certaines sous forme de ions, d’autres de molécules, certaines en solution, d’autre sous forme de gaz, de rayonnement, etc.
  
  • Certaines sont essentielles (= irremplaçables) dans le sens où leur présence est une condition nécessaire à la survie, croissance et reproduction. De nombreux aa, des vitamines, sont ainsi essentiels aux consommateurs.
  • D’autres ressources sont considérées comme remplaçables, dans le sens où la pénurie d’une ressource x peut être compensée par la présence d’une autre ressource y.
  • Toutes les plantes ont besoin d’azote (= ressource essentielle), mais certaines peuvent l’absorber, alternativement, sous forme de nitrate ou d’ammoniaque.
    
    • Le nitrate et l’ammoniaque sont dans ce cas remplaçables l’un par l’autre.
• Entre les plantes on trouve peu de ressources différentes MAIS à l’intérieur d’une même plante on trouve des ressources différentes en fonction des parties de la plante (racines, fleurs, feuilles etc.) : cf image

Question 25

Les ressources peuvent etre :

• 2 types :

Answer 25

• Certains couples de ressources peuvent être considérés comme :
  
  • Antagonistes (l’ingestion de l’un diminue les bénéfices liés à l’ingestion de l’autre)
  • Complémentaires (l’ingestion de l’une accroît les bénéfices liés à l’ingestion de l’autre)
• Par exemple le riz est pauvre en lysine, mais possède des aa riches en soufre, alors que les légumineuses (féculents) sont, elles, riches en lysine mais pauvres en soufre.

Un régime mixte est donc préférable à u régime basé sur l’une ou l’autre de ces deux ressources.

Question 26

Les ressources trophiques :

Answer 26

• Ressources trophiques :
  
  • places de nidification
  • outils
  • materiaux
  • partenaires sexuls : pas de consommation maus dispo variable
• Les ressources trophiques sont quelque chose qui affectent positivement la fitness d’un organisme. Le spectre de ces ressources est immensément vaste.
• Le concept s’applique aussi aux ressources non trophiques car les partenaires de reproduction, les sites de nidifications et le matériel de construction du nid peuvent être considérés comme des ressources, dans la mesure où il s’agit aussi de facteurs limitants qui sont ‘’consommés’’ (càd rendus inutilisables pour d’autres organismes).
• Les animaux sont des machines à exploiter les ressources.
• Quelles sont les stratégies optimales pour acquérir les ressources ? Les risques à prendre ?
  
  • Si un animal produit peu de descendant, ceux-ci auront bénéficier de toutes les ressources que la mère a à offrir et seront très résistant ≠ si un animal produit beaucoup de descendants, ceux-ci seront plus faibles et devront se battre pour survivre.

Question 27

Les conditions :

1-climat

Answer 27

• Les conditions sont des éléments de l’environnement de l’organisme qui affectent son bon fonctionnement (= capacité à survivre, croître et se reproduire), mais qui ne sont pas exploités par l’organisme.
  
  • Exemples : la température, le Ph ou la salinité d’un sol.
    
    1. Le climat
  • Climat vs. Conditions météorologiques (= météo) :
    
    • Les conditions météorologiques (= humidité, précipitations etc.) correspondent à des prévisions pour une journée.
    • Le climat correspond aux mêmes éléments que les conditions météorologiques mais à une échelle plus longue, pour pouvoir faire des variations annuelles, des comparaisons etc.
    • Ex : aujourd’hui, en moyenne, il fait plus chaud qu’au 19ème siècle.
  • La température de surface est définie par le rayonnement du soleil et de la Terre.
    
    • La terre émet des rayonnements de longues fréquences et reçoit les rayonnements émis du soleil.
    • Au total, on retrouve une compensation : il y a autant d’énergie absorbée qu’émise sur terre.
    • Albedo : pouvoir réfléchissant d’une surface. La moyenne globale est de 30%. La glace réfléchi les rayonnements du soleil, or quand la glace fond, elle ne peut plus les réfléchir donc la terre chauffe encore plus, ça a un effet négatif.
    • Effet de serre : les gaz forment une couche autour de la terre et réfléchissent une partie des rayonnements envoyés par la terre, c’est encore un effet négatif car la terre chauffe encore plus
  • Les saisons :
    
    • La terre effectue 2 mouvements :
      
      • Autour de son axe
      • Autour du soleil : trajectoire elliptique
      • Sur la photo, ça dit ‘solstice d’été’, mais le solstice d’été n’est pas le même partout sur la terre. Ici c’est en fonction de l’Europe.
      • 21 juin : journée la plus longue.
      • 21 septembre : 12 heures de soleil et 12 heures de nuit pour toute la planète.
      • Les régions tropicales ont très peu de saisonnalité, ça a une conséquence sur la diversité.
    • La différence spatiale entre absorption et émission de rayonnement crée la circulation globale.
      
      • ​orange : rayonnments par soleil
      • Bleu : rayonnements par la terre
    • Les regions loin de l equater emettent plus que ce quellle revoivent
  • Effet Coriolis
    
    • Les vents et courants océaniques sont des déterminants majeurs du climat sur terre.
    • Ex : sur un manège qui va à gauche, on dévie sur la droite (par rapport au référentiel du manège).
    • Sur terre, lorsqu’un vent avance en ligne droite, il va s’enrouler car la terre a tourné pendant ce temps.
  • Température et humidité
    
    • Plus il fait chaud, plus de l’eau peut être emmagasiné.
    • La rosée du matin est due à un phénomène de condensation.
  • Ces deux facteurs (effet Coriolis et température/humidité) générèrent des précipitions au niveau mondial.
    
    • ​L’air chaud monte, se déplace vers les pôles et va ré absorber l’eau, puis refaire des précipitations. Ça explique le paterne en 3 bosses
  • Proximité aux zones côtières influencent le climat
    
    • Les surfaces terrestres chauffent et refroidissent plus vite.
    • Il y a plus de variations saisonnières (continentalité).
    • Influence maritime : les extrêmes sont atténués.
  • La topographie influence le climat
    
    • La limite des arbres est définie par l’altitude mais aussi par la latitude.
    • Peut-on prédire les limites des arbres ? Oui
    • Température de la saison de croissance > 6.7°C
    • Durée de la saison de croissance > 90 jours
  • Phénomènes d’oscillations, ex : ENSO
    
    • Pour ‘’El Nino conditions’’ : il y a plusieurs cycles donc le mouvement ne va pas partout : une partie s’assèche et l’autre partie a beaucoup de pluies.
    • Effet sur l’abondance des organismes
  • *

Question 28

Les conditions :

• Comment le climat affecte les organismes ?
• relation metabo et temps :

*norme de reaction

Answer 28

• Les enzymes dépendent de la température. Toutes les enzymes ont un optimum de température. Plus il faut chaud, plus on consomme l’oxygène.
• relation metabo et temps :
  
  • le metabo s accelere avec la temp (en partie parce que l E cinetique des molecules aug la frc de rencontre entre les moleucles du sub et les sites actf des enwymes)
  • la relation n est pas lineaire (mais plus geometrq)
  • le metabo croit de maniere approximativement exponentielle avec la temp (du moins dans le domaine d actv normal de l organ)
• M_T2 = M_T1e^q(T2-T1)
  
  • Mtx mesure le metabo a la temp Tx
  • q mesure le coeff de sensiblt a la temp
• Norme de reaction :
  
  • les espces qui vivent dans des regions tropicale sont tres proches de leur optimum
  • la temp letahle sup pour les organisme est generalement autour de 45degres car c est a cette temp quil y a la denaturation de bcp de prot
  • Ex :
    
    • si q=0,09, Q₁₀ = e^10,09
    • 2<q>10<3 pour la maj des especes </q>
• bcp de processus physio changent a cause de la temp ou leur vitesse aug
• l optimum thermq de certaines archeabact (Thermus aquaticus) vivant dans des sources chaudes peut depasser 70 degres

Question 29

Les conditions :

• Comment le climat affecte les organismes ?
• relation metabo et temps :

*degres-jour

Answer 29

• Degres jours ;
  
  • repr le nombre de jjour de dvl quil faut a l orga en comparant le nombre de jours ou la temp exede un certain seuil = unite de mesure de la qntt de chaleur neccs pour achever un processus biologique
  • d = A/(T-T_c)
    
    • d = devl en jours
    • T = temp externe
    • Tc = temps crtq (dev s arrete)
    • A = une constt propre a l espece, exprimant le nombre de degres jours neccs au dvl

Question 30

Les conditions :

• Comment le climat affecte les organismes ?
• relation metabo et temps :

*supercooling = surfusion

Answer 30

• Supercooling :
  
  • la surfusion est le tat d une matiere qui demeure en phase liquide alors que sa temp est plus basse que son point de solidification. C est un etat dit metastable, cad qu une pett pertubation peut suffire pour declencher abruptement le changement vers la phase solide
• Solutions au gel chez les plantes a lattd elevee :
  
  • production de polyols de type glyceros ou sorbitol (agissent comme antigels en diminuant le point de congelation du cytoplaste) et d autres prot spe empechant la formation de nuclei de glace dans la cellule
  • Tolerance du gel :
    
    • possd des prot spe qui initient la cristallisation en dehors des cellules.
    • les lqd extracellulaire se concentrant au fur et a mesure de la formation de glace, l eau du cytoplasme va diffuser passivement hors des cellules et la pression osmotique du cytoplasme va augmenter ce qui diminuera d autant son point de congelation
    • ajuster la phenologie (diff etapes annuelles) (ex : ht altitude : temps plus froides et temps de croissance restreint) : pas rentable de maintenir la tolerance au froid en toute saison
      
      • bcp trop couteux pour l organisme de transfm systmq ce glycogene en glycerol lorsq les risques de gels sont tres faibles ou inexistants

Question 31

Les conditions :

• Comment le climat affecte les organismes ?
• relation metabo et temps :

*endothermie

Answer 31

• L endothermie repr les orga qui se chauffent eux meme par leur metabo
• la plupart des mammf maintiennet une temp corpo constante de l ordre de 36–38 eggres alors que chez les oiseaux elle est proche de 40 degres
  
  • lorsq env est proche de cette temp, les organs sont en zone de thermoneutralite
  • leur metabo est minimal, on parle alors de metabo basal
  • en dessus de cette zone lorga utls de l E pour se refroidir (evapotranspi, haletement…)
  • en dessous de cette zone on assiste a une combustion des sucres et des graisses pour rechaff le corps. Il s ensuit une elevation du metabo, notamment de la consommation d oxygene d autaut plus forte que la temp externe est basse
• le limite de temp letale sup intervient souvent assez brusqmt au dessus de l optimum thermq
  
  • ainsi de maniere G , la fitness d un organisme aug prog avec la temp jusq un max puis chute brutalement
• Entre les 2 limites letales on peut distg concentriquement une zomne externe ou la survie est possble puis une zone intermediaire ou la croissance est possible, enfin une zone centrale ou la repro est possible.
  
  • C est pas evidemment qu au sein de cette dernniere zone que l espece consideree pourra maintenir une population viable
  • Cet optimum de temp depend bien entendu de l hab auquel cette espc s est adaptee
• Pour une pers de 70Kg :
  
  • le corps degage une puissance de 80-100 W, converti en chaleur
  • si elle fait du sport : 1000 W/h
  • un frisson genere 400 W
• Il faut eviter l aperte de chaleur pour les organ volumineux ou poilus
  
  • les chiens ne transpirent pas donc ils utls leur langue pour faire passer de l air et se rafraichir
  • comme le rapport surface/volume d u corps depd de sa taille, la relation entre metabo et masse corpo est de type allometrique
    
    • Mammf : M= 3,34 W^0,75
    • ou M expr le metabi en Watt (J/S) et W la mass en Kg
  • il s ensuit que les mamm de pett taille conso bcp d E par unite de poids pour maintenir leur homeothermie
• Pour minimiser ces couts mmetabo, les endothermes ont mis au point des meca d isolation
  
  • morphologq :
    
    • sous les lattd elevees, le plumage ou la fourrure sont bien plus epais et une mue autmnale permet de s adapter a la saisonnalite.
    • De mene les extrmt sont reduite (Regle de Allen) et la taille corporelle sup pour aug le rapport volume/surface (regle de Bergmann)
    • les mammf aqutq devl une couche de graisse cutanee (ncss du fait que l eau et bien le meilleur conducteur thrmq que l air) (regle de Golger :
      
      • regle empirique de la distribution des animaux endothermq en fonction de leur pigmentation.
      • Pigmentations plus sombres dans les zones humides ?
      • PLus de microorga qui attq les plumes….)
  • physiologq :
    
    • par temps froid, une vasoconstriction des arterioles de la peau detourne le sang des capillaires cuanes reduisant la deperdition de chaleur. Dans les membres se mettent en place des echangeurs thermq a contrecourant ce qui permet d etablir un gradient thermq entrensang arteriel et sang veineux
    • la torpeur ou l hibernation permettant une diminution substantielle du metabo lorsq la temps est basse et ressc rares est partclm repandue chez les pett endothermes (colibris, chauvres souris, loirs, musaraigne) du fait du cout eleve de lendothermie chez ces derniers
• Malgres ces meca, les couts restent tres eleves :
  
  • meme en zone de thermoneutralite, un endotherme utls bcp plus d E qu un ectotherme
    
    • un allgtr requiert a 20 degres 200 Kj/jours pour son metabi basal alors qu un humain de meme pooids a besoin de 4000-8000 kj/jour
  • une stratg d endotherme ne peut donc etre maintenue que si elle permet par ailleurs un acces facilite a des ressources consq

Question 32

Les conditions :

• Comment le climat affecte les organismes ?
• relation metabo et temps :

*benefices de l endothermie

Answer 32

• temp stable proche de loptimum
• moindre dependance des conditions externes (elargissm de la distribution)
• actv constante :
  
  • physiologique : renouvellement d ATP, enwymes du metabo sont plus efficaces car spe pour la temp corporelle
  • comportement : meilleure endurance, vigilance
• permet le dvl d un SN central performant :
  
  • 2% de la masse corporelle
  • 20% de l E
• On app homeostasie la capact d un orga a controler ses conditions physio internes. L homeost permet aux orga de s affrancuir dans une certaine mesure des conditions externes :
  
  • un bon controle de la balance osmotq a ete necssr pour quitter le milieu marin et coloniser les eaux douces
  • le controle de la balance hydrq a offert la possble de quitter le milieu aqtq pour coloniser les milieux terrestres comme l ont fait plusieurs lignees evolutives dans l hist de la vie.
  • l evolution des capct de thermoreg ont permis a certaines esp de s affranchir des contraintes thermq limitant leur distribution
• Des bonnes capc homeostq consomment des ressources mais conferent une certaines independc relativement aux conditions du milieu :
  
  • colonisation de nouveaux habt
  • exploitation de nouvelles ressources
  • elargissemnt de la niche ecolgq

Question 33

Les conditions :

• Comment le climat affecte les organismes ?
• relation metabo et temps :

*adaptation et plasticite

Answer 33

• La plasticite permet a lorga de changer ses traits en fonction de l env : cf image
• Exp avec 2 plantes :
  
  • 1 vivant en altt et pssd des pett feuilles
  • 1 vivant a une altitude basse et possd des grd feuilles
• Pour tester si le spett feuilles sont adpt a l alttd : on prend la plante avec les grd feuilles et on la plante en haut
  
  • on peut aussi transplt le sgraines des plantes avec les grd ffeuilles sur le splantes avec les pett et calculer la fitness
• Il peut y avoir des diff genetq sans adaptation (transportation par animaux)
• Norme de reaction :
  
  • toute la gamme de trats possble qui peuvent etre exp par un genos dans un env diff

Question 34

Les conditions :

-Les effets du changemt climtq sur les orga :

Answer 34

• Le climat peut interargir dans les interactions entre les diff especes
  
  • entre les fleurs et les insectes : sil es fleurs s ouvrent plus tard ou plus tot elles pevuent ne pas trouver d insect pour les polliniser
• Le changmt de temp peut amnr a de la compettion entre les especes :
  
  • rep possible si une espc veut eviter l extinction (tout en restant a sa place) :
    
    • changer sa physiologie
    • changer dans le temps (exploiter d autres plages horaires = deplacer ses actv vers de smoments de la journee en adeqt avec sa physio_
    • changgement dans l espec e: complmt changer sa position
  • Points de non retour (tipping points0 :
    
    • si on exd un certain momnet de changmt on ne pourra pas revenir en arrr

Question 35

Conditions env dans les milieux aquatq :

-le cycle de l eau :

Answer 35

• 75-95% de l abiomasse est de l eau
  
  • env : eau douce et marine
• Le cycle de leau commence par la precipitation :
  
  • une partie est absorbee par les plantes puis perdue par transpiration
    
    • peuplier : peut perdre jqs 300 000 L/h
    • puis a lieu l evaporation de l eau
    • il y a une partie de l eau qui n arrv pas a penetrer la terre
• Les nappes phreatq rejoignent les rivieres et les oceans
• Bcp d eau est stockee dans les glaciers :
  
  • env 2% de toutes les ressources
  • 2,3% des ressc se trouve dans la nappe phreatq
• Les oceans evaporent + d eau que ce quils recoivent :
  
  • evaporent 40 000 cubiques d eau de plus que ce quils recoivent
  • les surfac terrestres recoivent 120 000 km^2 d eau environ 75% est reccp vers le soceans
• L eau est sous forme de vap dans l atmosph ce qui va cuaser les precipitations de puies…
• Le renouv de l eau prend 3 jours. Le renv entier des oceans prends 3 000 ans
• les pluies qui ont eu lieu en hiver permettent de reapprivoiser la nappe phreatq
  
  • au contraire les pluies qui ont lieu lorsq les temps sont chaudes ne reapprivoisent pas la nappe phreatq car l eau s evaporent trop rapidement
• La suisse : le chateau d eau de l europe
  
  • 1500 lacs, 890 km^2 de glaciers, rivieres et ruisseaux
  • 5% des reverses en eau douce du continent eurp, 40% des sources d eau douces, 40% nappes phrea souterraines, 20% eaux de surfaces (lacs)

Question 36

Conditions env dans les milieux aquatq :

-propt physq de l eau ;

Answer 36

• La struct de leau :
  
  • attirance entre les diff molecules d eau est due a des fortes interactions : liaisons H
    
    • chauffer l eau il faut aporter de l E
    • la chaleur spe corrsp a la chaleur a apporter pour transfm la temp du liqd de 1 degres env 4184 Joules.
    • pour changer 1L d air d e1 degres il faut 4 fois moins d E
  • qd l eau passe de solid a lqd : apport de 80 calories. Pour le pssg de liq a gazeux il faut apporter 536 calories
• Tension superf :
  
  • la surf d une molecule d eau est moins attiree parce queil y a l ext que par le au en dessous c est pour ca que la surf de l eau est bombee
• Viscosite :
  
  • viscosite represente la resistance opposee a un organisme qui se deplace dans l eau
  • l eau est plus visqueuse que l air
  • la forme des animaux est hydrodynamq dans l eau pour etre plus adapte a la viscosite
• Poussee d archimd :
  
  • la poussee d archimd rep la poussee que subit un corps vers le haut qd il est plonge integrallement dans un fluide
  • est egal au volume de ce fluide deplace
  • 1L d air pere 1g
  • pression de leau aug avec la profd
    
    • tous les 10m : on ajoute 1 atm : a 20 m on est a 3 atm
• L anomalie de densite ;
  
  • plus on refroidit un lqd plus il devinet dense sauf pour l eau qui a partir de 4 degres, atteint son max de densite
  • en ete : plus il fait chaud, plus la sufc de l eau est chaude
  • en hiver : c est l inverse la partie plus profonde est plus chaude
    
    • c est du a la stratification (disposition par strates)

Question 37

Conditions env dans les milieux aquatq :

• lumiere :
• salinite
• oxy
• estuaire

Answer 37

• Lumiere ;
  
  • la lumiere diminue qd on va dans les profondeurs des eaux car certaines long d onde diminuent plus que d autres
  • en porf on s ne fou des pigments colores pour attirer les partenaires sex parce que il fait sombre
  • en prof ++++ il n y a plus du tout de pigment car pas lumiere
• Salinite :
  
  • eau salee : 35 %o
• oxygene :
  
  • diffusion bcp moins bien dans l eau que dans l air car l emax doxy que l eua peut absorber est plus faible que celui de lair
  • a un certain nv dans l eau on retrouv une diminution car bcp de conso d oxy a cet endroit et en plus ca se trouve en dessous de la zone de photosyn
  • ensuite ona une re aug due a. la diffusion plus lente de l oxy dans les prof
• Estuaires :
  
  • zone de rencontre entre eau douce et mer
  • la richesse de sorga est peu elevee mais le sorga sont spe avec des caract adaptes pour gerer des situations de stress

Question 38

Conditions env dans les milieux terrestres :

• lumiere
• sols + types + stratifications + erosion

Answer 38

• Lumiere :
  
  • Leaf area inddex : pour les couches des feuilles
    
    • il ffaut regard si orientation des feuilles est adapte a prendre le plus de lum possbl
    • les plantes absb entre 400-700
  • les mousses et algues se retrouvent tout en bas dans une communaute de plantes alors en fonction de la luminosite il y aune limite d absp de CO2
    
    • c est inutil d investir dans un metabo pour daire un syst de photo
• Sols :
  
  • sont :
    
    • la base de la vie terrestre
    • un sys de recyclage de la nature
    • collection de terre composee de mineraux et de matirer orga capbl d entre la croissc des plantes
    • systm vivant : interactions entre de smilliards de micro orga et env physiq
  • types :
    
    • classm selon leur taille des grains dans la terre de 3 materiaux :
      
      • sables : 0-5 mm
      • limon : 0,002 - 0,05 mm
      • argile (inf 0,002 mm)
    • un sable plus sabeux est mieux aere et pauvre en resv en eau et en element nutritifs
    • un so++ limon est riche en nuttriments mais peut aere
    • un sol avec ++ argile riche chmqm mais diff pour les racines de penetrer le sol
  • stratification :
    
    • attendre entre 2000 et 20 000 ans pour avoir un sol mus
  • pH
    
    • 7 neutre ok
  • erosion des sols :
    
    • 50% de la terre : suf agric
      
      • destrabilisation des sols
      • 80% des surf agri souff de l erosion
      • au nv global : 30t/ha de sol erode
      • pendant les 40 dern annees : 30% des terres arables ne sont plus productiv
    • fact imp :
      
      • texture des sols, pluies , vent
    • solutions?
      
      • rotation des plantation (3t/ha) pas de labourage (0,14 t/ha)

Question 39

Conditions env et distribution des especes :

-Def : niche, habt, distribution,

Answer 39

• La niche ecologique :
  
  • rep l ensemble des valeurs de resssources et conditions permettant la realisation de son cycle viral
  • noche multi dimensionnelle def comme un hypervolume dans les n dimensions de l espace des resssources et conditions
• L habt :
  
  • rep le lieu physq ou sont reunies les conditions et les ressources permettant la realisation de la niche (foret, ocean, desert, montagnes)
• La distribution :
  
  • rep l ensemble des hbt de l espece et l ensemble des lieux ou la niche est realisee
  • La niche peur se ref a :
    
    • position trophique d ine espece (relation aux autres espc dans lecosysteme) = son “job” (elton)
    • comment une pop/espece rep aux conditions abiotiques et biotique de l env (Hutchinson)
  • cf image : liant les conditions de l env a l espece ou pleins de fact influ lespece
• Niche n dimensionnelle : un hypervolume
  
  • la prise en compte simultanee de 3 conditions ou ressources permet de concevoir cette niche comme un volume en 3D dont il est encore possble de donner un epre graphq.
  • Pour un plus grd nombre de ressources ou conditions, la rep graph n est plus possible mais le concept math de niche multi dimensionnelle def comme un hypervolyme dans les n dimensions de l espace ecologique reste applicable et avec lui l ensemble des analyses stat multivariees
  • La niche dont il est q? ici peut eter qualif de fondamentale.
    
    • Une niche fondamentale rep l ensemble des conditions ou l espece peut survivre et se reproduire mais l espece n occupe pas tous des espaces a cause de diff dact (presnec d une competitieur, barriere physq,…)
  • De ce fait, la niche realisee ne constt generalement qu un sous ensemble de la niche fondamentale

Question 40

Conditions env et distribution des especes :

-Modelisation de la niche ecologique

Answer 40

• Modles de niche : ecological niche model (ENM) = species distribution model (SDM) = prediction of occurences = hbt suitabilitu index (HSI)
• On veut predire le sconditions fav de le spec ecad la ou elle peut s etablir donc in regarde le climat
  
  • On part d une distribition d une espece (points d une esp sur une carte) et on essaye d explq la presnc de cette espece par diff variables. Ensuite, c est un modele math qui predit les distributions
  • Ca peut etre un modele lineaire qui predit la presc des espces en fonction de la temp
  • Le resultat peut etre projete sur une carte ou chq point est un endroit ou l on connait les variables (temps,,,)
• SPECIES DISTRIBUTION DATA + ENVIRONNEMENTAL DATA LAYERS => PROJECTION OF POTENTIAL DISTRIBUTION
• • *

Question 41

Conditions env et distribution des especes :

• ETUDE DE TERRAIN :
• COmment esetimer la taille de l aire perdue ?
• quest ce qui determine la limite d une distribution geo ?

Answer 41

• Diff applications du moedele de niche :
  
  • espece invasive :
    
    • localisation
    • aug/dimminution
• si on arrv a comprendre tot les bonnes conditions de dvl d une espece invasive ou au contraire des endroits def pour elle on peut encore eradiq l espece
• espece menacee :
  
  • impact du changm climatq
  • rsique du a d autres fact : deforestation, urbanisation
  • identification de pop particulierement a risque
• perte de la bioD :
  
  • couplage des modeles de niche avec la relation aire-espece :
    
    • S = cA^z
    • formule qui donne le lien entre le nombre d espece trouvees et l aire choisie
    • le resultat obtenu n est pas une courbe lineaire
• Cette formule permet la prediction des pertes d especes
• Comment esptimer la taille de la ire perdue ?
  
  • Il faut faire un modele de niche par especes et pour chq espece on peut estimer la reduction/aug de l aire potentiellement favoralbe.
    
    • L aire se reduit en fonction du temps
      
      • si on reduit la taille de l aire est ce que ca reduit la taille des especes a l int de l aire ?
        
        • entre 15-37% de toutes les especes sont vouees a l extinction a la fin du siecle
• Migration assistee :
  
  • utls lorsq on a peur pour une espc et pour essayer de la sauver on va prendre des indv de ceette espece qu on introduire ailleurs
  • meme si une epesce est en danger si on la deplace lle peut metre end anger d autres especes dnas le nouvel env
  • ici on utls le modele de la niche avec une demarche commune : cf image
• Remqraue G sur la niche :
  
  • niche fonamentatle ≠ niche realisee
  • certains indv se dispersennt de la niche meere et decouvrent parfois une niche favorable
  • migration limitee : parfois ceux qui se dispersent ne trouvent pas la niche fav
  • parfois il u a un changement de l aire fav ici celle ci est reduite mais il y a tjrs des indv a l ext de la niche
• Principes : limites de distriution :
  
  • quest ce qui determine la limite d une distribution geo ?
  • il y a des chngmt de dynamq de pop locale a la limite de distribution : Pertes > Gains
  • Ces changement au nv de la pop viennent de :
    
    • changmt dans les facteurs abiotiques (barr physq, fact climtq, abs de ressources essentielles) et biotiques (impacts de competitieurs, predateurs ou parasite)
  • mecanismes genetiques
• Hypotheses de base d un modele de niche :
  
  • des fact env determinent la distrib de l espec
  • les espc sont en eqlb avec leur env
  • les variables limitantes sont elles vriament limitantes ?
  • non colinearite des varaibles : les variables doivent etre indp les une des autres
  • la niche determine l assemblage des communautes (pas de dynamq de metapopulation)
• Variables et leur selection :
  
  • quelles varaibles et a quelle echelles ???
    
    • ca depend du processus etudie
  • araibles directes et indirectes
  • sur une carte on predit la presence d une espece, 4 cas de figures en resultent :
    
    • predit une prpesence mais lespece est abs
    • predit une abs mais lesp est presente
    • predit une abs et l espece est abs
    • predit une presence et l espec est presente
• On retrouve un prob de circularite : on tuls des donnees pour donner une estimation et on utls ensuite ces meme donnees pour vf les estimations faites
• Il faut que sur toutes les valeurs qu on ait on en laisse une partie de cote qu on ne prend pas en compte dans notre estimation et qu on vf ensuite notre modele avec ces valeurs
• Corss validation : estimer la preformance d un modele predictif
• Chq projection d un modele est tjrs basee sur une combinaison de :
  
  • diff algo
  • diff scenarios d emission de CO2 (SRES)
  • diff global circulation models (GCMs) : complq de modeliser l evolution du climat, les chercheurs prennent du temps a comprendre comment marche notre climat. Or on a une variation du climat constt (de + en + de carbone…)
  • genere une variete de modeles diff
• Pour separer le signal du bruit : omodele consensuel
• Modele consensur : faire diff projections et ensuite les superposer
• En plus de changement qunttf de la taille d une distribution potentielle, il peut y avoir des changement qualtf a l interieur de cette aire
• Les resultats precednet comme la tres grande majorite d etudes sur les impacts du chagement climatq sont bases sur une compariason entre :
  
  • l aire potentielle auj
  • l aire potentielle a une date dansle futur
• La date est souvent arbitriare
• supposition immplicite : la date n a pas d influence qualittv
  
  • une espece qui aug a une date aug a une autres
  • dans un echantillon de 15, 6 especes montrent des inversions de tendance
  • si on ne fait pas de predictions pour de multiples dates dans le futur on risq de passer a cote d un phenos d inversion de tendance
  • a diff date on peut arrv a des conclusions contraires 9aug vs diminution)
  • consq potentiellement grave pour des applications en conservation (especes menacees, especes invasives…)

Question 42

Conditions env et distribution des especes :

-Limites des modeles

Answer 42

1. Microclimats :
   
   • on ne peut pas prendre le microclimat comme prediction pour une espece parce qu une espece choisit son climat
   • ex : on trace une courbe de temp optimale pour une espce donnee, mais en espagne l espece sera en dessous de la temperature annoncee car il fait chaud en espagne. Inversement en Angleterre l espece sera ua dessus de la temp annoncee car il fait plus froid en Angleterre
   • les animaux par leur comportement peuvent reguler les temp auquelles elles sont exposees
   • si une espece veut consommer une nourriture chaude, elle ira la chercher qd il fait plus frqis et inversement pour une nourriture froide

• Thermoreg comportementale :
  
  • lezards restent au soleil
  • les abeilles bougent leurs ailes pour chauff le nid

1. Niche shift : changmt de niche
   
   • un changement de niche lie a ;
     
     • un mauvais calculde la niche fondamentale : donc il y a un decalage entre la niche realisee et la niche fond
     • un changement de la tolerance physiolq sot par plasticit, adaptation ou aloirs evolution de la plasticite

Question 43

Acquisition des ressources :

-La reponse fonctionnelle :

Answer 43

• L output depend du compartiment de ressource
• On a une modeliisation du changement de la ressource au cours du temps par la formule :
  
  • input - output x ressource = i - oR = dR/dt
• Equilibre dynamique :
  
  • Cas limite :
    
    • pas de compartiment : rayonnement solaire
    • Pas d input : energies fossiles
• Comment le taux d acquisition des ressouces depend de l investissement dans cete qcquisition et de la densite de particules ?
  
  • c = cR ?
    
    • x : taux d acquisition des ressources
    • R : densite de particules (=ressources)
    • c : investissement d acquisition
  • Exemple de la plante :
    
    • elle investit de l E parce quelle fait pousser ses racines mais cet investissement servira pour les futures energies/ressosurces
  • Reponse fonctionnelel : la relation entre quantite de ressource et intensite de consommation
    
    • on peut etre plus ou moins efficace pour exploiter une ressource
    • donc : x= acR ou a : efficacite
  • exemple 1 :
    
    • pour la preparation d un examen il faut prendre en compte le temps qu on met a se preparer mais aussi l efficacite de notre travail
  • exemple 2 :
    
    • sur un sol sec certaines plantes sont plus efficaces pour extraire l eau
• Qd la ressource ne st pas un flux mais une unite discrete la formule devient :
  
  • X = aCR = acRT
    
    • X : nombre discreet de proies
    • C : investissement totale dans la capture
    • T : temps que ca lui pris pour capturer cette proie
• Esct ce que la formule est toujours lineaire ?
  
  • Saturation a forte densite de ressources R : la capacite de l organisme a traiter les resssources acquises est elle meme limitee
  • Autre pb :
    
    • on ne psse pas tous notre temps a manger nos ressourcces on passe aussi du temps a les chercher
  • Densite de proies tel quil faut un temps S pour trouver une proie
  • Chq proie trouvee ncsst un temps h de manipulation (capture, ingestion,,,)
    
    • ne peut passer qu une proportion 1-hx de son temps a chercher des proies :
      
      • S = T-hX
      • S : 1- temps de manipulation x nombre de proie
• Nombre de proies capturees :
  
  • X = acRS ou X = (acRT)/(1+acRh)
    
    • X converge vers l asymptote 1/h
    • 1/h exprime la capacite max a traiter des ressources (manipulation, digestion, transformation)
      
      • l eficacite de photsynthese diminue generalement avec l intensite lumineuse parce que la capacite d une plante a traite l energie lumineuse est limitee
      • le parametre 1/h est adapte a la richesse habituelle de la ressource
    • Compromis entre efficacite d acquisition a et la capacite de traitement (efficacite de transformation) 1/h :
      
      • A : plante au soleil : avec plus de luminosite elle est plus efficace que celle a l ombre
      • B : plante a l ombre : avec une faible luminosite la B fait plus rapidement la photosynthese
      • L efficacite est represente par la pente verte : celle a l ombre est bcp plus efficace q utls la lumiere mais elle a une capapcite de traitement plus faible

Question 44

Acquisition des ressources :

-Cout valeur et profitabilite :

*Cb un organisme doit il investir pour acquerir une ressource ?

*J usq ou faut il investir dans l acquisition d une ressource ?

Answer 44

• Cb un organisme doit il investir pour acquerir une ressource ?
  
  • c/x ou C/X = cout moyen
  • dc/dx = cout marginal (cout quil faudrait investir par quntt en plus)
  • Si les deux couts sont identiq : la reponse fonctionnelel est lineaire (x=acR)
  • Si les deux couts sont diff : la rep est saturante
  • Pour R fixe : diminution des retours sur invetissement (diminishing returns)
    
    • dx/dc diminue avec c
    • Augmentation des couts marginaux !!!!!
• J usq ou faut il investir dans l acquisition d une ressource ?
  
  • ca depend de sa valeur (cb l organisme serait pret a investir pour l obtenir_
    
    • c (investissement) —> X (taux d acquisition de la ressource) —> b (energie assimilee)
  • implq une fonction dutls qui fait formcement ref au fitness de l organsime
    
    • il faut cesser d investir dans l acqusitio dune ressource lorsq le cout margunal depasse la valeur marginale
    • cf image : pour x=27 que les 2 ont la meme pente donc qu il faut arreter
• La profitabilite : rapport entre valeur marginale et cout marginal
  
  • v= dB/dX * dX/dC = dB/dC
    
    • ou dB : changemenet de benefiques
    • il faut cesser l activite qd la profitabilite devient inf a 1

Question 45

Acquisition des ressources :

-Fourragement optima; :

*Quelle est la duree d exploitation d un patch de ressources ?

*Theoreme de la valeur marginale :

Answer 45

• Les comportements de consommation ont ete selectionnes pour maximiser la profitabilite (quantite d energie acquise ou assimilee par unite de temsp)
• Quelle est la duree d exploitation d un patch de ressources ?
  
  • sites de ravitaillement (stop over sites)
  • necsst de restaurer rapidemtn les resev
  • maximiser l E acquise par unite de tmesp (profitabilite)
    
    • Le baceasseau maubeche est un oiseau migrateur qui s arrete pour chercher de la nourriture. Celui ci a interet a recharger rapidement ces reserces car il fait un long voyage qui est couteau en energie
  • il faut quitter le patch lorsq la profitabilite instantanee a rejoint la profitabilite moyenne de l environnement
  • la duree d exploitation optimale d un patch (h*) ne depend pas seulement de sa richesse intrinseque (X) mais aussi du temps de recherche entre patchs (s)
  • La duree d exploitation optimale aug si le temps de recherhce eset augmente
  • Un indv doit quitter le patch sil peut esperer davantage en chercher un nouveau patch qu en continuant l exploitation
• Test experimental :
  
  • la duree d exploitation optimale aug si le temps de recherche est aug
  • Les parches de ressources peuvent etre variables, que faire ?
    
    • h* : point d exploitation optimal pour la moyenne
    • si loiseau est sur un patch il faut regaarder la pente de la tangente de ce patch et celle de h* et regarder a quel moment les deux pentes sont egales
      
      • la duree d exploitation optimale est plus longue sur les patches riches
      • la profitabilite est la meme au moment de quitter le patch (leaving time)
• Theoreme de la valeur marginale :
  
  • l indv doit quitter un patch lorsq la valeur marginale locale du patch est descendue au nv de la valeur moyenne de lenvironnement
    
    • nivellement des profitabilites !!
  • le distribution liberale ideale (Ideal free distribution)
    
    • chq indv chercher a maximiser sa fitness
    • il choisira le patch le plus profitable
    • mais les survivants doivent tenir compte de la competition
    • a une certaine densite ce sera plus interessant d expliter un patch plus pauvre car moins de compettion
    • a l eqb les indv seront distribues de sorte que chq obtient le meme retour

Question 46

Acquisition des ressources :

-La specialisation :

Answer 46

• Optimal foraging :
  
  • qd faut il se specialiser ?
• Generaliste si :
  
  • le temps de recherche est long
  • le temps de manipulaation est court
• Specialiste si :
  
  • le temps de rechercher est court
  • le tmeps de manipulation est long
• Energie consommee par tmeps de manipulation :
  
  • Ei/hi >> E/(s+h)
    
    • E : energie
    • i : numero de la proie
    • h : temps de manip
• Ce principe vaut si :
  
  • les ressources sont acquises par le meme meca
  • les ressources sont substituables l une a l autre
• Ressources diff , actv d exploitation diff : allocation du temps ?
  
  • Les especes ont parfois pleins de ressources et diff maniere de les exploiter
  • Or, les resssources ne sont pas faciliement comparables. Donc quel est le temps optimal a passer sur chq actv ?
• Ressources substituables :
  
  • ne signifie pas R1 = R2 en termes de profitabilite
  • R2 peut se substituer integralement a R1 si elle est en quantite suffisante
• Nivellemetn des profitabilite -> regime alimentaire generaliste
• La conso d une ressource diminue sa disponibilite et donc sa profitabilite
  
  • A l eq : v1=v2
  • Nivellement des profitabilites
  • Si une ressource diminue, il faut switcher sur lautre

Question 47

Communaute 1 : Relations trophiques

• Competition

Answer 47

• Supposons deux ressources substituables X1 et X2
  
  • A l eq la strategie de conso est telle que : V11 = V12
  • Supporson un deuxieme conso pour qui : V21 < V22
  • Pour le deuxieme conso lexploitation de la ressource est plus profitable pour X2 il fav ainsi celle ci. Donc la profitabilite pour X2 diminue. Le consommateur 1 doit se spe pour X1 et le consommateur pour X2
    
    • separation de la niche
    • possible seulement si les deux ressources ne sont pas essentielles

Question 48

Communaute 1 : Relations trophiques

• Mutualisme :

Answer 48

• l organisme a besoin d exploiter les deux ressources car les deux sont essentielles
  
  • Les efficacites d exploitation sont tres diff
    
    • N1 : efficace pour exploiter X1 mais pas pour X2
    • N2 : efficace pour exploiter X2 mais pas pour X1
• Mutualisme : chq exploite ce pour quoi il est bon et ensuite ils partagent
  
  • exemplle : champignon-plante
    
    • chacun se spe sur la ressource pour lq il est le plus efficace et ensuite ils se les echanges par les mycorhizes
    • les benef pour chq partenaire dependent de la mainere dont la ressource est acquise et redistribuee du tpye d orga implq
    • les deux partenaires ont une fitness sup (isocline)

Question 49

Communaute 1 : Relations trophiques

• Symbiose

Answer 49

• Association plus ou moins permanente souvent obligatoire entre especes diff
  
  • les deux partenaires profitent chc de lautre
• Les protozoaires phagocytent la cellulose => degradation en glucose
• Les bact fermentent les sucres en AG (acetate et ions ammonium)
• Les poissons clows dans un recifs coralien ont un mutualisme avec les anemones de mer : ils ne mangent pas d anemone mais profitent de l espece quelle engendre car est celle ci est venimeuse
  
  • l anemone prof des poissons clowns la nuit : ceux ci font venir des courants d eau vers l anemone
  • ces courants sont importants car la nuit l anemone consomme les sucres quelle a produit en journee avec son autre mutualsime avec les microorganisme (= permettent la photosynthese)
  • pour conso les sucres elle a besoin d oxygene qui est apporte par l eau amene par le spoissons
• Mutualisme entre fourmi et puceron :
  
  • les fourmis defendent les pucerons contre d autres predateurs et le spucerons donnent une goutte de sucre (ressource trophq) aux fourmis
• Mitoc : a l orgins des bact indp
  
  • ATP contre sucres
• Les mutualisme a une part importante dans l evolution car c est base sur la maximisation de la fitness de chq partenaire.
• Mais est ce quil ya des echanges positifs dans la nature ??
• est ce que la selection ant peut selectionner les organismes quelles cooperent ?
• Une proie a interet a diminuer sa profitabilite : v= E/(s+h)
  
  • camouflage : aug le temps de recherche
  • defense et contre attq : aug le temps de manipulatio (h) (coquillag, herisson)
  • defense chimq et aposematisme : diminue le gain energetq du predateur (subst toxq present ou non toxq mais indigestes) coloration d avertissement, signe de toxicite

Question 50

Communaute 1 : Relations trophiques

• Mimetisme

Answer 50

• Mimetisme batesien :
  
  • Papillons : vice-roi (cmestb) ≠ monarque (toxq)
  • Serpents : rhinobothryum bovallii (non-venimeux) ≠ micrurus fulvius (venimeux)
  • Aragnees qui imitent le comportement des fourmis
  • Poissons : labroides dimidiatus (nettoyeur) ≠ aspidontus taeniatus (imposteur)
    
    • Si un individu nettoyeur mange un bout de peau de celui qu’il nettoie : il est puni par les autres individus de son espèce en se faisant mordre ou se faisant expulser.
• Minetisme mullerien :
  
  • les races coexistent localement
  • Il ya une variete intra espece mais une convergence entre les deux especes dans un meme env
  • Spe des predateurs et coevolution
    
    • les plantes produisent des glucosinolates mais les larves du papillon ont la capacite de les detoxifier
    • le monarque est capable de detoxifier des alcaloides et de les stocker pour se proteger lui meme des predateurs

Question 51

Communaute 1 : Relations trophiques

• Chaine et reseaux trophiques :

Answer 51

• Paradoxe de l enrichissement :
  
  • la quantite de R a l eq ne depend pas du flux i, R est maintenu constante
  • le dernier maillon de la chaine est toujours controle par sa ressource : controle bottom up
  • Dans les chaines trophiques : ca alterne le penultieme top down et l antepenultieme bottom up
  • En realite les relations trophq entre les organismes d une communaute ne sont pas des chaines lineaires
    
    • Plusieurs chaines forment un reseau trophique
    • les interaction sont complexes entre producteurs, consommateurs et predateurs
    • les producteurs primaires sont la base d un reseau trophique
  • cf image :
    
    • liens : fleches entre consommes eet consommateuers
    • espaces a la base L autotrophes
  • Il faut utls les reseaux trophq pour qntff la structure des communautes
    
    • le nombre max de liens dans un reseau trophiqye est une fonction directe de la richesse specifique S
    • pour un reseau avec S especes, si on suppose que chq espece peut avoir un lien avec chq autre especes : S**2
    • le nombre de liens reels est L
    • la connectivite : C= L/S**2
    • densite des liens : LD = L/S
    • longueur de chaine moyenne = (long chaine P1 + long chaine P2)/2
    • qd S aug, la struct du reseau trophique devient plus complexe. Souvent les reseaux se compartimentent
      
      • les especes du meme compartiment (group d espc) :
        
        • interagissent souvent entre elles
        • ont moins d interactions avec les especes d autres compartiments
  • etude : reseau trophique marin aux Caraibes
    
    • total de 3313 interactions trophiques entre 249 especes
    • Le reseau trophique eteait divise enn 5 compartiements bases sur :
      
      • la taille du corps
      • la gamme des tailles de proies
      • l utlisation des hbt cotiers
      • les predateurs associes
    • cf image :
      
      • n importe quelle paire d espece est liee par une fleche
      • la dynamique d une communaute ne depend pas seulement d interaction direction
      • un predateur peut reduire la competition entre deux especes de proies en regulant la taille de population des deux

Question 52

Communaute 1 : Relations trophiques

• Les flux au sein d une communaute :

Answer 52

• cf image : les comprendre
• Efficacite d assimilation :
  
  • conso 1 :
    
    • bois : 10-20%
    • herbes, feuilles : 40-50%
    • fruits, graines : 60-70%
  • conso 2 :
    
    • carnivores, necrophages : 80%
  • decomposeurs : 100%
• Efficacite de conso :
  
  • Conso 1 :
    
    • foret : 5%
    • Prairie : 25%
    • milieux aqutq : 50%

Question 53

Communaute 2 : Richesse et diversite

-Definition et mesures :

Answer 53

• Communaute biologique :
  
  • une communaute biologique est caracterisee par l ensemble des indv de differentes especes coexistant au sein d une meme ecosysteme
  • la notion de communaute est souvent def au seind un groupe d organisme (communaute vegetale, insectes…)
  • elle pourrait theoriquement aussi etre def entre plusieurs groupes cas extrm (communaute = biocenose)
  • mais dans la grd partie des cas (littrt) seul un groupe est considere
• Mesure de diversite des communautes ?
  
  • Nombre d especes abondance relative
  • dominance comportementale
  • role (especes cle, keystone species)
  • mesure diff sellon l importance donne a chacune de ces composantes
• Comment quantifier la biodiversite ?
  
  • il faut regarder avec le ombre d indv echantillonne combien d especes sont echantilonnees : cf formules
• Mesures quantitatives de diversite
  
  • l indice de simpson (dominance0
    
    • l indice de Simpsone est tres utls et est dit de dominance car il prend en compte les abondances mais ne donne pas bcp de poids aux especes rares : cf formules
  • l indice de Shannon (evenss = regularite)
    
    • l indice de Shannon aug a la fois avec le nombre d especes dans la communaute et avec la regulatire donc c est bien ca les deux sont des composantes de la diversite mais ca rend les communautes difficilement comparalbe : cf formule
    • ici la diversite mesuree n est pas la meme mais obtention de la meme valeur de Shannon
    • il y a le meme nombre d es pece dans les deux communautes mais :
      
      • dans la communaute 1 : les especes sont en proportions egales
      • dans la communaute 2 ; les especes ne sont pas en proportions egales
    • il y la meme richesse mais au nv de la diversite c est mieux dans la communaute 1
• La diversite phylogenetique des communautes :
  
  • il y a bcp d indices dont certains qui prennent en compte l histoire phylogetq (diversite phylogenetq, mais cet indice ne distingue pas la diff entre especes)

Question 54

Communaute 2 : Richesse et diversite

Patrons et causes : diversite des conditions/ ressouces (micro habitats)

Answer 54

• Diversite specifique dpd de :
  
  • diversite des conditions/ ressouces (micro habitats)
    
    • ex : si on regarde la diversite en taille des arbres : bcp de communautes d oiseaux ont un lien direct avec ces tailles, car plus ces tailles sont diversf plus y aura de niches offertes
    • ex : temp : si on regarde la canopee forestiere : les feuilles ont des porp thermiq diff et on observe une grande diversite de feuilles
• Mesures de diversite et echalles spaciales :
  
  • å diversite : expression du nombre d especes (pondere ou non par leur abondance relative) dans un meme habitat (echelle locale/ fine resolution)
  • ß diversite : taux de renouvellement d especes (species turnover) entre duex hbt (compariason de diversite å dans l espace geo)
  • gamma diversite : comme diversite å mais dans un secteur geo incluant a priori plusieurs habtitats (echelle spatiale plus large)
  • ∂- diversite : comme ß mais entre duex secteurs biogeographq eloignes
• Richesse/ surface :
  
  • plus on inclut une grd aire plus la diversite qu on a echantillonne sera grd.
  • on a une courbe cumulative : le nombre d especes rencontrees aug plus elargit notre aire d etude
• Comparaison de communautes : la ß diversite
  
  • mesure de similarite/dissimilarite (turnover) entre deux communautes
• 2 concepts :
  
  • entite discrete (clements)
    
    • communaute = super organisme
    • interaction
  • continuun m(gleason)
    
    • communaute = coincidence d especes partageant les memes preferences ecologiques
• Coubres de zones d especes :
  
  • S = cA**m
    
    • S : nombre d especes
    • c : constt ajustee
    • A : surface de l hbt
    • m : pente ajustee de la relation espece sugace dans l espace log log
    • 0.1 < m < 0.2 en zone continentale

Question 55

Communaute 2 : Richesse et diversite

Patrons et causes : productivite (temps, pluviosite)

Answer 55

• les plantes sont des producteurs donc elles sont a la base des reseaux trophique donc plus elle sont nombreuses plus elles puevnet donner une diversite de niches
• il y aun lien entre le nombre d especes de plantes et le nombre de tetrapode (meme relation pour les insectes) Plus on s apporche des poles plus on a une diverste/une richesse d espece
• il y a bcp de courants d eau qui chauffent ou refroidissent certaines parties de la planete. Les precipitations et la temps sont des bons indicateurs pour dire la productivite
• la productivite et stabilite climta : specialisation (ressources susbtituables)

Question 56

Communaute 2 : Richesse et diversite

Patrons et causes : interactions specifiques (competition et predation, perturbation et succession)

Answer 56

• la dynmq des communautes au cours du temps depdn des interactions entre especes
• la succession est le chagmt temp d une communaute a un endroit donne
• lors de la substitution des communautes celles ci sont assez diff et vers la fin on retrouve une plus grd diversite vegetale
• lorsq on couep un arbre dans un foret on declenche un processus qui necsst le renouvellement dune communaute d arbre qui se succedent : ca prend env 700 ans. Phenomene qui se passi aussi dans le senv aquatq
• especes pionnieres : premieres a arrv qd opportinite (tot dans la successions)
  
  • taux de croissance elevee
  • pett taille
  • grd capacite de dispersion et de colonisation
  • croissance per capita elevee
• especes de succession tardive :
  
  • plus grd longevite
  • plus grd taille
  • moins de dispersion et croissance
  • patterns de remplacment d especes au cours du temps
• Pq des sqc temp de struct de communautes ?
  
  • Facilitation :
    
    • les premieres colonisateurs changent l environnement le rendant pls favorable pour d autres especes
  • Inhibition :
    
    • interactions fortes de competition
    • aucune espece n est completement sup a une autre
    • la premiere arrv peut monopoliser un site contre d autres especes qui essaent d enavahir
      
      • rend le site moins fav pour les competitrices
      • maintient sa position tout au long de sa vie
      • peut etre etre remplacee seulmt qd elle est blessee ou meurt
    • finalement les especes avec une longevite linitee sont remplacees
  • la facilitation et l ihnb sont opposes mais les deux facteurs sont vrais et ont chacun pour consq de generer des successsions
  • tolerance :
    
    • pas de facilitation pas d hinb
    • les especes tardives peuvent envahis un site nouvellement expose et maturent indpd des especes venuees avant ou apres elles
    • les especes pionnierre sont simplement capables de tolerer un nv de ressources plus faibles
• 5 especes de plantes : succession hypopth : cf image
  
  • a quel moment a t on le plus de diversite ?
    
    • il faut un certain temps pour mature mais qd on attend suffisamment longtemps ca se stabilise
• Quel est l effet de la perturbation sur la dynamq des communautes ? cf img
  
  • les perturbations nat
    
    • arbre qui tombre donc competition pour la lumiere arrv subitement
    • feu : cycle neccss pour faire germer des graines mais si humain augm les frqc nat du feu : on ne laisse pas le tmeps aux pop de maturer
    • tornade
    • …
  • pendnat la succession de communautes , lorsq y a une perturbation ca remet le compteur a 0
  • la perturbation reinitialise l horloge
    
    • le site esst colonise par des especes pionnieres
    • le cycle de colonisation/ remplacement recommence
    • si la frq est elevee : la diversite reste faibles
• Hyp de la pertubation intermediaire : cf image
  
  • chq communaute (=herbes, buissions, arbres) offres diff ressources aux animaux

Question 57

Communaute 2 : Richesse et diversite

Patrons et causes : processus neutres (extinction/colonisation)

Answer 57

• dynamiq d extinction-colonisation
  
  • la population source (Pool = P) sur le continent va se deplacer sur la futur ile (ou s = richess local)
  • le taux d immigration diminue lorsq le nombre d espece sur l ite aug, mais l eq determinera le nombre. especes final sur l ile : cf image
  • si le taux d extinction reste le meme : eql se decale juste un peu : cf imagge
  • Sur une ile plus grd, on aura moins d extinction car il y a plus de niches dispo donc ca met plus longtmps pour atteindre le meme taux d extinction qu une ile plus petite : cf image
  • les iles present un deficit en especes relativmnt a des zones continentales de meme surgace. D autant plus grd que :
    
    • l ile est pett (extinction frq) (prediction1)
    • l ile est eloignee (colonisation rare) (prediction 2)
    • prediction 3 : turnover
      
      • la faune d intervetbre est eliminee sur une serie de pett iles de mangrove :
        
        • richess reconstt en 200 j
        • avec des compositions specifq diff
      • depuis les taux d extinction et colonisation snt estimes a 1.5 especes/an
      • applications dela theorie de la biogeographie des iles a la dynamq du paysag
      • autre types d iles :
        
        • montagne
        • tourbieres
        • etang
        • dunes
        • hote d un para
    • tout patch d hbt isole d un autre habt similaire

Question 58

Communaute 2 : Richesse et diversite

Complexite et stabilite

Answer 58

• les communautes insulaires sont :
  
  • pauvres en especes
  • frgl
• est ce que la stabilite des communaites tropicales (forets, recifs coraliens) tres riche en espece vient de leur complxt ?
• complexite :
  
  • richesse : nombre d especes
  • diversite
  • connectivite : proportion de connexions posbbl realisees
• stabilite : retour a leq apres perturbation
  
  • resistane : importance de la perturbation necss pour quitter l eq
  • resilience : vitesse de retour a l eq :
    
    • simuation : May 1974 (cf image)
      
      • conclusion : contraire de notre hyp de dep
    • simulation : Pimm 1979
      
      • connectivite C
      • pertuvations : suppression d une espece
      • critere de stabilite : maintinet des autres especes
      • la connectvt dimine la stabilite si la perturbation touche un conso 2. mais elle l aug qd elle touche un producteur. Globalement la stabilite diminue avec C
      • par contre la resilience des communautes stables aug avec leur connectivite
• Pimm adn Lawton 1980
  
  • le resilience diminue avec la long des chaines trophq (effet destabilisant)
  • frglt des communautes insulaires due a leur pauvrete en especes ? NON
  • stabilite des communautes tropicales grc a leur complext ? NON
  • productv, stabilite env +—-> complext + —–> sensibilite aux perturbations
  • frglt des faunes insulaires due a leur isolement (cf biogeographie)
  • milieux tropicaux : productvt et stabilise permettent une specialisation de niche et une plus grd richesse spe

Question 59

Communaute 2 : Richesse et diversite

Dominance comportementale

Answer 59

• Dominates :
  
  • extractrices, defendent de maniere agressive la nourriture, souvent territoriales
• Subdominantes :
  
  • pas de territoire mais assez agressv qd elles prennent le controle de la nourriture. Plus opportuniste. Densites moderees
• Subordonnees :
  
  • colonies de peitt taille, evitent le contat physq
• Comment elles coexistent ?
  
  • le trade off : dominance exploiration/exploitation
  • les especes invatives decouvent l appat plus vite et le monopolisent
  • trade off : dominance resistance aux maladies aux parasitoides
    
    • souvent des epseces dominantes sont aussi dans une position d handcp (fourmi invasive victimes des mouches decapiteuses)
  • trade off : dominance resistance aux temp extermes
  • autre facteur de coexistence: la complexite de lhbt
• Quest est le lient entre la stabilt et le role fonctionnel des especes ?
  
  • quelque chose dencore hypothetq

Question 60

Quest ce que les dynamique de pop ?

Answer 60

• La dynamique des pop :
  
  • etude des fluctuationsd es effectifs d une pop en fonction de para intrinseq (traits d his de vie, competition intraspe) et extinseq (fact env abiotq, presc de competiteurs ou predateurs).
  • cette dicipline vise a representer par des modeles maths comment et sous quelles conditions une pop va s accroite diminuer se stabiliser ou s eteindre

Question 61

Comment evoluent les effectifs de pop au cours du temps ?

-Modelisations maths basees sur la bio

*competition intraspe

$Variation de la population des conso au cours du tmeps :

Answer 61

• Variation de la pop des conso en fonction du temps :
  
  • dN/dt = cfRN - mN
    
    • dN/dt : la natalite soit la production de descendant a partir des ressources transformees
    • cfR : chq conso produit un nombre de descendants en fonction de la ressource
    • R : ressource
    • c : de sa capacite a les aquetir
    • f : a les transformer en descendants
    • mN : la mortalite
    • m : chq conso a une proba instantee de mourrir
  • 1/N dN/dt = cfR - m : taux instantane d accroissement ind
    
    • si R est constt (ressources illimites) dfR est const et equivait a la natalite b
  • si le conso ne diminue pas R ou si R est constt (ressources infinies), cRf = const = b
  • dN/dt = N(b-m)
  • dN/dt = rN (forme exponen)
    
    • avec r = b-m
    • r est le taux instantane d accroissement indiv
• Modele exponentiel : ressources illimitees
  
  • forme integree : Nt = N0e**rt
    
    • Nt : effectif au temps t
    • N0 : effectif initial
    • e**r : nombre par lequel l effectif est multiplie chq unte de tmeps t
    • b>m -> r>0 : croissance expo
    • b r<0 : decroissance expo
    • b=m : equilb lorsq la natalite est egale a la mortalite
• ex :
• • croissance expo de la pop d elephant dans le parc national de Kruger, Afriq du Sud apres les mesures de protection contre la chasse jsq 1965
    
    • population humaine : quotd il y a 200 000 humains de plus sur la planete

Question 62

Comment evoluent les effectifs de pop au cours du temps ?

-Modelisations maths basees sur la bio

*competition intraspe

$Diagramme de phase : le paradoxe de l enrichissement

Answer 62

• Diagramme de phase :
  
  • Dans les faits R diminue generalement avec la conso totale donc avec la densite de conso et la dynamq de la ressource vaut :
    • dR/ct = i - oR - cRN
    • i : input des ressources
    • o : output
  • il s ensuit que le conso et la ressource atteignent un equl stable :
    
    • R = i/(o+cN)
    • l eql de la ressource prend une valeur max de i/o lorsq le conso est abs (N=0) et tend vers 0 lorsq la densite du conso tend vers l infini
  • l eq du conso :
    
    • N = m/cf
    • cet equl : capacite de soutient
      
      • ce qui implq une valeur constante de la ressource. La pop de conso s accroit lorsq la densite de ressource est en exces de ce seuil, et diminue lorsq elle est en dessous
  • eq global du systeme :
    
    • N = if/ m - o/f
    • la capact de soutient N s annule pour
    • i = o* m/cf
• Le conso ne peut donc pas maintenir de pop viable en dessous d un seuil critq de ressource.
  
  • en dessus de ce seuil la capacite de soutient (N) aug lineairement avec l inpus des ressources.
  • par contre de maniere un peu paradoxale l eql des ressources est indp de l input i au dessus de ce seuil puisq il est entierement controle par la conso:
    
    • LE PARADOXE DE L ENRICHISSEMENT
• On sapercoit que l eq de la ressource est d autant plus faible que l efficacite d acquisition du conso est forte mais ne s annule jamais
  
  • il reste toujours une qntt non exploitee de la ressource a leq parce que la capacite du conso a acquerir cette ressource est limite
  • on peut appeler cette qntt le seuil de maintien du conso
    
    • dans le cas de l eau du sol, resource essentielle pour les plantes terrestres ce seuil de maintient (antt d eau en dessous de lq une plante ne peut plus asssurer son bilan hybride) : POINT DE FLETRISSEMENT
  • La valeur de ce seuil est spe a chq esp :
    
    • une plante adaptee a un climat sec aura un point de fletrissement bien inf a une plante du climat humide ou de marias
• Un conso ne peut pas maintenir de pop stable (sa capct de soutien est neg) si une ressource limitante est maintenue en dessous de ce seuil de maintien
  
  • ce point jouera un role central dans le processus d exclusion competitive discute plus loin :
    
    • un conso tres efficace dimine la densite de ressource au desssous du seuil de maintien des autres especes qui sonta alors elminees
    • au dessus de ce seuil critq la capact de soutient du conso aug lineairement avec l iput des ressources et d autant plus rapidment que sa propre effict d acquisition et de transfmation est forte

Question 63

Comment evoluent les effectifs de pop au cours du temps ?

-Modelisations maths basees sur la bio

*competition intraspe

$croissance logistq :

Answer 63

• Nous avons vu que le taux intrinseque d accroissement d un onso est de forme expo lorsq les ressources sont infinies
• Dans les faits les ressources diminuent normalement avec la consi si bien que ressource et conso atteignent tous deux un eq
  
  • L eq du consommteur : LA CAPACITE DE SOUTIEN
• la dynamq densite dependante est modelisee par l equation logiste dans lq le taux d accroissement ind diminue lineairement avec la densite :
  
  • 1/N dN/dt = r (1-N/K)
    
    • K est la capacite de soutient du milieu (capact de l env a heberger un consommateur)
    • le rapport N/K nesure le degre de saturation du milieu
  • la productivite de la population :
    
    • dN/dt = rN (1 - N/K)
    • prend la forme d une parabole
    • la productv est max pour N= K/2
    • s annule pour les 2 valeurs deq (valeurs de N pour lq dN/dt=0)
      
      • N=0 : equilb trivial
      • N=K : capct de soutien
    • graphiquement toute pertubation a gauche de K (elimination de qq indv) entrainera le systeme dans une region ou le taux d accroissement est positif
    • une perturbtion a droite de K (ajout de qq indv) entrainera le systeme dans une region ou le taux d accroissment est neg
  • Ainsi quelle que soit la perturbation le system reviendra a l eq
    
    • maths leq sera stable si d(dN/dt)/dN <0 et instable dans le cas contraire
• Sous sa forme integree l eqt logistique decrit une croissance sigmoide
  
  • la dynamq du bouquetin en Suisse laisse presager une capact de soutien de l ordre de 16000 indv
• On notera que la competition intraspe pour les ressources est entierment implicite dans l equation logistq
• Ex :
  
  • elephants : croissance expo jusq 1965 mais apres aplatissement de la courbe et celle ci devient logistique
    
    • on arr a une stabilisation du nombre d elephants
  • l homme est une des seules especes qui a la capacite d aug sa capact de soutient K Modele bi logistique : K = K(t)
    
    • la capacite de soutient n est plus une constt mais varie en fonction des evolutions

Question 64

Comment evoluent les effectifs de pop au cours du temps ?

-Modelisations maths basees sur la bio

*competition intraspe

$effet allee :

Answer 64

• La densite dependance du modele logistq implq que le taux d accroissement idv est une fonction decroissante de la densite de la pop
  
  • il est max et egal a r lorsq N=0 et nul lorsq N=K
  • dans certaines conditions cependant le taux d accroissement peut diminuer a faibles densites de la pop
    
    • c est le cas si ya des pb de consanguinite lrsq la proba de rencontrer un partenaire de reproduction devient trop faible lorsq qu une pop modifie favorable son milieu de vie
• On peut modeliser l effet Allee en ajoutant un elelemnt a l eq logistiq
  
  • dN/dt = rN (1-N/K) (N-A/K)
    
    • en dessous du seuil A le taux d accroissemnt de la pop est neg
    • si A>0 il represente une densite minimale a partir de lq la population n est plus viable et va s einteindre
• Notons que diff causes porvoq un effet Allee peuvent se cumuler et faire passer une pop de la situation de gauche sur le grpah (cf image) a la situation de droite
  
  • cela peut etre le cas lors de l introdution de mesures de controle de perstes dans un champ mais egalement lors de l apparition de nouvelles conditions env (pollution, morcellement de l habitat, nouveau competiteur invasif…) pour une pop en danger d extinction

Question 65

Comment evoluent les effectifs de pop au cours du temps ?

-Modelisations maths basees sur la bio

*competition intraspe

$Paradoxe de l enrichissement - nv trophq :

∆ TRES LONGGGG !!!

Answer 65

• La qntt de ressource a l eq (seuil de maintinet du conso) est indp de l input des ressources. La densite de la ressource est maintenue constt par la conso (top down control)
• Toute lelasticite du systeme est prise en charge par le conso : PARADOXE DE L ENRICHISSEMENT
  
  • Supposons que l zote soit le facteur limitant la productv d un sol et que l on enrichisse l apport en azote de ce sol
  • tout l apport sup sera en fait preleve par les plantes qui vont aug leur biomasse
  • la qntt d azote stockee dans le sol va rester la meme puisq elle depend unqm de la capit de la communaute locale de plantes a le prelever
• Ce paradoxe se manifeste aussi si on au le nombre de nv trophq
• 2 nv trophiques:
  
  • soit une ressource limitante un producteur et un conso primaire (azote, lievre, plante) on peut voir un seuil critique de densite de producteur (plante) autorisant l instalation du consommateur (lievre)
  • au dessus de ce sueil l enrichissement en azote aug la densite en lievres mais pas la biomasse d herbe maintenue a son seuil critq par le lievre (qui en consomme autant quil peut)
• De meme dans une communaute aqtq (azote, phytoplancton, zooplancton)
  
  • eutrophisation par enrichissement en nitrate se traduira essentielelment par une aug de la biomasse de zooplacton mais pas de celle du phytoplancton qui reste pratqm constt
• On peut meme arrv a des situtations ou la biomasse de conso depasse celle des producteurs
  
  • le turnover de producteur est plus rapide en condition eutrophes mais la densite a l eq reste le meme
• Les ressources, les conso 1 et 2 vont osciller jsq equilb
• R : controle bottom up
• N1 : controle top down
• N2 : a un cotrole du type bottum uo (ce quil mange controle son propre equl = controle par les ressources)
• Les ressources atteignent d abord un plateua puis c est au tour des conso 1
• 3 nv trophq :
  
  • meme phenos
  • ex : azote, plante, lievre, lynx
  • si le predateur (N3) est supprime, le conso (N2) aug le producteur (N1) diminue et la ressource limitante (R) aug
  • en dessus d un seuil critq de maintient qui peut etre tres eleve la densite du predauteur aug avec l input des ressources alors que la densite de sa proie reste constt (controlee top down)
  • Ex :
    
    • explusion exp de la predation par des huitriers pied aug la densite de smollusq dont ils se nourrissent ce qui a poour consq de diminuer celle des algues dont se nourrissent les mollusq
    • la presnc d insectes predateurs (hemiptere Trichocorixa) dans un lac sale diminue la densite de ses proies (anostrace Artemia) et par suite aug la densite des ressources (algue Chlorella) dont se nourrissent normalement ces crustaces filtreurs
• De maniere G, le dernier maillon de la chaine est. tjr controle par sa ressource (bottom up) le penultieme top down, l antenultieme bottom up…
  
  • ainsi la question de savoir si un ajout de ressource dans l ecosysteme (azote) va se traduire par une plus grd biomasse vegetale depend de la long de la chaine trophq (le monde va verdir si le nombre de maillons est impair ou restera brun si pair_
• Cet theorie peut etre teste expe :
  
  • prediction que si le 3eme chainon d une chaine trophq (predateur) est retire on s att a une aug de densite du conso proamaire et par la suite une diminution du producteur
    
    • l exclusion exp de la redation par des huitries pies aug la densite des mollusq dont ils se nourrissent ce qui a pour conqs de diminuer celle des algues dont se nourrissent les moullusque
    • la presence d insectes predateurs (hemiptere Trichocorixa) dans un lac sale favo par une diminution temporelle de salinite, diminue la densite de ses proies (anostrace Artemie) et par suite augemente la densite d algues dont se nourrissent normalement ces crustaces filtreurs. Il s ensuit un changement de couleur de leau selon la presc ou abs des insectes predateurs
• Conclusion :
  
  • une communaute donnee sera verte ou brune (dominee ou non par les producteurs) selon la long de la chaine trophq qui s y dvlpp
  • en abs d hebivore les producteurs seront controles bottom up leur dynmq determ par la competition pour les ressources et leurs abondante forte (milieu verte)
  • si lon rajoute un maillon a la chaine (conso primaire) ces meme product controles top down vont se rarefier le milieu sera brun
  • avec un maillon de plus (predateurs) les brouteurs conroles par le haut vont se rarefier alors que les producteurs controles par le bas vont a nouveau dominer (milieu vert)
  • Donc nombre impair de maillon = vert et pair = brun
• Cette constatation s applq que dans les milieux les plus simpels aux chaines trophq elementaire avec des conso spe
  
  • l app de predateurs generalistes omnivores et de reseaux trophique plus complexes va tamponner cet effet
• La long des chaines trophq est limitee a 3 ou 4 maillons en partie parce que le seuil de maintien du dernier mailon aug avec la longue chaine mais aussi parce que les chaines longues montrent une instrabl intrasq
• Une aug de productivt se traduit plutot par une diversification des conso primaires et secondaire plutot que par une elongation des chaines trophiques.
  
  • un predateur peut reg se trouver a diff nv trophq simultanement
    
    • un poissons predateur peut se nourrt a la fois de pett poissons et des insectes ou crustaces dont se nourr ces derniers
    • unes espc omnivore comme l espece humaine peut se nourrir simultanement de producteurs de conso primaire voire d autres predateurs et occuper ainsi 3 nv trophq simultanement

Question 66

Comment evoluent les effectifs de pop au cours du temps ?

-Modelisations maths basees sur la bio

*Cycle proies-predateurs// hotes-parasitoides

Answer 66

• Hypo :
  
  • la pop de prois (N) est controlee par celle du predateur (P) uniquement (croissance expo si P=0)
  • la pop de predateurs (P) est controlee par la disponibilite des proies (N) unqm (decroissance expo si N=0)
• Cycle proies predatuers :
  
  • Modele montrant une instabilite croissante au fur et a mmesure que la long des chaines trophq aug. Les fluctuations obs signalent une instabilite intrinsq dans les sutm proie-predateur
    
    • lorsq la proie est rare, la densite de predateur diminue
    • qd les predateurs sont rares la densite de proies aug ce qui entrainera une aug des predateurs lq sera suivie par une diminution des proies
  • cf image
  • Ex :
    
    • cycles hote parasitoire en milieu exper
    • cyles de micrommammf : ccampagnols,…
      
      • lynx et sa proie un lievre : il semble que le cyclle du lievre resulte en fait de la dynamq de ses propres ressources plutot que celle du lynx
  • Trait vert : ensemble des points pour leql dN/dS = 0 (accroissement de lapop est nul)
  • a part les eq triviaux N=0 et P=0 il existe un eq positif P = r/c pour la proie et N= m/cf pour le precdateur
  • Pour des densite de proies diminue et elle aug pour des densites inf
  • Reciproquement la densite de predateurs diminue si la densite de proies est inf a m/cf et aug sinon
  • Il s ensuit une dynamq cycle dont le sens est determine par la composante des fleches sur leplan
    
    • dans le modele envisage le cycle est neutre et se perpetue indf
  • En cas de densite dependance sur la proie le cycle s attenue prog pour atteindre l eq global (intersection des deux droites)
  • on a pas d equilib mais une oscillation
    
    • sysyem dang car si d autres fact font varier les oscillations la proie disparait donc le predateur aussi
• l instabilt des cycles proies-predateurs amene a des situations parfois contradictoires.
  
  • un ex est donne : paradoxe des pesticides
    
    • l utls des pesticides dans une culture peut avoir un effet non seulement sur l espece cile (la peste) mais egalement sur un insecte predateur ou parasitoire de ce dernier.
    • Cette situation peut se modeliser sous l hyp que l effet du pesticide est le meme pour la peste et pour le predateur
      
      • et ou q est le taux de mortalite aux pesticides
      • en fonction de la valeur q on peut montrer que le nouvel equilb (soit apres l introduction du pesticicde) peut etre deplace en faveur du ravageur : en effet en reduisant les predateurs ( ou les parasitoides) la pression de pression est moindre et la densite du ravageur a. l eq est plus grd
    • une solution a ce pb est l utls de prduits spe dont l effet sur les predateurs est nul ou fortement moindre que celui sur les ravageurs.
      
      • Le modele s exprime alors qvec deux mortalite diff qn et qp

Question 67

Cycles vitaux :

-strategies demographiques :

*taille de la ponte …..

Answer 67

• Les parametres demographiques caracterisant les dynamiques de pop (survie juvenile, age a maturite, fecondite, longevite…) sont tres variable d un groupe a lautre
  
  • chez les plantes le contraste est enorme entre les graines d une orchidee (fraction de mg) et celles du palmier “coco fesses” des maldives qui pesent jusq 20kg chacune
  • chez les molecules certains bivalves peuvent pondre des millions d oeufs minuscules alors que les cephalopodes se contentent de qq1, riches en vitellus
  • chez les oiseaux, les pett passereuax (mesanges) peuvent pondre qq dizaines d oeufs par annees, mais leur vie est courte (3-4 ans en moyenne)
    
    • a l oppose certains vautour et albatros se contentent d un ouf tous les deux ans mais peuvent vivre plusierus dizaines d annees
      *

Question 68

Cycles vitaux :

-strategies demographiques :

*compromis des cycles vitaux :

Answer 68

• Cette variance nest pas aleatoire. Les parametres du cycle vital presentetn certaines correlations entre exu, ainsi qu avec dautres caract importants de la bio des organismes.
  
  • le temps de generation, augm avec la taille coroporelle
  • la correlation est tres forte et s observe a travers tous les regnes vivants depuis les bact (dont la long se mesure en microns et le temps de generation en minutes) aux sequoias geants donc la haut peut ddepasser 60m et dont le temps de generation est proche du siecle
  • de meme la taille corporelle d un organisme est correlee negativement avec son taux de croissance intrinsq (le r de lequation logistiqeu)
  • de ces deux relations decoule evidemmment une correlation negative entre r et le temps de generation : plus le temps de generation d un organisme est long plus son taux daccroissement intrinsq est faible
    *

Question 69

Cycles vitaux :

-strategies demographiques :

*compromis physiologiques :

Answer 69

• Ce genre de correlation negatives resulte d un certain nombre de compromis physiologq
  
  • un premier de ces compromis qu on peut visualiser sur le diagramme des bilans energetiques, lie survie et production
    
    • la qntt d energie assimilee par un organsm (An) est neccss limitee et finie
    • toute part de cette energie qui sera investie dans le metabo et la maintenantce (Rn) le sera au detriment de la production (Pn)
    • il peut en resulter une relation neg entre reproduction et survie.
• on a pu ainsi montrer que la survie d un male de Drosophila melanogaster diminue avec le nombre d accouplement quil parvient a realiser
  
  • au sein de l investissement de repod, certains compromis doivent se faire pour une qntt donnee d energie allouee a la repro, la taille des propagules va affecter leur nombre
    
    • Au sein du genre Solidago, les especes qui ont les graines les plus grosses sont celles qui en produisent le moins
    • le genre Drosophila les especes qui produisent les plus grd pontes ont aussi les plus pett oeufs
  • Cette variance est etroitement liee au type de ressources exploitees : les especes exploitant des ressources relativement pauvres et limitess (pollen de fleur) produisent des oeufs moins nombreux mais plus gros, alors que les especes spe sur des ressources riches mais imprevisibles (levures se developpant sur des fruits en decomposition) produisent des oeufs plus nombreux mais plus pettis
  • La raison de cette tendance est que la survie des propagules depend de leur taille lorsque les ressources sont rares ou la competition forte.
  • Ainsi chez les leszard du genre Sceleporus, les indv les plus gros a la naissance sont aussi ceux disposant des meilleures capacites physiologiques (vitesse de pointe)
    
    • ils auraont ainsi plus de facilite a capturer des proies et a eviter les predateurs
• De meme chez les mammf, lesprc de vie aug avec l age a matu, indpdmment de la taille corporelle.
  
  • certains rongeurs (souris, campagnosl) montrent la precocite le plus forte et la vie la plus courte, alors que d autres rongeurs comme les tamias (ecureuils terrestres) ou les pikas (lagomorphes) sont relatviment les moins precoces et les plus longevifs
• chez les mammf, la survie des juveniles peut etre favorisee par les soins maternels
  
  • un compromis se manifest : plus faible est la fecondite annuelle et plus intense seront les soins maternels
  • la relation est indp de la taille corporelle
  • la fecondite relative est max (et l intensite de soin mini) chez les lagomorphes (lapins, lievres) alors que la fecondite relative est minimale (et intensite de soins max) chez les primates et surtout les chiropteres (chauves souris)

Question 70

Cycles vitaux :

-strategies demographiques :

*compromis intra specifique : plasticite phenos

Answer 70

• ces compromis peuvent d ailleurs avoir d autres bases que physiologiques
• Ches Daphina retrocurva (cladocere), la moropho de la dulte affecte a la fois sa survie et sa reproduction
  
  • le morphw casque echappe plus facilmeent a la predation par des larves de diptere
  • a cause de sa morpho, cependant il ne peut heberger qu un nombre reduit d embryons dans sa poche incubatrice
  • il y a donc un choix a faire entre survie et reproduction
  • la decision optimale (en terme evolutif) depend evidemment de la presence ou non de predateurs
  • chez Daphnia l adaptation se fait par plasticite phenos
    
    • les embryons de Daphnies se devlp en morphe casque si l eau dans laq ils se trouvent a contenu des larves de Dipteres
• Un compromis similaire lie croissance et reproduction
  
  • tout organisme a une qntt limitee de ressources a investir dans la prodution (Pn) soit la part de lenergie assimilee non utls pour le metabo
  • la part de cette qntt qui sera investi dans la croissance ne pourra pas l etre dans la repro et vice versa
  • il en decoule (Pn constt) une relation negative entre croissance et repro (chez le sapin Douglas Pseudotsuga menziesii)

Question 71

Cycles vitaux :

-strategies demographiques :

*strategies r-K

Answer 71

• De maniere generale, la selection nat met l accent sur la taille et la survie des propagulse lorsq les conditions sont
  
  • mauvaises (ressources rares, forte densite de pop, milieu tres compettf) et
  • sur leur nombre lorsq les conditions sont bonnes (ressources abondantes, faible densite de pop, competition faibles)
  • aussi selon le type de ressources et
  • d ahb exploites l evolution favorisera le choix le mieux adapte a la niche ecologique de l especes
• C est ce type de relations entre strategies demographiques et struc des resssources que recherche a formaliser la theorie r-K
  
  • cette theorie tire son nom des deux parametres de lequ logistiq, utls pour representer leffet de la densite d une pop sur la demographie
  • l idee sous jacente est simple
    
    • lorsq la densite de pop est elevee (proche de sa capacite de soutien K) la competition pour les ressources est forte et la selection ant fav toute adaptation augmentant la survie des adultes et des juveniles
  • on doit donc s attendre a voir evoluer dans ce context (env stables sur le long terme) un investissement dans la survie plutot que dans la reproduction
  • par ailleurs la taille des propagules et les soins parentaux seront fav au detriment de la fecondite
  • sur le plan physiologiques, l accent sera mis sur la capacite des organismes a controler des ressources (territorialite, competittv, forte taille corporelle) et a les transf efficacement (plutot que rapidement)
  • ces strateges K ou especes spe sont fav en milieux stables (foret climatiques, coraux, …)
• A l oppose, lorsq la densite de pop est faible (suite a des perturbations regulieres ou des extinctions suivies de recolonisation) les organismes se trouvent le plus souvnet confrontes a des mileiux riches ou la competition est faible dans leq il convient de fav la rapidite de transf des ressources en descend plutot que l effic de cette transformation (puisq celles ci ne sont pas limitantes)
  
  • c est le parametre r (taux d accroissement intrinsq) et non K qui est ici sous selction
  • dans ce type de milieu regulierement perturbe, l accent sera mis sur la reproduction plutot que la survie
    
    • les propagules seront petitt avec un pouvoir de colonisation eleve.
  • Ces strateges r ou especes opportunistes sont des pionniers fav en milieux instables (milieuc ruderaux, zones alluviales, etangs et marias, eboulis…)
• La comparaison des strategies demographiques en milieux constrates (stables vs instable) corrobore generalement ces attendus theoriques comme c est le cas chez les massettes Typha angustifolia et Typha domingensis
  
  • cette derniere especes qui vit dans un habitat a la fois plus stable et plus compettf montre un investissement plus tardif et plus faible dans le reproduction ainsi que des graines plus grosses et moins nombreuses
    
    • on peut donc la qualf de stratege K
• De maniere generale, les milieux ouverts sont souvent catac par des strateges r avec un effort de reproduction eleve (notamment des annuelles semelparesm des graines pett, une forte capact de disperser, une reprodction precoce et une vie courte) alors que les mileiux climacq (forets) sont plutot occupes par des strateges K aux caract opposees.
• Pour resumer :
  
  • Stratege r :
    
    • taux intrinseque d accroissmeent indv (r) eleve
    • forte capacite colonisatrice et donc de dispersion
    • rapidite de transforamtion des ressources
  • stratege k :
    
    • capact de soutient (k) elevee
    • forte capact compettc
    • efficacite de transf des ressources

Question 72

Cycles vitaux :

-Population fragmentees et metapopulation :

Answer 72

• les pop nat sont souvent struc spatialement :
  
  • le paysage fragmente la distribution d une espece en pop locales plus ou moins connectees par des flux d emigrants et d immigrants
    
    • on parle de metapopult : pop de pop
  • les dynamq locales dependent donc egalement des taux d emigration et d immigration en plus des termes de natalite et de mortalite
  • on parle de pop source : lorsq l emigration excede l immigration et de pop puitts dans le cas contraire
• les metapop peuvent egalement suivre des dynamq d extinction-recolonisation :
  
  • certaines pop locales disparaissent sous l effet d eperturbations env (catas locales) ou de successions nat et dautres apparaissent ailleurs par colonisation nat
• On peut montrer qu un tel syst n est viable que si le taux de colonisation excede le taux d extinction
  
  • considerons un paysage avec un certain nombre de patchs d hb dispo pour une espece foacle dont les pop sont soumises a des evenements d extinction aleatoires au taux e
  • on neglige la dynamq interne pour ne considerer que la presence ou l abs de l espece foacle sur un patch donne
  • la porp p de sites occp suit la dynamq :
    
    • dp/dt = cp(1-p)-ep
    • la premiere composante du terme de droite rep un taux de colonisation ou c mesure la proba qu unpatch occp envoie une propagule vers un autre site et 1-p la proba que cet autre patch ne soit pas deja occupe (auquel cas il n y aurait pas colonisation)
    • la deuxieme composante rep le taux d extinction des parches graphq
  • l eq est donne par l intersection des deux courbes :
    
    • p = 1- e/c
    • donc l espece peut subsister (p>0) a condition que le taux d extinction des patches soit inf au taux de colonisation (e<c></c>
    </c>
• les processus de dispersion sont evidemment essentiels dans ce context : de nombres especes ne pourraient pas simplement survivre si elles etaient incapables de recolonier reg des sites rendus vacants par les extinctions locales
  
  • c est pour cette raison que les taux de dispersion sont aussi importants chez tous les organismes et que la selection nat a elabote les meca de dispersion les plus divers et parfois les plus sophistiques

Question 73

Cycles vitaux :

-dispersion:

*generalite :

Answer 73

• Les distributions d especes sont souvent, discontineus, fagmentees en pop discretres
  
  • cependant, cette fragmentation ne signifie pas que les pop nat soient isolees
  • dans la prtq des pop meme separees par des distances geo importantes peuvent echanger des migrants
• La dispersion remplit au moins deux fonctions essentielles :
  
  1. elle permet la colonisation de nouveaux hbt. Dans les milieux instables aux conditions changeantes les risques d extonction locale sont important et une espece ne peut survivre a long terme que si le taux de recolonisation des localites eteintes est sup au taux d extinction locale
  2. meme en milieu stable la dispersion est essentielle enntre autres parce quelle permet un flux de genes limitant les risques de consanguinite entre indv apparentes
• Pour ces raison la dispersion est un phenomene obs chez pratq tous les orgam vivants
  
  • les meca les plus primitfs relevent de la dispersion passive frq chez les protistes, mycetes, plantes mais aussi chez de nombreux invertebres.
  • les orga aqtq tirent naturellement profit des courants d eau
  • la dispersion des unicellulaires est faclt par leur faible taille somatique (le flotabilite depend non seulement de la densite, mais aussi du rapport surface-volume)
  • les pett multic devlp souvent a cet effet des struct augmentant leur flottabilite
    
    • les organ multc plus gros fixes ou peu mobiles produisent generalements des unites de dispersion spe (propagules) carac par leur faible raille (spores des algues, larves zoe des crustaces, tetards des ascidies, pluteurs des echinodermes, veligeres des mollusques…)
  • les insectes aquqtq nombreux (ephemeroptere, plecopteres, coleopteres, odonates, dipeteres,,,,) sont a considere a part puisq les insectes sont un des rares groupes caract par une bonne capact de deplacement actif (vol des adultes)
    
    • la dispersion u est donc le fait du stade adulte et non des larves
    • reproduction et dispersion sont d ailleurs les seules fonctions des ephemeropteres adultes, leurs pieces buccales regressees ne permettent pas l alimentation

Question 74

Cycles vitaux :

-dispersion:

*dispersion dans le temps :

Answer 74

• Les milieux d eau douce sont sujets a des variations de conditions bcp plus importantes que les milieux marins. pour cette raison les propagules des orga dulcioles sont souvent des structures tres resistantes (graines des plantes, gemmules des eponges, cystes des anostraces, ephippia de cladoceres…) combinant a la fonction de dispersion une fonction de survie a travers la mauvaise saison (gel hivernal, assechement estival en milieu aqutq temporaire,,,)
  
  • on peut parler dans ce cas de dispersion dans le temps
    
    • les cystes d Artemia salina un anostrace caract des eaux saumatres peuvent ainsi supporter une dessication de plusieurs annees
  • on a vu que les therophytes misent sur leurs graines pour passer la mauvaise saison
    
    • elles constituent dans les sols de veritables banques de graines qui peuvent selon les especes attendre plusieurs annees pour gemrer

Question 75

Cycles vitaux :

-dispersion:

*Hydrochorie/barochorie :

Answer 75

• cas du transport aqtq des graines de plantes :
  
  • nenuphares, chataigne deau (Trapa natans)
  • le cocotier (cocos nucifera) un palmier infeode aux plages tropicales disperse ses graines (noix de cocos) par hydrochorie sur des centaines voires de smlieux de kilometres ce qui lui permet une distribution mondiale et la colonisation des iles ocenq les plus eloignees
  • par opposition les coco fesse le plus grosse graine conne, ne flotte pas et germe simplement la ou elle tome (barochorie)
    
    • sa dispersion est monime et ne se trouve que sur 2 iles de l archipel des Seychelles
      *

Question 76

Cycles vitaux :

-dispersion:

*type particuliere d hydrochorie (terrestre) :

Answer 76

• bcp dorganisme terrestres cepd vivent eloignes de l eau libre et n ont pas acces a ce mode particulierement pratique de disperson
• font exceptions certains bryophytes et champignons qui profitent des precipitations pour ejecter leurs propagules
• Chez les hepatiques les propaguesl disposees dans une corbeille sont ejectees par le choc des gouttes de pluis en cas de precipitation
• de meme certains mousses n ouvent leur sporange qu en cas de pluies et les spores sont ainsi emportees par le ruissellement
  
  • la germination peut ainsi se faire dans des conditions d humidite optimales

Question 77

Cycles vitaux :

-dispersion:

*anemochorie passive :

Answer 77

• La dispersion par le vent ou anemochore reste cependant le mode de dispersion passsif le plus rep chez les orga terrestres.
  
  • ici encore les struc pett du fait de leur faible rapport volume/surface peuvent etre transp sur des disc immenses
    
    • c est le cas des spores de champi (Lycoperdon) mais egalement des graines minuscules de certaines plantes
  • les graines des orchidees sont si pett qu elles ne disposent pas d assez de ressources pour leur devl initiale et doivnet donc imperativment devpp une symbiose avec un champ (mycorhize) des leur germination
  • d autres vegetaux dont les propagules sont plus consq ddevlop des struct fav leur dispersion par le vent
    
    • pappus chez de nombreuses asteracees, friuts ailes
• Le vent joue egalement un role important dans le dispersion des insectes
  
  • des captures par filet (tracte par avion) montrent que des pett insectes sont abondants dans l atmosphere jusq 2000m d altitude voire plus haut
    
    • les courant aerients sont suff fort a ces altitudes pour transp les insectes sur des centaines de kilometres
  • on trouve aussi dans ce plancton aerien de jeunes araignees qui lorsq sont en phase de dispersion produisent un fil de soie suffisamment long poru etre emportees par le vent sur des longues dist

Question 78

Cycles vitaux :

-dispersion:

*zoochorie/ endozochorie/ phoresie :

Answer 78

• constt souvent une alternative interessante a l anemmochorie :
  
  • les inflorescence de la bardane (Asteracee) comme les fruits du gratteron (Rubiacee) sont herisses de bractees (respectivment de soies) crochues qui s attachent au pelage des mammf (et aux hb des promeneurs) fav ainsi leur dispersion
• un mode de dispersion analogue peut s observer chez des animaux : phoresie
  
  • les speudoscorpions utls leurs pinces pour s aggrp aux pattres de mouches et etre ainsi trans sur de long dist
• La prduction de fruits charnus est une solution tres largement adoptee par les zoochores, rosacees (pommes, poires, cerises, nures…)
  
  • les oiseaux ou mammf (grices, blaireaux) ingent le gruit et en digerent la partie charnue. Les graines par contre tres resistantes passent sans encombre au travers du tube digestif et sont disperses avec les excremetns (ce qui leur procure par ailleurs un apport d engrais non negligable)
    
    • on parle d endozoochorie
  • les baies de gui conferent une tres forte viscosite aux excrements des oiseaux qui s en nourrissent
    
    • ces excrement restent ainsi colles aux branches des arbres sur lesq les nouvelles plantes de gui pourront se dvlp
  • certains espece sont essentielles dans la dispersion de nombreuses especes vege de leur milieu de vie
    
    • des forets tropicales ou vivent les bonobos
    • les fruits de certains plantes tropicales doivent obligatoirement travs le tube digestif d un frugivore avant de pouvoir germer
• Certains fruits non charnus sont neanmoins transp par des animaux ;
  
  • les glands des chenes sont collectes par des ecureils ou des Geais et rassembles dans des caches comme reserve de ourriture hivernale
  • toutes les caches ne sont pas retrouvees durant l hiver si bien qu une fraction de ces graines survvit et gemrent assurant ainsi la dispersion des chenes
  • il en est de meme de l arole (Pinus cembra) un conifere des alpes dont les graines sont essentiellement disseminees par le Casse noix

Question 79

Cycles vitaux :

-dispersion:

*autochorie :

Answer 79

• Une forme de dispersion active s obs chez les organismes a dissemination explosive comme les impatientes, le comcombre des pauvres ou le champignon Pilobolus. Les propagules sont maintenues sous pressions dans le fruit ou le sporange qui eclate au moindre contact projettant au loin les graines ou les spores

Question 80

Cycles vitaux :

-dispersion:

*parasites :

Answer 80

• la dispersioni des parasites peut etre un challenge particulier.
  
  • en effet l hote d un parasite represente son milieu de vie sans hote il ne survit pas
  • la dispersion des propagules est donc essentielels : sans dispersion, le milieu (hote) sera vite sature par de multiples generations de parasites et sa survie (necc a celle du para) ne pourra plus etre assuree
• La selction nat a mis en place des meca remarquables pour la dispersion des parasites afin que les propagules se retrouvent dans un milieu adequat a savoir un nouvel hote
• Les Spinturnix sont des acariens hematophages ectoparasites des chauves souris.
  
  • ils vivent sur les membranes alaires de leur hote
  • tres peu mobiles ils profitent du comportement gregaire de leur hote (colonies de reproduction et/ou hibernation) pour disperser en passant d un ind a un autre voisin
• D autres acarins, les Histiostoma sont ectoparasites de drosophiles
  
  • diff de passer d un hote a l autre lorsq n est pas gregaire
  • ces acariens d un demi millimetre ont dvlp des competences remarq pour atteindre leur hote : ils sont capable de sautre jusq 5 cm de haut (100x leur taille) et d atteindre une drosophile en plein vol
• On parle d endopara lorsq le para se dvlp a l interieur de son hote
  
  • il est encore plus complq pour lui de disperser que ce soit en tant qu adulte ou de propagule et de trouver un nouvel hote
  • c est le cas des para sanguins comme les Plasmodium resp de la malaria dont une partie du cycle est intracellu
    
    • ces para ont une transmission vectorielle, le moustiq comme agent de dispersion
    • le vecteru est l hote definif du para puisq la repro sexuee se passe chez le moustiq
    • l hote intermediaire verteb est alors l hote intm ou le para se mutp de maniere asexuee
• Un aspect partc etonnant de la dispersion des para est la prise de controle du comportement de l hote
  
  • cette manip peut erte chimq ou meca
  • les vers Nematomorphes ont un cycle sexue lb aqua alors que leur dblp des larves et adultes se fait chez un arthropd hote generalement terrestre
    
    • le passag d un stade lb aqtq a celui de para terrestre est donc particulierement delicat
    • le vers gordin manipule chimiquement le comportement de son hote terrestre qu n aura alors de cesse de trouver un plan d eau pour se jeter dedans
    • au contact de leau le vers gordien va sortir de l hote par les voies digestives et trouver sa forme lb aquatq
    • l hote si il survit va rejoindre la terre et perdra son comportement suicidaire
    • il ne lui reste plus qu a retrouver un partenaire de reproduction
  • la femelle pond des oeufs qui se devlp en larves faisant face a un nouveau defin : rejoindre un hote terrestre
    
    • a ce stade elle a un comportement opportuniste et peut penetrer dans la larve d insacte aqtq qui une fois adulte se fera eventuellement predater (ou manger) par un autre insect comme criquet ou sauterelle et le cycle recommence
• un trematode parasite de bivalve aq
  
  • la larve entraine une paralysie meca du pied du bivalve l empechant ainsi de creuser pour s enterrer dans le sable
  • il devient alors un cible de l huitrier pie l hote def du para
• La douve du foie :
  
  • un para au cycle complexe requirant 3 hotes
  • les oeufs du para sont consmm par un escagot qui relache des larves a leur tour conso par des fourmis
  • les fourmis para ont alors un comportement part qui les poussent a s accorcher en haut des brins d herbes
  • elles seront alors ingerees plus facilement par un brouteur comme la vache ou le para effecuera une repro sexuee puis relachera ses oeufs avec les feces de l animal
• transmission vectorielle, la manipulation peut de l hote ou du vecteur peut egalement se faire par une aug de l attractv d un hote para pour le vecteur
  
  • indv porteur de malarie sont plus attrac pour les moustq que les indv sains
• le para peut adapter son cycle de vie en fonction de celui de son hote
  
  • Schistosoma sp des trematodes para de vertebres donc l hote intermed est un escargot aqua
  • en fonction de l especes vertebre hote, le cycle d emergence du para est synchro avec celui du contact vertebres milieu aqua
  • l adaptation peut etre spatailes comme c est le cas pour diff especes de trematodes marins dont les larves se repartissent diff en fonction de leur hote intermediaire respectif

Question 81

Cycles vitaux :

-dispersion du sperme/pollen :

*hydrophilie :

Answer 81

• si la dispersion des graines est essentielle pour permettre la colonisation de nouveaux hb l autre fonction de la dispersion (repro croise et evitement de la consanguinite) peut egalement etre assumee par un echange de pollen( ou sperm) etre indv adultes
  
  • il n y a la aucun pv de colonisation mais les meca de pollinisation sont egalement tres diversifies
• hydrophilie est courante chez les Bryophytes et les pteridophyttes :
  
  • les spermato nagent des antheridies jusq archegones
  • la feconsation croisee est assuree par une matu diff des organ males et femelles d ela meme plante
• hydrophilies est moins frq chez les angiospermes
• les plantes aquaq Vallisneria spiralis les lfeurs femelles s ouvrent a la surface du plan d eau portees par un long. perdicelle spiral
  
  • les males qd a elles se separent de la plante et flottent en surface, ou elles lb leur pollen
• les invertb marins a fecondation externe (echinordemmr) comptent egalement sur les courants marins pour assurer la dispersion de leur sperme

Question 82

Cycles vitaux :

-dispersion du sperme/pollen :

*anemophilie :

Answer 82

• le pollen est disperse par le vent
  
  • cas de tous les gymnospermes (coniferes) mais aussi angiospermmes (poaces, cyperacees) aux fleurs discretes
  • le pollen peut etre ainsi disperse sur de tres grd distances

Question 83

Cycles vitaux :

-dispersion du sperme/pollen :

*zoidophilie :

Answer 83

• Cependant la plupart des angiospermes ont recours aux services des aniamux pour assurer leur fecondation : zoidophilie
• les entomophiles attirent normalement les insectes en leur offrant du nectar
• mais la zoidophilie ne se limite pas aux insectes
  
  • en regions trpc de nombreuses especes sont pollinisees par des vertb nectarivores (oiseaux, chauves souris)
  • il en resulte donc une symbiose puisq les deux partenaires benef de l interaction
  • la forme de la fleur est souvent adapt a un type de pollinisateur particulier
    
    • les pappll par leur trompe allongee se spe sur les fleurs munies d un tube floral ou d eperons
  • la coloration et le parfum contribuent a cette specialisation
  • l autofecondation est souvent evotee grace a une maturation diff des etamines et des styles parfois par un polymorphisme de longeur des styles
• Dans certains cas l entomophilie ne releve pas de la symbiose mais du prasitime dans la mesure ou la plante manipule l insecte et profite seule de l interaction
  
  • c est le cas de certaines orchidees dont la fleur imite la femelle de certains hymenoptere
    
    • c est donc en cherchant a s accoupler que le male d insecte pollinise les fleurs d ophryse
  • les Rafflesia grd fleurs tropicales poussant a meme le sol forestier imitent qd a elles des cadavres en decomposition par aspect et odeur
    
    • les mouches necrophages attr par ces leurres contribuent malgres elles a la fecondation
  • Le phallus impudicus utls l odeur d excrement pour attirer les mouches pour disseminer ses spores
• Bcp d animaux ont dvl une dispersion active permise par leur movilite :
  
  • la nage en milieu aq, la marche, le vol les airs…
  • l evitement de la consanguinite est souvent assure par une dispersion diff par sexe
  • ches les oiseaux ce sont hb les femelles qui dispersent le plus alors que chez les mmaf ce role est souvent devolu aux males
• D autres plymorphismes de dispersion peuvent s observer chez les animaux (plantes aussI) avec la coexistence au sein des pop nat de morph dispersants et de morphs sedentaires
  
  • pucerons donc les femmelles peuvent devlp des ailes ou non selon la saison et les ncss de la dispersion
    
    • ces ncsst de la dispersion dependent d ailleurs souvent de la struct temp des ressources et hbat
  • les espece dinsectes de milieux temp montrent bcp plu sosuvnet que celes des milieux permanents une phase dispersive prononcee
• Les distances de dispersion sont souvent etonnament faibles meme chez les especes de vertebres a dispersiona cv
  
  • cependant ce sont ces pett distances qui s accumulant generation apres generation permettent aux especes de recoloniser une regions apres en avoir ete elimine par un cylce clinatq ou a envhar une nouvelle aire si elles y ont ete introduite accidentellement

Question 84

Cycles vitaux :

• migration

Answer 84

• le phenomene de migration distinct de la dispersion procede de la saisonnalite des ressources.
  
  • il est caract par un pattern de mouvements cycliques et regulier
  • la migration des gnous dans les savances du Kenya est determn par la pluviosite et la dispo en herbe
  • les migration les plus impressionnante s observent chez les oiseaux qui peuvent parcourir des miliers de kilometres entre leurs aires de repro et d hivernages (becasseau)
  • la sterne articque niche comme son nom l indique en region arctique et passe l hiver en Antartq
• ici on peut observer un polymorphisme (genetq) au sein des espec
  
  • ainsi la fauvette a tete noire ou le rouge gorge sont migrateurs dans le nord de leur aire de distribution et resident au sb ou dans les iles atlantiq au gliamt suffisamment tempe pour offrir des ressources tout au long de l annee
• Des comportement migratoires sobservent aussi chez certaines insectes dont le cycle peut parfois implq plusieurs generations
  
  • chez les papilons le cycle comprend deux generation
    
    • les parents de la 1 generation se reproduisent en ete dans le nord de l europe
  • une fois metamo leurs descendants migrent en region medit en automne ou ils se reproduisent
  • ce sont leurs descend qui repartiront vers le nord l annee suivante pour y produire la premiere generation de l annee suivant
  • il y a donc 2 generations annuelles

Question 85

Competition interspecifique :

• intro
• competition par interference

Answer 85

• Nous avons vu plus haut que la competition entre individus d une meme population pour des ressources limitees amenait cette pop a atteindre une capacite de soutien K, au dela de laq la pop ne pouvait plus croitre
  
  • Mais la competition peut egalement avoir lieu entre 2 especes diff :
    
    • les meca sont globalement les memes mais les consq peuvent varier : en cause les parametres du cycle de vie diff chez les deux especes
  • dans tous les cas on parle de competition interspecifique lrosq y a diminution de la fecondite de la survie ou de la croissance d une espece par la simple presence d une autre
• On distingue 2 types de competitioin :
  
  • compettion par interference (ou directe)
  • competition exploitative (ou indirecte)
• Competiton par interference :
  
  • on parle de competition par interferance lorsq qui n exploitent pas les meme ressources interferent d une autre maniere
    
    • cela peut etre le cas par exemple lorsq deux especes partagent le meme milieuu comme l aigle royal et le gypaete barbu et entrent en compettion pour des territoires ou des aires de nidification
    • de meme mesange noire et la mesange bleue se nourrissent dans des milieurs diff : la mesange noire privilegie les forets de coniferes alors que la mesange bleure pref les feuillus
      
      • ces deux especes peuvent cependant etre en competition pour les cavites dans les arbres ou les deux ont l hab de nicher
  • dans les deux exemples les interactions peuvent provoquer une diminution de parametres du cycle vitale
    
    • comme par exemple le temps devolu a la defense du territoire ou a la recherche de. nourriture et auront comme conseqq une diminution de la survie et/ou du succes reproducteur

Question 86

Competition interspecifique :

• competition exploitative

Answer 86

• la competition exploitative a lieu lorsq deux especes partagent la meme ressource dans un meme milieu
  
  • meme si les deux especes n interagissent pas directement entre elle la presence de l une aura comme consq une diminution des resssources disponibles pour l autres
  • l effet est alors indirect par alteration des ressources
    
    • le lion et le leopard partagent les meme ressources des proies comme le springbok
      
      • si la pop de lion est trop importante le nombre de springbok risq de diminuer en affectant egalement les leopards.
    • l azote du sol est une ressource essentielle pour les plantes. Au niv des racines il existe une competition exploitative pouvant amener certaines especes moins efficaces a etre simplement eliminees d un milieu
    • chez les arbres feuillus d une fforet, une ressource premieres est la lumiere du soleil
      
      • la lutte pour la lumiere est forte et les couronnes des arbres se rejoignent a qq centimetres pour exploiter un max de source lumineuse
      • un arbre qui n arrv pas a se faire une place au soleil deperirait
• Lorsq 2 especes sont semblables, la competition peut etre forte entre les deux si elles partagnet une meme ressource
  
  • cela peut avoir comme cnseq un deplacment phenos chez une ou les deux especes
    
    • cest ce que Darwin a obs chez des especes de pinsons des iles galapos
      
      • la taille de leur bec est adaptee a leur regime alimentaire a savoir a la taille des graines quils mangent
      • les deux especes ont une taille de bec similaire lorsq sont seuls sur une ile
      • lorsq les deux espec cohabitent sur une meme ile, la taille du bec de l un est sensiblement plus petite alors que lautre est plus grande
    • il y a un deplacement phenos du a la competition exploitative entre les deux especes
• La competition exploitative peut avoir des effets dramaq dans le context de l introduction d especces invasives.
  
  • une telle espece peut entrer en competition pour une ressource partagee avec une espece locale et en fonction de sa competitivite l exclura du milieu
  • c est le cas par exemple d une espece de guepe parasitoide sattq a une cochenille des agrumes en Californie
    
    • l efficacite de ces guepes est insuffisante pour controler la cochenille
  • en 1948 une especes exotique a ete introduire pour combatre cette peste et le resultat a ete l exclusion presq totale de l espece native
    
    • l espece introduite, plus competitive a diminue la ressource commune a un nv tel quelle ne suffit plus au maintien de l espece locale
    • le controle des cochenille est meilleur mais la guepe endemique est menacee de disparaitre de la region
  • c est une situation d exclusion competitive deux especes partageant une meme ressource essentielle ne peuvent pas cohabiter

Question 87

Competition interspecifique :

• exclusion competitive

Answer 87

• nous avons vu precedement sur la competition intraspe qu un conso a l eq reduit sa ressource limitante a un seuil critq, soit la densite en dessous de laq il ne peut plus prelever cette ressource.
  
  • si ces deux especes sont limitees par la meme ressource essentielle, l une des deux va reduire cette ressource a un seuil tel que l autre ne pourra pas le prelever et disparaitre
    
    • c est le principe de l exclusion competitive
• Supporson 2 cons N1 et N2 limites par la meme ressource R. La dynamq de R est donnee :
  
  • dR/dt = I - oR - c1RN1 - c2RN2
• celle de N1 :
  
  • dN1/dt = c1f1N1R - m1N1
• celle de N2 :
  
  • dN2/dt = c2f2N2R - m2N2
• Les eq respectf de ces deux equations sont pour N1 :
  
  • R = m1/c1f1
• pour N2 :
  
  • R = m2/ c2f2
• Il est clair que ces deux conditions ne peuvent pas etre remplies simultanement
  
  • si m1/c1f1 <m2>
    </m2><li>l espece 1 peut notamment s impose si c1f1 &gt; c2f2
    <ul>
    <li>l espece 1 capture ou transforme plus efficacement la ressource) </li>
    </ul>
    </li><li>ou m1<m2 : lespece a une meilleure survie>
    <li>dans tous les cas l espece 1 est capable de reduire la densite de la ressource limitante a une valeur trop faible pour que l autre espece puisse encore l extraire </li>
    </li>
  </m2>

</li></m2>
* notons que si m1=m2, c1=c2 et f1=f2 l eq et le seuil de maintient sont les meme pour les deux especes et le modele se reduit a celui de la competition intraspe.
* on est proba en presence d une seule espece
* l exclusion competitive peut egalement etre modls par une generalisation de la logistq a 2 conso N1 et N2 :
* dN1/dt = r1N1 (1- (N1+N2)/K1)
* dN2/dt = r2N2 (1- (N2+N1)/K2)
* on voit que chaq espece contribue a saturre l hab de la utre
* ces equations admettent pour eq N1=0 et N1+N2 = K1 pour la premiere, N2=0 et N2+N1 = K2 pour la seconde
* les deux eq posititfs ne peuvent pas etre satisfaits simultaniement : il n y a aucune raison pour que les deux especes aient exactement la meme capacite de soutien
* c est l espece avec le plus grd K qui va s imposer a l eq parce quelle est capable de s accroitre meme lorsq l effectif total N1+N2 a atteint la capacite de soutient de lautre espece
* ainsi a supposer que K2 > K1 leq precedente montre que la pop 2 va contribuer a croite meme lorsq N1+N2 = K1
* l effectif global va donc depasser K1 si bien que la pop 1 va decroite et progressivement sera menee a l extinction
* La formalisation est a la base du concept des strategies r-K
* meme si l espece 1 possede un taux d accroissment intrinseq sup (r1>r2) elle va etre eliminee par la compett en milieu stable parce que sa capact de soutien est inf (K1<k2>
<li>une bonne capact de soutien peut provenir d une bonne capact a acq et transf les ressources ou d une faible mortalite</li>
</k2>
* Le princiep d exclusion competitive est illustre notamment par les exp de Tilman sur des especes de diatomees linitees par la silice.
* D autres experc sur des plantes de prairie montrent que les espc avec une plus forte allocation aux racines reduisent la concentration en ammonium et nitrate a des nv significatv, plus bas ce qui leur permet d exclure leurs compett en conditions experimt
* De plus, les plantes d ombre excluent progressivement les palntes de soleil au cours d une succession vegetale vers la forte climaq parce quelles ont capables d assurer la photosynthese a des intensites lumineuses inf
* on peut aussin interpreter dans ces termens le pattern de distribution de deux especes de pigeons. Bien que les deux espec soient largement repandues a l echelle regionale une ile donnee est hab par une espec au plus
* Les experc classq de Gause sur trois especes de paramecies montrent une exclusion competitive pour un couple d espece mais une coexistence (avec des effectifs a leq inf aux Ki) pour un autre couple
* COmment la coexistence entre compett est elle rendue possble ?

Question 88

Competition interspecifique :

• coexistence de competitieurs

1- separation de niche

Answer 88

• Selon le principe d exclusion compettv, deux competiteurs exploitant le meme spectre de ressources ne peuvent pas coexister durablement
  
  • or de nombresues espec de competiteurs potentiels coexistent dans la mautre comme dailleurs parfois en laboratoire meme dans des exosys tres simplifes ou le spectre de ressources dispo est tres reduit
• Les raisons permettant cette coexistence peuvent etre classees en 3 grandes familles :
  
  1. separation de niche
  2. perturbation (compromis entre competitions et colonisation)
  3. predation
• C est une separation de niche qui permet la coexistence dans le cas des paramecies de Gause
  
  • ddans l ex des geospize des Galapagos presente avant la diff des tailles de becs en coexistence permet une diff du spectre des graines exploitees et donc une sepatation de niche.
  • la distribt de taille au sein d une guilde de rongeurs de milieux desertq ou la distribt de la long de trompe au sein d une guilde de bourdons illustrent le meme phenos
  • cette distribution reg des especes sur un axe important des resssources est la trace manifeste de l action passee de la compettion
• On peut def un coeff (å) mesurant l intensite de la competition interspecifiq (relativement a la compettion intraspe)
  
  • ce coeff peut exprimier non seulement le recouvrement de niche (compettion exploitative) mais egalement la competition interactv (dominance) ainsi que de posslbes diff d efficacite dans l exploitation des ressources
  • ce coeff peut donc etre asymetq et on aura å> 1 si l espece j est plus efficace que i a prelever une ressource essentielle
  • formellement on peut modifier des equation pour tenir comte du fait que le taux d accroissemnt d un inv de l espece 1 est egalement affecte par les competitieurs d une espece 2 :
    
    • dN1/dt = r1N1 (1- (N1+ å12 N2)/K1)
    • dN2/dt = r2N2 (1- (N2 + å21N1)/K2)
  • l analyse de ce systeme montre que des competiteurs peuvent coexister si le recouvrment de niche est faible
    
    • il pourra par contre y avoir exclusion competitive si une espece affecte la dynamq de lautre bcp plus quelle n est elle memem affectee par cette autre espece
• D apres les deux dernieres equations, l eq de la premiere espece :
  
  • N1 = K1 - å12N1
• de la deuxieme :
  
  • N2 = K2 - å21N1
• Ces deux conditions sont rep par les isoclines (cf image)
  
  • les fleches indq la dynamq du systeme :
    
    • l espece 1 va augmente (fleches horizontales pointnat a droite) si ses effectifs sont inf a ceux def par la conditions d eq de la premiere espece et diminier (fleches pointant a gauche) s ils sont sup
    • reciproquement l espece 2 va augmente (fleches pointant en haut) si ses effectifs sont inf a ceux definis par la condition d eq de la deuxieme espece et diminuer (fleches pointant enbas) dans le cas contraire
  • comme le suggerent les resultantes de ces fleches, le systeme defini sur ce graphe va conduire vers un eq interieur (coexistence stable) (intersection des 2 isoclines0
    
    • la coexistence est possible dans un telsysteme si K1 < K2/å12 et K2< k1/å12
    • ces deux conditions seront d autant plus facilement remplies que å12 et å21 sont pett (faible recouvrmenet de nich)
    • par contre l espece i va eliminer l epece j si Ki > Kj/ åju et Kj < Ki/åij
  • Si åji est suff grand, lespece i peut eliminer lespece j meme si Ki < Kj
    
    • dans ce sens la denomination de strategie K peut paraitre peu judicieuse
      
      • espece i gagne dans ce cas parce quelle est plus competitv et non pas parce que sa capacite de soutien est sup
      • il serait plus judicieux de parler de strategie å dans ce cas

Question 89

Competition interspecifique :

• coexistence de competitieurs

2- predation

Answer 89

• on a vu dans le cadre de la theorie du fourragement optimal qu un conso maximise son gain en maintenant les profitabilites de ses proies egales
  
  • si l une de ses proies d un predateurs plus competitives que les autres aug ses effectifs elle sera autometiquement davantage conso jusq ce que sa profitabilite soit rduite au nv de celle des autres.
  • ce nivellement des profitabilites empeche ainsi le processus d exclusion competitive d arrv a son terme
• On voit donc que plusieurs especes peuvent coexister sur une meme ressource si elels sont limitees par un predauteur
  
  • empiriquement on a pu mettre en evidence que la richesse et la diversite sont generalement max pour un nv de predation intermediaire comme le montre l ex d une communaute de plantes de dunes a diff intensite de broutage par le lapin
• le caract non monotone de la relation provient du fait que la predation interfere avec le processur de competition au nv trophique inf
  
  • ainsi l etude des communaites d algues de mares intertidales montre qu une algue verte tres competitive exclut les autres especes en abs de broutage
    
    • elle est par contre tres appreciee des brouteures (escargot)
    • lorsq ceux ci sont introduits a la moyenen densite ils consomment les algues vertes compettv si bien que les especes moins competitives (et moins comestibles) peuvent se maintenir augmentant ainsi la diversite
    • par contre lorsq la densite de brouteurs aug la plupart des algues meme moins comestivles sont conso ce qui diminue la diversite
• Considerons 2 conso N1 et N2 se nourrissant d une seule et meme ressource limitante R
  La dynamq de cette resssource s ecrit :
  
  • dR/dt = I - oR = c1N1R - c2N2R
• Comme on l a vu l un des deux conso serait rapidement elimine par exclusion competitive en milieu stable et en abs de predateur
  
  • si l on ajoute un predateur la coexistence devient possible
  • en effet la dynamq de chaq conso devient :
    
    • dN1/dt = c1f1N1R - m1N1 - p(c31N3N1)
    • dN2/dt = c2f2N2R - m2N2 - (1-p) (c32 N3N2)
  • ou le predateur N 3 passe d une proportion p de son temps a acqrr N1
• La dynamqq du predateur s ecrit :
  
  • dN3/dt = p(c31f31N3N1) + (1-p) (c32f32N3N2) - m3N3
  • or nous avons nu que le predateur maximise son gain en allouant son temps de telle sorte que les profitabilites des proies sont maintenues egales :
    
    • c31f31N1 = c32f32N2
• Il s ensuit que les 2 proies sont maintenes stables par le predateurs a des densites donnees par l eq :
  
  • N1 = m3/ c31f31
  • N2 = m3/ c32f32
• D es qu une des dexu proies depasse cette densite, elle est preferentiellement prelevee par le predateur ce qui la ramene a leq
  
  • les eq de la ressource et du predateur sont donnees :
    
    • R = I/ o +c1N1 + c2N2
    • N3 = (c1f1 R-m1)/ c31 + (c2f2 R- m2)/ c32
• c est donc a une intensite intermediaire de predation qu on observera un max de richesse et de diversite
  
  • l importance de la predation est egalement bien illustree par les exp classiq de Paine sur l etoile d emer
    
    • lorsq on elimine ce predateur de moule ces dernieres pulluent et eliminent progressivement tous leurs competiteurs y compris les algues dont dependent un certains nombre de brouteurs
    • au final la suppression de ce seul predateur reduit la richesse de cette communaute de 15 a 8 espece
      
      • on parle dans ce cas d espece clef de voute
• La predation joue un role essentiel de maintien de la bioD
  
  • un faible nv de predation est insuffisant pour empecher les processus d exclusion competitve, alors qu un nv excessif de predation elimine les especes a dynamq trops faible
• De maniere similaire, l introduction dans une communaute d especes tres competitrices mais non comestibles pour les predateurs locaux peut se rveler catastrophique :
  
  • l espece introduite elimine les autres conso primaires par exclusion competitive le predateur disparait faute de nourriturre et. tout le reseua trophique s effondre

Question 90

Competition interspecifique :

• coexistence de competitieurs

3- competiteurs vs colonisateurs

Answer 90

• facilitant la coexistence d ecompettiteurs fait intervenir une dimension spatio temp
  
  • le principe : une espece competitivement if eut neanmoins survivre sur le long terme si elle parvient a coloniser suff rapidemnet les dites rendus dispo par la mortalite des occupants (ou par toute autre forme de perturbation locale)
• Considerons un territoire avec un nombre fixe et limite de places dispo et deux especes en compettion pour ces sites
  
  • supposons l espece 1 plus compettv dans le sens ou c est tjr l indv de cette espec qui gagne lorsq entre en compettion avec un indv de la utre espece pour l occupation d un site
  • on supporse des taux de mortalite identq pour les deux especes (m1 = m2 = e)
    
    • la dynamq de 1 est donc imdp de celle de 2 mais non l inverse
    • la proportion p1 de sites occupes par l espece 1 suit la dynamq :
      
      • dp1/dt = c1p1(1-p1) - ep1
      • la premiere composante du terme de droite rep un taux de colonisation ou c1 mesure la proba qu un site occp par 1 envoie une propagule vers un autre site 1-p1 la prob que cet autre site ne soit pas deja occp par un indv de l espece 1 (auquel cas il n y aurait ps colonisation)
      • la deuxieme composante rep le taux de liberation des sites (mortalite des indv de l espece 1)
  • l eq est donne par l intersection des deux courbes :
    
    • P1 = 1 - e/c1
    • donc lespece 1 peut substister a condition que son taux de mortalite soit inf a son taux de colonisation (e<c1>
      <li>cette condition est evidemment identq a celle caract la survie d une suele espece en metapopulation </li>
      </c1>
  • le point important ici est qu une prop e/c1 de sites restent inoccupes (les sites liberes par la mortalite ne sont immed recolonises) et donc potentiellemetn exploitable par lespece 2 sous condition quelle parvienne a les coloiser suff rapidement
    
    • bien que competitrice l espece 2 pourra substiter a condition que son taux d accroissement soit positif lorsq l espece 1 est a son eq
• La dynaq de lespece 2 est donnee :
• dp2/dt = c2p2 (1- p1 - p2) - ep2 - c1p1p2
• cette equation diff en ce que la propaguel ne va donner lieu a un evement de colonisation que si le site atteint n est pas non plus occupe par 1 ( dou 1-p1-p2) et q un indv de 2 va liberer un site s il meurt mais aussi s il en est exclu par 1 (d ou c1p1)
• l espece 2 pourra se maintenir a condition que c2> c1/ 1-p1
  
  • il ne suffit donc pas que l espece 2 ait une capacite de colonisation sup : la prop d hbt laisse lb par 1 joue egalement un role important
• ON a pu mettre en evidence exp des compromis physio entre compettion et colonisation susceptb de fav une telle coexistence
• ainsi chz des plantes une strategie d allocation des ressources permettant une meilleures acquisistion de l azote se fait au detriement de l allocation a la dispersion
• Le lien entre ce modele et l eq logistique se fait en notant que ri= ci-e; Ki = 1- e/c1; å12 = 1+ c1/c2 et å12 = 0
• on voit donc que lespece 2 possd un taux d accroissment intrisq (r) et une capacite de soutient (K) sup a ceux de l espece 1 mais etant moins efficace dans la compettion interspe ne pourra substiter qua dans les sites laisses vacants par cette derniere
  
  • c est le cas des especes dites fugitives ou vagabones
  • les pigeons sont rep par deux especes dans l archipel de Bismarck
    
    • l espece dominante elimine lespece fugitive des iles ou elle s installe et cette derniere ne peut substite qu en colonisant rap les iles momentanement inoccp
  • on montre exp qu une destruction reg et partielle de l habt de communautes vegetales accroit la frq des especes fugitives meme dans la protion non affectee de l hab
• les pertubation nat jouent evidemment un role important dans le maintient des especes colonisatrices : en eliminant les especes dominantes elles ouvent des fenetres temporelles permettant l installation momnetannee des colonisatruce
• en abs de perturbation seules les dominantes subsistent
• par contre lorsq ces perturbation sont trop frq seules les colonisatrices usbsistent
• AU cours d une successsion non perturbe les especes pionnieres sont prog eliminees par les especes climatq et les colonisateurs par les competiteurs
  
  • il s ensuivra une diminution de la diversite apres l aug marqt le debut de la colonisation
  • si par contre la successsion est reg perturbee les deux pools d espec pourront etr emaintenus sur le long terme
• on voit les communautes d insec benthq de riviere montrent une richesse max pour des nv de pertubation intermd tant en temres de rq que intensite

Question 91

Biomes, biosphere :

• climat

*def

*facteurs climatq

*temp

*relief

*diag ombrothermq

Answer 91

• un biome est l ensemble des ecosystemes d une aire biogeographie nomme a partir de la vegetation et des animaux qui y predominent et y sont adaptes
• les biomes sont generalement definis a partir de la composition vegetale des milieux mais la faune y est egalement caracteristique. On distingue une dizaine de biomes terrestres principaux selon la structure des formations vegetales qui les constt (foret, lande, prairie, desert).
  
  • une division plus precise en 14 (selon le WWF) voire plus biomes se trouve parfois dans la litterature.
  • la distribution de ces biomes a la surface du globe depend essentiellement des facteurs climatq (patterns saisonniers de temperature et de precipitation, eux memes fonctions de la latitude de l altitude et de la continentalite
• les mouvement de rotation de la terre (forces de coriolis) ainsi que les diff dues a la radiation solaire, induisent une circulation atmospherq definissant des courants principaux, (cellule polaire, de Ferrel et de Hadley) et des zones de vents implq egalement dans le climat
• Il existe egalement des diff de salinite (donc de densite) dans les oceans qui induisent avec des diff de temp, des courant thermohalins. Ces courants a leur tour peuvent partiellement redistribuer les temperatures
• FInalement certaines regions du globe sont exposees a une saisonnalite qui joue egalement un role dans la composition des biomes
• La temperature est principalement determinee par l exposition au soleil
  
  • l apport energie solaire depend de l angle d incidence donc de la latitude
  • la temp moyenne annuelle atteint 28 degres vers l equateur et descend en dessous de 0 degres vers les poles
  • a nos latitudes elle vaut 12 degres environ et varie de 5-10 degres par tranche de 1000 km
  • pa ailleurs l axe de la Terre etaitn incline de 23,5 degres relativement a son orbite autour du soleil l intensite du rayonnement solaire varie avec les saisons surtout aux latitudes elevees
  • la saisonnalite est donc tres peu marquee entre les tropiques (tropique du cancer : 23,5 degres du latitude nord; tropique du capricone : 23,5 degres du latitude sud) et est maxiamle vers les poles
    
    • a partir des cercles arctique et antartique le soleil ne se couche pas au solstice d ete (21 juin pour l hemisphere nord) et ne se leve pas au solstiche d hiver (21 decembre pour l hemisphere nord)
• Les differences de rayonnement solaire n affectent pas que le temp mais egalement les vents et les precipitations
  
  • un rayonnement important va commencer par chauffer le sol
  • les rayons infra rouges emis par le sol rechaufferont les couches d air proches du sol
  • l air chaud etant moins dense que l air froid (du fait de l actv cinetique des molecules) il va donc s elever creant un appel d air plus froid des regions laterales
  • l intensite du rayonnement solaire pres de l equateur declenche aisi une circulation d ait autour du globe
  • l elevation de la temperature cree egalement une forte evaporation
  • l air humide ascendant se refroidit en se dilatant et libere donc progressivement son humidite, qui retombe en pluie sur la ceinture tropicale (les precipitations peuvent y depasser 2m par an)
  • puis l air sec redescend vers 30 degres de latitude et absorbe l humidite du sol creant ainsi une ceinture desertique a ces latitudes les precipitations y sont inf a 25 cm par an
  • une seconde zone d elevation s observe en zone dites temperee (vers 60 degres) responsble de precipitation relativement abondantes a ces latitudes (plus de 50 cm par an)
• Il existe de plus une circulation laterale liee au mouvement de rotation de la Terre, d Est en Ouest en zone tropicale, inverse en zone temperee
  
  • du fait de ces circulations laterales le climats a une latitude donnee dependra de la proximite des oceans
  • la vaporisation est forte en milieu oceanq si bien que les regions cotieres recoivent generalement plus de pluie que les regions continentales de meme latitude
  • la force capacite thermq de l eau tempere fortmeent les climats oceaniq alors que les climats continentaux bcp plus secs sont marques par une forte saisonnalite des temperatures
• Le relief affecte egalement le climat
  
  • du fait de la dilatation des molecules d air, la capacite thermq et par suite la temp diminue avec l altitude
    
    • on compte environ 5 degres a 10 degres par 1000m d altitude
    • cette temperature depend cependant de l exposition
  • l adret expose aus sud est plus chaud que l ubac expose au nord
    
    • la difference peut atteindre 20 degres un jour d hivers ensoleille
  • le relief affecte aussi le regime des vents et la pluviosite
    
    • a lapproche d une montagne un vent chaud est humide s eleve et se refroidit et libere donc son humidite sur le versant expose au vent
    • puis l air frais et sec redescend sur le versant abrite dont il absorbe l humidite produisant ainsi un climat plus sec et ensoleille (syndrome de continentalite)
    • les vallees internes des Alpes comme le Valais ont ainsi un climat bcp plus continental que celui des prealpes occidentales (vaud, Fr)
    • certains deserts du pied de la corbillere des andes (atacama) sont parmmi les plus secs au monde
• Les patterns climatq saisonniers a un endroit donne peuvent etre synths sous forme de diagramme ombrothermq
  
  • en abscisse figurent les mois de l annee et en ordonne les temperatures et les precipitations
  • grosso modo on considere que la vegtation est en deficit hydrique si la temperature menseulle (en degres) depasse le double des precipitations (mm de pluie mensuelle). on utls donc une echelle corrspd (1 degres pour 2mm de precipitations)
  • la siason est consideree comme seche lorsq la courbe de temperature depasse celle des precipitations et humide sinon
    
    • les temperatures les precipitations et en particulier l importance et la duree des siasons seches et humides vont determiner quel biome se developpera localement et quels types bioogiq on y rencontrera
  • la distribution geographq des biomes illustre bien l importance de ces facteurs climatq
  • les diff biomes peuvent etre representes sur un graphq en fonction de l humidite et de la temperature
    
    • il faut cependant etre conscient quil s agit de concept permettant d ordonner et de decrire les diff milieux naturels et quil n existe pas une frontiere nette entre les diff biomes
    • il y a plutot des transitions graduelles en fonction des modifications de facteurs (micro) climatq de la region obsv

Question 92

Biomes, biosphere :

• biomese terrestres

*toundra

Answer 92

• on appelle zone terrestres abiotiq les regions ou le climat ne permet pas l etablissement d especes de maniere permanante.
  
  • en particulier ces milieux sont impropres a la vegetation et par cascade aux herbivores et aux predateurs
  • les especes animales frqt les zones abiotq presentent des adaptations remarqub au froid et exploitent les ressources marines en profitant de la circulation oceanq
• La toundra marq les limites septentrionale et australe de le vegetation
  
  • avec 20% des terres emerggees elle montre une forte extension
  • le climat est froit (temp annuelle moyenne entre -5 et 15 degres)
  • les jours d hiver sont courts
  • le sol est un permafrost dont seule une couche superficiele (1m) degele en ete
  • les precipitations sont faibles mais du fait du permafrost et de la faible evaporation, le sol est sature en eau
  • la periode de vegetation est limitee aux 3 mois d ete durant l ensoleillement est presq continu
  • la vegetation est constt d arbustes bas, d herbacees (poacees, cyperacees) de plantes a coussinet de mousses et de lichens
  • les grands herbivores sont representes par les boeufs musques et les rennes (ou caribous) se nourrissant de lichens durant l hiver
  • la faune est riche en oiseaux migrateurs (palmipedes, echassiers)
  • A noter que les regions polaires sont les regions les plus touchees par le rechauffement climatq
• on parle de toundra alpine pour decrire les regions montagnardes en dessus de la limite des arbres mais ou la vegetation est encore presnte

Question 93

Biomes, biosphere :

• biomes terrestres

*foret decidue temperee

Answer 93

• on trouve la foret decidue temperee dans les regions de latitude moyenne (40-50 degres, europe centrale et occidentale, est des etats unis, est asiatq) des que la pluviosite deivnet suffisante pour permettre la croissance de grands arbres
  
  • le climat tempere est caract par des precipitations fortes (jsuq 200 cm par an) distrb unifromement sur l annee (on parle de foret temperee pluvieuse pour des precipitations sup)
  • la saison de vegetation dure de 5 a 6 mois, et l hiver peut etre assez frois (jus 30 degres)
  • la vegetation caducifoliee entre en dormance en hiver
  • la decomposition de la matiere organq est bcp plus lente qu en foret tropicale
  • la litiere forestiere est donc epaisse, et renferme une partie conseq des nutriments du biome
  • la forret est generalement etagee :
    
    • une canopee fermee, 2-3 strates arborees inf une strate buissonnate et parfois une strate herbacee

Question 94

Biomes, biosphere :

• biomes terrestres

*taiga (foret boreale)

Answer 94

• plus au sud, les temperatures plus clementes permettent l installation d une foret boreale de coniferes ou taiga qui trouve son optimum vers 50-60 degres de latitude
  
  • les hivers y sont longs et froits les etes courts et pluvieux parfois chauds (jusq 18h d ensoleillement)
  • la temperature annuelle moyenne est proche de 0 degres
  • les precipitations peuvent etre considerables souvent sous forme de neige
  • le sol mince pauvre et acide recouvert d aiguilles se forme tres lentement
• l equivalent en montagne est represente par les forets de coniferes d altitudes
  
  • le cycle de ces forets differe cependant passablement de celui de la taiga : elles sont par exemple moins exposees aux feux de foret

Question 95

Biomes, biosphere :

• biomes terrestres

*foret temperee pluvieuse

Answer 95

• lorsq l humidite augmente notamment sous le sclimats oceanq ou les vents marins transportent l humidite des mers on parle alors de foret temperee pluvieuse
  
  • ce sont des forets forets caducifoliees sempervirentes ou mixtes
  • ces forets qui representent une petite surface abritent cependant une forte biomasse
  • on y trouve notamment des arbres geants comme le sequoia a feuille d if de la cote ouest des etats unis

Question 96

Biomes, biosphere :

• biomes terrestres

*forets tropicales

Answer 96

• sont localisees entre les tropiques (23,5 degres nord, 23.5 degres sud)
  
  • la temperature moyemme annuelle est sup a 23 degres la photoperiode presnte peu de variations annuelles
• le climat equatorial ne presnte qu une breve saison seche alors qu en climat tropical l alternance saison seche saison des pluies (moussons) est tres marquee
  
  • les precipitations determinent le type de vegetation
  • selon la longueur de la siaisonn seche on verre se dvlp divers types de forets
    
    1. la foret tropicale humide : appelee egalement foret equatoriale pluvieuse ou ombrophile, rainforest
       
       • situee dans la ceinture de latitude 10 degres est marquee par une siason seche sourte des precipitations superieures a 250 cm/an et pouvant atteindre 450 cm
       • ces conditions climatq optimales (temp et pluviosite elevees) contribuent a la forte biodiversite : jusq 200 (voire 300) especes d arbres paar hectare, souvent de taille elevee (canopee a 50-60 m)
         
         • cette derniere est particulierement riche en invertebres et en epipytes (bromeliacees, orchidees)
         • les vertebres poikilothermes y sont nnombreux : la diversite en reptiles et surtout amphibiens est plus elevee que dans n importe quel autre biome
       • le milieu est stable, sature, la competition y est donc forte notamment pour la lumiere et les nutriments
       • ces derniers ont un tournus trs rapide : l actvt continue des decomposeurs permet de minraliser rapidement la matiere organq morte et de remettre ainsi en corculation ses elements
    2. la foret tropicale seche ou decidue, tropiacl seasonal forest
       
       • en latitude plus elevee (10 degres a 20 degrees de latitude) presente une saison seche plus marquee et une saison des pluies reduite maisq marq (moussons)
       • la pluviosite est de 130-250 cm/an
       • comme son nom l indq cette foret se caract par une perte des feuilles durant la saison seche
    3. lorsq les xerophytes dominent on parle de foret tropicale epineuse (ou foret sclerophylle) marq par une saison seche plus longue et une pluviosite inf (de l ordre de 100cm/an)
       
       • la transition vers la savane aboree apparait lorsq la pluviosite descend en dessous de 80 cm/an)

Question 97

Biomes, biosphere :

• biomes terrestres

*savane

Answer 97

• la savane est une vaste etendue herbeuse, plus ou moins clairsemees d arbres (on parle de savane arboree lorsq leur densite est forte)
  
  • on la trouve dans les regions tropiacles et subtropiales d afrq, amerq du sud, et australie partout ou la pluviosite (40-80 cm/an) est insuffisante pour maintenir un ecosysteme forestier
  • elle est marq par trois saisons distinctes : fraiche et seche chaude et seche chaude et pluvieuse (dans lordre)
  • le sol poraux entraine un drainage rapide
  • les herbacees sont fav par les incendies frq et par les grd herbivores (girafes, zebres, antilopes, buffles en afrq, kanngourous en australie)
  • de nouv aniamxu sont fouisseurs (souris, taupes, rats taupes, spermophiles, ecureils, serpents, arthropodes) avec une actvt le plus souvent nocturne ou limitee a la saison des pluies
  • bon nombre de graminees de savane ont un cycle photosynthq en C4 (adapte a la secheresse moins d evaporation) leur permettant d eco l eau

Question 98

Biomes, biosphere :

• biomes terrestres

*deserts

Answer 98

• les deserts sont caract par des precipitations faibles et imprevisibles (generalement moins de 30 cm par annee, parfois moins de 2cm (saharam atacama au chili, australie))
• les desert chauds :
  
  • le systeme racinaire s adapte au regime des precipitations (superficiel si les pluies sont courtes profond si elle sont rares mais plus consq)
    
    • le cycle photosynthq est souvent en CAM
  • des deserts moins arides autorisent une vegetation clairsemee de succulentes (cactacees, euphorbiacees) qui emmagasinent l eau et d arbustest caducifolies ou xerophiles (feuilles pett a cuticule epaisse et stomates caches)
  • les rares periodes de precipitations sont marq par la floraison soudaine de plantes annuelles
  • un climat trop sec empeche la survie des plantes vivaces
  • la vegetation est determinee par la frqc et la qntt des precipitations
  • du fait de labsence d humidite l amplitude qutidienne des temperatures est tres forte : elle peut depasser 60 degres a la surface du sol pendant le jour et descendre a 0 degres la nuit
  • ont un max d extension au nv des trophq et sont repartis essentiellement en afrq du nord, moyen orient, australie, sud ouest des USA et cote ouest de l amerq du sud
• la faune peut etre riche surtout en herbivore et granivores (insectets, rongeurs) ainsi que leurs predateurs (lezards, serpents)
  
  • l actv est essentielemt nocturne
  • de nombreuses adaptations permettent la survie en milieu extremet
    
    • le rat kangourou du desert de l arizone par exemple passe la journee dans son terrier ou la nuit venue il accumule des reserves d herbe et de graines en prevision des periodes les plus seches
      
      • un systeme renal particulierement efficace lui confere une independance totale face a l eau libre
      • l eau dont il a besoin est pour 10% acquise avec les aliments le reste provient du catabolisme
    • les rats taupes nus des deserts sud africains vivent en colonies dans des terriers quils ne quittent pratqm jamais tirant leur nourriture et leur eau des tubercules rencontres au hasard du creusement de leurs galeries
• desert froid :
  
  • aux altitudes plus elevees lorsq la continentalite impose egalement une secheresse prononcee le desert chaud est remplace par un desert froid (ouest des rocheuses, est de l argentine, asie centrale) et la savane par la prairie temperee (steppes de russie, pampas d argentine, grande prairie d amerq du nord)
  • la continentalite est forte et les hivers rudes
    
    • les rongueurs fouisseurs y sont aussi nombreux (cheins de prairies dans la prairie, sousliks dasn les steppes)
  • les sols sont riches en nutriments mais la secheresse saisonniere et les grd mamiferes (bisons, chevaux, antilopes saigas) empechent l installation d une vegetation arboree
• Ce cline latitudinal de vegetation trouve une eqv dans les etagements de vegetaation de montagne lies au gradient de temp altitudinal
  
  • dans les alpes par exemple le piemont est occupe par un etage collineen dont la vegeration climacique est une foret temperee decidue de type chenaie
  • une hetraie lui succede a l etage sub montagnard (600-800 m) qui se mela de coniferes a l etage montagnard (forte mixte 800-1400m)
  • une foret pure de coniferes (sapin, epiceas, melezes ou arolles selon la pluviosite) analogue a la taiga boreale, occupe l etage subalpin (1400-2200)
  • l etage alpin (2200-300m) anqnt a lio correspond a la toundra avec se spelouses rases, ses landes a ericacees et ses pins a crochets
  • a l etage nival (des 3000m) le paysg est mineral domine par des roches et neves permanents
  • les limites de ces diff etages dependent bien entendu de la latitude de la chaine consideree et plus localement des expoisitions et mircoclimats

Question 99

Biomes, biosphere :

• biomes aquatq

*biomes dulcioles

Answer 99

• les biomes dulcioles sont essentiellement constt des cours d eau, etangs et lacs
  
  • ces derniers sont caract par une forte stratification verticale des variables physicochimq
  • le gradient vertical de lumiere permet de distinguer une zone euphotique superficielle (ou l incidence des rayonnements est sufft a assurer la photosynths) d une zone aphotique profonde dominee par la consommation et la decomposition
  • la productivt primaire est assuree par des algues planctoniq en zone euphotique ainsi que par ces macrophyes benthq sur le littoral (la ou le rayonnement solaire atteint les sediments)
  • les consommateurs primaires sont surtout des intervertebres brouterus sur les macrophytes (mollusques et larves d insectes) et des filteurs sur le phytoplancton (microcrustaces du zooplanction, bivalves)
  • les detrivores (crustaces, mollusq, annelides) se nourrissent en zone aphotique de la pluie de sediemnts benthq
  • les poissont et les oiseaux constt l essenteil des consommate secondaires et tertiaires
• la penetration limitee du rayonnement cree egalement un gradient vertical de temperature
  
  • la couche profonde froide toute l annee (6 degres pour le lac leman) est separee de la couche superficielle dont la temp fluctue au cours de l annee par une thermocline ou le gradient thermq est abrupt
  • du fait de leurs densites diff (rappellons que la densite de l eau est max a 4 degres) ces couches ne se melangent pas tant que la stratifixation de temperature persiste
  • seuls les grands froids hivernaux, au cours desquels la temperature superficielle peut atteindre des temperatures egales ou inferieures a celle des couches profondes permettent un brassage des eaux

Question 100

Biomes, biosphere :

• biomes aquatq

*biomes marins

Answer 100

• parmi les biomes marins on peut distingues selon la profondeur, la zone intertidale (zone de balancement des marees) la zone neritique (corespondant a la marge continentale) beneficiant un annport important du nutriment du continent et la zone oceaniq ou la profondeur exede 200 m
• les zones abyssales correspondent aux regions benthq les plus profondes (a partir de 8000m)
• on parle de communautes bentq ou pelagiques slelon quelles se constt sur des sediments ou en plein mer
  
  • des ecosystemes particuliers peuvent se develpper dans ces diff zones selon les conditions locales : estuaires a l embouchure d un fleuve (apports nutritifs tres importants mais pb d osmoregulation) recifs coralliens des mers tropicales chaudes (milieux particulierement riches et diversifies toujours en zone euphotq u fait de la ctvt photosynthtq des coraux) communautes des fumeurs noirs dans les medianes oceanq (un des rares ecosystm base enterieurement sur la chimio autrotrophie des archeobacteries) auxq sont strictement infeodes plus de 50 taxa (bivalves, pogonophores, polychetes, crustaces, )

Question 101

Quest ce que l ecologie comportementale

• 3 buts

Answer 101

• ethologie ≠ ecologie comportementale
• le but (1) de l ecologie comportementale est de comprendre la valeur adaptative des comportements et les diff de comportement entre indv
• En etudiant le comportement des animaux, on en apprend bcp sur notre propre comportement
• Exemples :
  
  • le comportement de parade
    
    • mesurer la distance de cette danse : parade +longue :
      
      • meilleure survie ?
      • meilleure new ne ?
  • le comportement de quemande chez un passerau
    
    • on obs pluseiurs choses :
      
      • les pett se mettent sur les pieds, battent des ailes, crient et tendent le bec. Pq?
        
        • Ce comportement sert a se faire remarquer par les parents, pour leur montreer quils ont faim
      • tous les pett ne sont pas similairement nourris. Pq ?
        
        • soit les parents nourrissnet ceux qui crient le plus fort, car ceux ci peuvent attirer des potentiels predateurs, c est une forme de chantage de la part des pett
        • soit les parents. nourrissent ceux qui crient le plus fort car c est ceux qui ont reellement le plus faim. Ce comportement de quemander est tres epuisant donc si le pett s epuise, c est quil a vrmt faim et que lorsq il sera nourrit son effort de quemandassions sera compense
        • soit les parents nourrissent ceux qui crient le plus fort car c est une preuve de resistance du pett de pouvoir crier aussi fort
  • le comportement de quemander chez la chouette effraie :
    
    • les pett crient en l absc des parents. Pq ?
      
      • a chq fois que les parents reviennent, un seul pett sera nourri car ramene une souris a la fois. Les pett crient donc qd les parents ne sont pas la pour savoir qui aura la prochaine proie. Ils se mettent d accord, ils negocient. Celui qui crie le plus fort manifeste quil a tres faim, donc ses freres et soeurs crient moins fort car cest inutile de se fatiguer s il sait que la utre va obtenir la proie
  • le divorce :
    
    • deux indv arrive qd un individu se reproduit l annee suivante avec un autre partenaire que le precedent meme si celui ci est toujours vivant
    • la raison peut etre que le succes de reproduction n etait ps tres bon avec l ancien partenaire (pett faibles, malades…)
    • lorsq des indiv divorcent, leur succes reproducteur aug mais a un certain cout. En effet, la reproduction se fera plus tard car il faut trouver un nouveau partenaire
    • cependant plus des indv restent ensemble longtemps, plus leur succes reproducteur sera eleve car ils deviennent de plus en plus efficiaces.
• Le but (2) de l ecologie comportementale est de comprendre les causes et les consq de la variation phenos entre indv
  
  • plusieurs q? peuvent etre posees par rapport a la variation phenotypq
    
    • comment cette diff est apparue ?
    • pq persiste t elle?
    • pq plsu diff coexistent ?
    • pour le dimorphisme sexuel, pq garder plusr caract si seuelemnt un est prefere par les femelles ?
• Le but (3) de l ecologie comportementale est d avoir une methodologie scientifq
  
  • pq se focaliser sur le comportement ?
    
    • l env change rapidement et donc le comportement permet a l indiv de s adapter rapidement (pas besoin d attendre le resultat de la selection nat sur plusieurs generations). C est pq le comportement est si fortement influence par l env et sous faible controle genetq
    • ex : notre comportement change s il fait chaud ou frd s il y a bcp ou peu de nourritr

Question 102

• Etude de l ecologie comportemental
• Quelle est la signification de ecologie dans ecologie comp ?

Answer 102

• Etude EC :
  
  • etude du comprtement dans un cadre evolutif et causal (quels facteurs causent ces comportements?)
  • le comportement resulte de l ensemble des caract des organismes. L evolution d une composante va affecter les comportements
  • interdisciplinarite.
    
    • un ecologiste du comportement etudie les diff composantes des organs telles que la physiologie (syst immun ou endocrinien) ou la genetq/genomq (qnttv, des pop, moleculaires)
  • l ecologiste du comportement n est pas une personne qui observe les comportement uniquement de facon contemplatrice -> il faut prendre des mesures quantitatives
  • au nv de l individu (et donc egalement des plantes)
• Ecologie ?
  
  • represente l interaction entre le sorganismes et leur milieu de l indiv a la pop
  • un comportement prend sens dans un milieu donne
  • l ecologie agit comme presssion de selection sur les indv pour se comporter d une certaine facon
  • ex : les cris des oiseaux nichant en hauteur ou pres des sols sont diff. Ceux nichant en haut ont un cri plus facile a reperer mais peu de predateurs peuvent les attraper. Ceux nichant pres du sol ont un cri diff a reperer
  • les resultat obtenus dans une pop sont diff a generaliser car ils correspondent a un certains env avec certaines conditions
  • EC corrps donc a l etude de la contribution du comportement a la survie et au succes reproducteur en relation avec l ecologie de l espece (cad sa fitness)
  • EC a une approche resolument evolutionniste car les comportements ont ete selectionnes par la selection nat au fil du temps
• Les 2 grands meca selectifs sous jacents sont la selection nat et sexuelles
  
  • approche evolutive du comportement
  • continuite evolutive homme animaux (permet de mieux comprendre le comportement des hommes)

Question 103

EC :

• approche proximale (meca) et ultime (fonction)

Answer 103

• approche proximale : meca (comment ca marche ?)
• approche ultime : fonction (a quoi ca sert ?)
• Pq les oiseaux chantent ils ?
  
  • commetn ?
    
    • car la photoperiode provoque des changements hormonaux qui induisent le chant ? (CAUSATION)
    • car ils ont appris a chanter par leurs parents ou voisins ? (DEVELOPPEMENT)
    • car ce comportement est apparu chez leurs ancetres ? (EVOLUTION)
  • pq ?
    
    • pour attirer un partenaire sex ? (FONCTION)
    • pour eviter un competitieur ? (FONCTION)
• Les 4 whu de N. Tinbergen :
  
  • Cause : tous les meca qui controlent l expression des comportements (appareil moteur : avoir une gorfe adaptee au chant)
  • devlp : ontogenese
  • evolt : contexte phylogenetq (lignees d espece se comportant de maniere indntq)
  • fonction : contribution a la valeur selctev (survie/reprd)
• Il faut separer les q? en deux grandes cate :
  
  • questions proximales :
  • questions ultimes :
• Ex :
  
  • plumage d eclipse chez les canards :
    
    • le canard mue pendant l automne et se feminise il est sous la forme eclipse
    • lorsq mue il change ses plumes d un coup. Pendant cette periode il est vulnerable, il va se cacher et changer ses plumes pour ressembler a une femelle et etre plus discret
  • comprtement repd des lions : synchronisation des oestrus
    
    • les lionnes produisent leurs bebes presq simultanement
    • pour aller chasser les lions et lionnes y vont en groupe mais laisser leur pett seuls est dang donc une femelle garde tous les enfants.
    • une femelle peut aussi allairer des pett qui ne sont pas a elle
  • comportement copulatoire de l autour des palombes
    
    • il y a un dimorphisme sexuel chez cette especes, les males sont plus pett que les femlles
    • pq?
    • ll ya une selection nat sur la femlle pour quelle soit plus grosse et une autre selction ant pour que les males soient plus pett
    • si les males osnt plus pett ils sont plus efficaces pour attraperregulierement des pett proies. C est important car ils doivent nourrir regulierement leurs pett sur une periode donnee
    • le fait que les femelles soient plus grosses, lorsq vont aider les males a chasser il n y a pas de competition car les femelles cherchent des proies avec des plus gros gabarits
    • on retrouve une repartitions dans la reproduction :
      
      • le pere nourrit les pett
      • la mere couvre/ protege et dechiquete la nourrt pour les pett
    • le pere fournit bcp d E en allant chercher la nourriture. Sil a un doute sur sa parternite il peut ramener moins de nourrt aux pett, et ainsi garder son E pour ses futurs pettt dont il sera sur.

Question 104

EC :

• pq copuler 600 fois pour ne pondre que 4 oeufs ?

Answer 104

• les oeufs ne sont fertilises que qq jours avant la pondaison mais la copulation commence 40 jours avant la ponte
• si les femelles resistent a la copulation le male peut par la suite douter qt a sa parternite face aux enfants de la femelle.
  
  • les femelles sont donc souvent consenetantes pour rassurer le male
  • de plus la femelle ne vuet pas que le male ait 2 femelles car il ne pourra pas reussir a nourrir les pett des deux nids
• Mate garduing :
  
  • la freq de surveillance du pere diminue au momnet de la ponte et re aug ensuite car il doit nourrir les pett

Question 105

EC :

• chez les rapaces il y a moins de jeunes illegetimes que chez les mesanges

Answer 105

• certaines femelles font deux pontes par an.
  
  • une fois que la 1er est realisee, elles ont 2 choix :
    
    • attendre que le male ait fini de nourrir les pett
    • aller chercher un autre male. 50 % des femlles font ca (car les 1er males sont trp fatig pour une deuxme ponte)
• Si les femelles veulent faire 2 pontes elles doivent commencer a se reproduire tot.
  
  • seulemetn les femelles plus agees le font car elles ont de l exp
  • les deuxiemes males que les femelles choississent sont souvent des jeunes males qui n ont pas trouve de femelles au debut de la siaison de reproduction
• Comparaison entre especes :
  
  • plus un male est beau, plus il a de chance de se faire predater
• Comparaision au sein d une espece ;
  
  • si le male a des ornements voyant, c est une preuve de bonne sante et de resistance aux predateurs
• Les males peuvent parfois endommager le tract sexuel de la femelles, cad qu il s assure que les oeufs que la femelle va produire sont les siens
• Ils peuvent aussi utls un mating plug qui ferme le cloaque de la femelle
• Tous ces ex nous aide a struct notre pense :
  
  1. proposer des hypotheses
  2. les classes de la plus a la moins parcimonieuses
  3. fenerer des predictions
  4. mettre en place un protocole correlatif exp ou analyse comparative

Question 106

EC :

• pq les caract sexuels sont ils souvent associes a la resistance contre les parasite?

Answer 106

• certains animaux ont une immunologie comportementale (se gratter, demander de le ggratter). Cette action de gratter, malgre l asb de parasites, permet a l animal d obtenir une sorte de massage car c est agreable et cela reduit le stress
  
  • ex : les poissons qui mangent les peaux mortes ont une fonction hygienq mais egalement une fonction plus agreable. Ils font une sorte de massage a l homme ce qui diminue le nv de cortisol chez l humain (cad redit le stress)
• Genetq quantitv : impact de l env et de la regnetq dans l expression d un trait phenos. On aimerait comprendre la contribution de la genetq dans l expression d un trait
  
  • comprendre la contribution de la genetq vs contribution de l env sur les traits morpho, physio et comportementaux
  • certains genes ont des effets genetq maj (effet mendelien). Il y a une multitude de genes ce qui explq les diff de genes morpho. C est donc diff de les interpreter
  • le bus de la genetq qunttv nest pas d identf les genes mais de determiner le pourcentage de variacne entre indv (plus le pourcentage est eleve plus la comtribution du caract a un effet pour explq la diff entre ind)
  • ex :
    
    • couleur des yeux : la genetq explq 80% de la variance entre indv
    • chez ecureil : la genetq est peu influente sur la couleur du pelage
  • l heritage ne peut se mesurer que sil y a de la variance entre ind
• A quel point les genes explq les diff entre indv ?
  
  • l env affecte la condition physq d un indv. On sait quil y a une interaction entre les genes et l env
  • diff genes et diff alleles reagissent diff avec l env donne (cad que le meme impact env n agit pas de la meme facon sur les diff genes)
  • ex : la couleur du cou du lezardd
    
    • si un indv est malade, il a besoin de bonnes ressources et l va falloir investir de l E pour combattre la maladie cette energie ne sera dont pas mise autre part
    • la couleur peut donc repleter l etat de sante. Le degre d extravagance d un trait va refleter la capacte a resister aux parasites
  • le parasitimes a une pression de selction enorme sur la presentation des ornements

Question 107

EC :

• etude 1992 sur le lien entre la testosterone et les caract secondaire sex

Answer 107

• le taux de testosterone implq des caract secondaire sexuels +/- prononces
  
  • la testo est implq dans l apparation de caract secondaires sex
    
    • plus il a de testo plus ya des caract secondaires sex.
      
      • mais l aug de testo implq aussi une deficience de l immunoresistance donc plus il y a de testo plus ya de parasites
• postulat : on peut eter sur que les ornements refletent la resistance aux parasites
  
  • important de faire lien entre diff domaines (ici physiologie et ecologie)
• L approche proximale est interdiscpl
• L approche ultime sert a comprendre l impact de la selction nat. Pour chq comprtement, est ce quil y aune adaptation spe?
• Les meca agissent comme contraintes : on part d un certain nv et ont doit evoluer a partir de cela. Les meca nous empechent d evoluer vers une certaines evolution
• la fonction va influencer la selection des meca (changement hormonaux chez les canards, qui mue comme les femelles)

Question 108

Biogeographie

• les biomes

Answer 108

• les diff biomes presentes plus haut peuvent se rencontrer sur tous les continents. du moment que les conditions climatiques necessaires sont localement reunies
• les compositions specifiques de ces biomes, par contre, ne sont pas du tout comparables d un continent a l autre.
  
  • malgre leurs similitudes de structure et de fonctionnement, les forets tropicales d Amazonie, du Congo ou de Borneo sont ocmposees d especes totalement diff, souvent meme de familles diff.
  • sir une echelle de temps evolutive, les familles presentes sur un continent s adaptent aux diff niches ecologiques a disposition par exemple a la suite d une extinction de masse, generalement siuvie d une periode radiation evolutiove
    
    • les cactacees ont donne en Amerique des epiphytes tropicales aussi bien que des succulentes de desert
    • en afrq par contre ce sont des euphorbiacees qui ont occupe cette derniere niche
• Ces convergences evolutives s observent chez tous les groupes :
  
  • en Australie, vu l abs de mammf eutheriens, les marsupiaux ont opere une radiation evolutive leur permettant d occuper toutes les niches ecologiques occupees par les eutheriens sur les autres continents
• La repartition mondiale des faunes et des flores permet de reco qq grandes regions biogeographq, correspd grosso modo a des blocs continentaux.
  
  • on distingue 6 regions principales :
    
    • neartique en Amerique du Nord
    • neotropicale en Amerique du Sud
    • paleartique en Eurasi
    • ethiopienne en afrq subsharienne
    • indomalaise en Asie du Sud est
    • autralienne
  • les transitions entre regions sont plus ou moins abruptes.
    
    • la ligne de Wallace qui separe les regions indo malais et australiennes est relatvement nette qalors que les regions neartique et neotropicale montrent de nombreuses introgressions
    • Wallace : un naturaliste britannique qui a decrit la theorie de la selction nat

Question 109

Biogeographie

• l origine des 6 regions

Answer 109

• l orgn de ces regions est a chercher dans la technq des plaque et la derive continentale
  
  • alors que les familles d organismes terrestres peuvent se distribuer assez facilement a l echelle dun continent, les oceans constt le plus osuvnet une barriere formidable a la dispersion
  • Au Trias (200 millions d ans) les continents etaient reunis en un continent unique (Pangeae).
  • A partie du debut du Cretace (135 millions) ils se sont separes en deux grandes masses, Gondwana (sud) et Laurasia (nord)
  • Ces deux supercontinents se sont fragmentes par la suite
• Ces fragementation ont inities de nombreux processus de speciations allopatrques.
  
  • des que deux pop d une meme espece sont separees (par un bras de mer) et n echangent plus de migrant sur une base reguliere, leurs pools genetiques se diff progressivement.
  • a terme le processus aboutit a la constitution de deux especes diff

Question 110

Biogeographie

-la phylogeographie

Answer 110

• Deux continents ont donc des faunes et des flores d autant plus distincte quils ont ete separes depuis lontemps
• La phylogeographie permet de reconstituer la phylogenese de groupes taxonomq a la lumiere de l hist des continents
  
  • seule la techtq des plaques peut expliq la distribution actuelle des ratites, un groupe d oiseaux apteres caract du Gondwana.
    
    • les emeurs et Casoars d Australie et de nouvelle guinne morphologiquement proches des autruches et Rheas sont plus proches phylogenetqm des Kiwis de New Zelande
    • La datation des cladogenese au sein de ce groupe montre leur coincidence avec la fragmentation progressive de Gondwqnq
  • Les autruches sont genetiquement plus prhces des Rheas que des Emeux, parce que le continent australien a quitte Gondwana avant qeu l Afrique et l Amerique du Sud ne soinet separees

Question 111

Biodiversite

• crises historq

Answer 111

• La fraction des continents est donc un facteur de bioD.
• Pour les meme raisons, le processus inverse (coalescence de plusieurs plaq) a entraine des crises historq de bioD
  
  • au moment de la jonction des continents, des faunes et flores taxonomqmt tres distinctes mais fonctionnellement redondantes sont brutalement mises en contact
  • des extensions massives s ensuivent provq par des processus d exclusions compettv ou par l extermination de certaines proies par les nouveaux predateurs
  • de telles rencontres sont generalement trop brutales pour que des meca de defense efficaces puissent se mettre en place par coevolution
• La creation de l isthme de Panama, 3 millions d ans, qui a mis en contact les faunes tres distinctes des deux ameriques, a declenche par la une vaste hecatombe.
  
  • de nombreux groupes de mammf qui avaient evolue dans l isolement en Amerq du Sud ont disp brutalement
  • plusieurs familles d amerique du nord ont colonise le sud du continent
  • seules qq rares espces ont fait le chemin inverse dont les tatous, opposums, porc epic ainsi q un paressuex geant auj eteint

Question 112

Biodiversite

• fluctuation du nv des mers

Answer 112

• La fluctuation du nv des mers suscitee par la succession des glaciaires et interglaciaires a egalement joue un role important dans l histoire de la bioD, en isolant ou reunissant momentanements des iles et des continents
  
  • lors de la periode glaciaires, les iles continentales sont generalement rattachees par un pont terrestre a leur continent (Grd Bretagne a l Europe, Nouvelle guinne et Tasmanie a l australie)
  • de tels ponts peuvent meme relier des masses continentales diff (Behringia entre Eurasie et Amerq du Nord)
• De tesl contacts terrrestres sotn moins necessaires pour certains organsm ayant evolue des moyens de disseminations propres, leur permettant de coloniser des milieux eloignes
  
  • Le cocotier dont les graines trnsp par les courants marins, peuvent atteindre toutes les iles oceanq
  • les insectes volants sont parfois emportes par les vents sur des centaines de kilometres
  • same pour les oiseaux
  • on a peut documenter qq cas hist de colonisation nat :
    
    • Heron garde boeuf, une espec afrc dont qq indv emportes par une tempete ont pu atteindre la floride. L espece s y est instalee et depuis s est progressivement repandue dans les deux amrq
    • Une chouette (genre Harry Poter) du canada c est retrouve a Hawai

Question 113

Biodiversite

• Endemisme

Answer 113

• Cette dispersion par les airs est d ailleurs pour bcp d orga le seul moyen de colonisation des iles oceanq, qui resultent souvent d une reuption volcanq plutot que d une frgmentation continentale (Hawai, Galapagos)
  
  • les qq especes d oiseaux ayant reussi a atteindre ces iles isolees ont generalement donne lieu a une radiation evolutive locale tres forte et par suite a des taux d endemsime tres elves
    
    • du fait de leur longuer isolation ces ecosysteme sont aussi particulm fragiles
  • ainsi un bon nb d oiseaux insulaires ont perdu leur capact de voler (apterisme insulaire) a cause de l abs de predateurs mammaliens, mais aussi parce que la dispersion est souvent contre selectionnee sur les iles
  • ce caract les rend tres vulnerables face aux predateurs nouvellement inroduits
• Le meme endemisme et la meme frglt (syndrome d insularite) caract d aillleurs tous les ecosystemes isoles que ce soit en milieu terrestre ou aquatq
  
  • un lac en plein continent isole de tout autre ecosyst aqtq (lac baikal au nord de la mongolie) developpera aussi un endemisme tres prononce
  • il est de meme pour les massif montagneux en regions tropicales (Monts Kenya et Kilimandjaro en afrq) IL s agit osuvnet de milieux necsst une protection particuliere

Question 114

EC

• Comportement et selection naturelle
• introduction

Answer 114

• le comportement a une valeur adaptative et est faconne par la selection naturelle
• Le but est de comprendre comment un comportement represente une adaptation
  
  • Une adaptation est un changement apporte pendant l evolution par le precessus de la selection naturelle
• Principes de la slection nat :
  
  1. variation entre indv
  2. heritabilite de certaines variations
  3. competition entre individus
  4. difference de survie/ reproduction entre les phenotypes (et donc des genotypes)

Question 115

EC

• Comportement et selection naturelle
• alternative a la seclection nat pour expliquer l evolution des comportements
  (1) Derive genetq

Answer 115

• Derive genetq
  
  • effet aleatoire sur la propagation des alleles (des alleles letaux peuvent se reprendre dans la population)
  • plus frqt dans les pett populations (car la proba qu un allele disparaisse par hasard est plus grande)
  • goulot d etranglement (apres un evenement ou la majorite de la population n a pas survecu ce sont les proprietes des indv les plus resistrants qui sont repandus)
  • effet fondateur (deux indv colonisent un nouveau territoire, donc tous les descendants auront leurs traits)
• Si un couple a un seul jeune, un seul des alleles du pere vs de la mere est transmis et donc lautre allele est perdu -> rien a voir avec l adaptation
• Ex de l effet de la taille d une pop sur la derive genetq :
  
  • 2 pop separees geographiquement divergent. Il y a deux explications :
    
    • la selection naturelle (les conditions geologiques peuvent etre potentiellement differente) ou l effet stochastique (hasard)
  • oui la derive genetq peut expliquer l evolution de certains comportements mais pas pourquoi il y autant de comportements si bien adaptes a l environnement
    
    • les comportements refletenet des adaptations
  • EVOLUTION ≠ SELECTION
• Ex de l oie des neiges :
  
  • 2 phenotypes existent : blanc ou bleu
  • les jeunes qui ont un parent blanc vont rechercher majoritairement un partenaire blanc
  • la fitness des deux morphes n ont pas de diff pq ?
  • Une possibilite serait que la fitness est identq mais pour arriver a cette fitness les deux morphes font les choses diff

Question 116

EC

• Comportement et selection naturelle
• est ce que les comportements sont ils toujours bien adaptes a l env ?

Answer 116

• Pas forcement :
  
  • derive genetq
  • flux de genes entre populations adaptes localement (adaptation locale)
• Generation apres generation on transmet des genes qui s adaptent de mieux en mieux a l env. Si les genes se sont bien adaptes a lenv pq changer d env?
• Certains jeunes veulent ou sont contraints d aller voir ailleurs, ils se retrouvent donc dans un env ou ils ne sont pas parfaitement adaptes
• Le jeune issu de l union d un immigrant et d un resident ne sera pas totalement adapte a l env ou il se trouve
  
  • changement rapide dans la qualite de l hbt de telle facon que l organisme n a pas encore eu le temps de s adapter au changement (changement habitat)
• Ex adaptation locale (des genes mal adaptes arrivent dans une pop ou tous les genes sont adaptes a l env)
  
  • chaque point bleu represente une pop (avec certaines conditions…)
  • la couvee modale est la couvee la plus frqt dans la pop. La couvee la plus productive est la couvee ou il y a le plus de pett
  • les valeurs positives sur le graphe montrent que : couvee productive > couvee modale. les valeurs negatives montrent l inverse
  • le flux genetique peut perturver leq dans la pop car ca amene de la variance
  • dans les mauvais habitats, la couvee la plus productive est plus pett que la couvee la plus frqt
  • flux de genes de la part d indv non adaptes produisant des pontes trop grandes
  • dans les bons habitats, la couvee la plus productive est plus grande que la couvee la pllus frqt
  • flux de genes de la part d indv non adaptes produisant des pontes trop pett

Question 117

EC

• Comportement et selection naturelle
• traits d hist de vie

Answer 117

• pq ces diff de taille de ponte ?
  
  • qualite des parents et qualite de l habitat
• Traits d hist de vie corrspondent aux caractq fortement associees a des diff de fitness
• Il existe diff compromis :
  
  • compromis au nv de l age de la maturite sexuelle
    
    • Le gypaete barbu atteint sa majorite sexuelle a 11 ans (= tard) alors que la caille atteint la sienne au bout de 60 jours (= tot)
  • compromis entre la reproduction actuelle et la future reproduction
    
    • le choix d un indv est fait par rapport aux caractq actuelles (on ne ferait pas le meme choix le jour suivant)
    • quel est le lien entre ce qu un indv fait actuelement pour sa famille et ce quil fera pour sa famille l annee d apres
    • a cause d une famille bcp de chose peuvent arrv. Une famille demande bcp d energie ca aura donc un impact sur la reproduction de l annee d apres = cout de la reproduction
    • si les jeunes payent le cout de la reproduction lorsq un mauvais temps, les parents n adaptent pas leur effort parental ce qui entraine la mort des jeunes
    • si les parents payent le cout de la reproduction lorsq mauvais temps ils adaptent leur effort. Cependant, ils peuvent tomber malade plus faciliement ou ont un risque de plus se faire predater…
    • inverstissement terminal :
      
      • les parents ne font pas attention a leffort produit car ils savent aue l annee prochaine ils ne se reproduiront plus
  • compromis entre le nombre et la qualite des jeunes
    
    • est ce que le nombre influence la qualite ? est ce que la qualite influence le nombre ?
      
      • pour tester lsi le nombre influence la qualite, il faudrait modifier le modf le nombre de jeunes. Si y a plus d individus les enfants seront moins nourris rentreront en competition… donc ils seront de moins bonne qualite
    • bcp de decisions doivnet etre prises a cuase des compromis a faire
• Etude Oxford sur l evolution de la taille de ponte chez la mesange charbonniere :
  
  • plus il y a de jeunes dans le nid plus ils sont legers (car il faut partager la nourriture). On a une relation negative entre le nombre de jeune et leurs conditions physiq
  • plus le jeune est lourd, meilleure est sa survie
  • quel serait le nombre optimal d enfants a produire ? Entre 8 et 10 : bon milieu pour quils soient assez nourris et quil y en ait assez pour survivre
  • il faut aussi tenir compte de la survie des parents . S ils produisent trop de jeunes il y aura une chute drastq de survie des parents
  • La selection nat conduit les indv a prendre les bonnes decisiosns. Mais des erreurs sont tjrs presentes car l env fluctue dans le temps

Question 118

EC

• Comportement et selection naturelle
• prediction concernant la relation entre nombre et qualite des jeunes :

Answer 118

• On s attend a une relation negative (en vert). Mais apres etude on trouve l inverse (en rouge) :
  
  • les parents les plus aptes sont ceux qui ont les meilleurs habitats (= ils selectionent et monopolisent les endroits ou ils vont se reproduire)
  • les indv ayant monopolises un endroit ne vont donc pas tres loin pour trouver de la nourriture
  • on en conclut qu il n y a aucun compromis entre le nombre et la qualite des jeunes
• Test experimental pour etudier le compromis entre nombre et qualite des jeunes :
  
  • 3 jeunes d un nid sont echanges contre 1 jeune d un autre nid. L echange des jeunes doit vior lieu jjsute apres eclosion ou un peu plus tard, mais pas trop tard
  • on compare le phenotype des enfants adoptes avec le phenotype des parents adoptifs
  • la ressemblance physique entre enfants et parents biologiques peut etre donnee avant eclosion. En effet la mere peut injecter un certain nombre d hormones ou de gene dans son oeuf
    
    • l insemination artificielle est la meilleure facon de realiser ce test
    • une femelle peut donner +/- de ressources a son oeouf en fonction de la condition du male (= elles investissent differentiellement selon le male)
  • Allocation differentielle
  • Avoir un traiteent de controle est interessant voir utile. Il permet de mieux comprendre la reaction des parents (savoir s ils sont +/- stresses suite a l ajout ou a la suppression de jeunes)

Question 119

EC

• Comportement et selection naturelle
• compromis nombre de jeunes et qualite des jeunes

Answer 119

• ces deux traitements sont alloues aleatoirement entre les diff couples et dans la fourchette nat
• la seule diff est la traitement (-2 ou +2 jeunes) mais aucune diff stat dans la taille de la ponte, date de la ponte, qualit de l hbt ou des parents entre les deux traitements
  
  • Cependant un test avec juste le triatement qui differe est impossible donc on fait un choix aleatoire dans les couples choisis. On choisis des couples qui ont +/- la meme taille d oeufs +/- la meme date de ponte
• ainsi la diff de masse entre jeunes obsv sera due au traitement et pas a d autres facteurs
• il faut un echantillon minimal pour detecter une difference significative. Il faut aussi tenir compte de la proportion de ressources a disposition

Question 120

EC

• Comportement et selection naturelle
• alternative a la seclection nat pour expliquer l evolution des comportements
  (2) Transmission culturelle par apprentissage

*pq etudier l apprentissage et copier les comportements des autres ?

Answer 120

• pq etudier l apprentissage et copier les comportements des autres ?
  
  • une decissioni comportementale depend de plusieurs facteurs (genetq- env- relation sociales)
  • le comportement n est pas entierement determine genetq. Mais la reaction face a un changement d env peut etre en partie determine genetqment
  • apprentissage - culte. L apprentisage peut accelerer la bonne prise de decision
• Ex :
  
  • choix du partenaire chez les poissons : les femelles copient le choix des autres femelles
  • la femelle 1 ne voit pas le male orange, mais la femelle 2 croit que la femelle 1 a donc choisit le male rouge
  • Est ce que le choix de la femelle 2 va etre son inne ou le choix de ce quelle a obs ?
• Copier le choix du partenaire d une voisine
  
  • femelles qui n ont pas vu le choix d autres femelles
    
    • elles preferent les males rouges mais lorsq les deux males sont tres rouges, elles n arrv plus a determiner leq des deux est le plus rouge
    • l intensite de la preference est relativement forte
  • femelles qui ont vu le choix d autres femelles
    
    • elles choisissent les plus oranges car elles copient les femelles mais si la diff est ennorme elle revient a son choix initial et choisit un male rouge
  • si la diff de coloration entre les males 1 et 2 est prononcee la femelle observatrice ne copoe plus le choix de la femelle qui choisit
  • les femelles preferent les males moins rouges qui ont ete precedemment choisis par d autres femelles comme partenaires
• Ex du goeland argente et goeland brun :
  
  • en angleterre les goelands argentes sont sedentaires et les goelands bruns sont migrateurs
  • Question : est ce que le comportement miggratoire des goelands bruns et le comportement sedentaire des goelands est sous controle genetq ou resulte d un apprentissage ?
    
    • test experimental : echange d oeufs entre nids d especes -> c est possible car les especes sont tres proche phylogenetiquement
  • les jeunes goelands argentes eleves par les goelands brunc deviennent migrateurs mais peut etre partiellement car ils ont qd meme une tendance sedentaire
  • les jeunes goelands brun eleves par les goelands argentes ne deviennent pas sedentaires mais restent migrateur
  • Le comportement migratoire est partiellement sous controle genetq et partielleemnt sous controle parental

Question 121

EC

• determinsime genetique du comportement ?
• que veut dire : un comprtment determine genetiquemet ?
• methodes pour determiner si un comportemnet est sous controle genetique ?

Answer 121

• % variance phenotipique : diff de comportement entre indv
• h^2 mopho > h^2 comportement : traits morpho sont determines plus fortement genetiquement que les traits du comportemet
• Methodes de determination :
  
  1. Cross fostering : echange de jeunes dans le nid.
     
     • pb des effets maternels : cchoix de la mere de donner certaines chose a son enfant, mais l effet maternel peut etre determine genetiquement
  • but : savoir si un allele determine certains traits donc comparaison entre indv apparentes pour voir sil y a uen ressemblance ou non
    1. selection artificielle : h^2 = Vg / Vp
  • On puet vraiment montrer que cest genetq
    1. Croisement
  • croiser des indv avec certaines caracteristq pour voir les effets geneq
    1. Modele animal
  • Ex : qntt de lait produit par une vache, qntt de viande presente chez les poulet… On considere tous les degres de parente
  1. recherche de genes : approche gene candidat/genomq
• Approche gene candidat :
  
  • gene trouve chez une espece et on espere le trouver chez une autre espece. On cherche specifiquement ce gene candidat chez l autre espece. La conseqc c est qu on reste blq sur un gene et on ne cherhce pas les autres genes
• Approche genomq : on seqc le genome et on cherche si le gene est lie a un trait
• Les deux apporches sont complementaires
• Ex de l effet maternel : sous tres fort controle genetq
  
  • on compare le phenos entre des indv apparentes et non apparente
  • on essye de voir si la condition physique est liee a la couleur du plumage
  • si la couleur est identq entre les jeunes et leur mere biologique, ca peut etre explq par l effet maternel ou par la genetq
  • si la nourriture influence l expression de la couleur du pelage, les enfants et leur mere non biologique auront la meme couleur
  • cf image
    
    • le premier graphique nous montre un effet genetq par rapport a l elevage de freres dans leur nid d org ou adoptif
    • le deuxieme graphq nous montre que l env d elevage n influence pas l expresssion de la couleur du pelage
    • le troisieme graphq nous montre que les conditions physiques n influencent pas l expression de la couleur
  • l expression de la couleur est sous fort controle genetique
  • les comportements de quemande s expriment chez des especes ou il y aune relatioin sociale
    
    • les necrophores peuvent predigrer la nourriture pour leur pett meme si ceux ci peuvent manger suels
    • les perce oreilles font la meme chose
    • chez la mesange chanrdonniere on obs des comportements physiq, soit dedies aux freres et soeurs (mettre ses ailes devant eux) ou dedies aux parents (cris, couleur de la gorge).
• Quel est le role genetique dans le fait que les freres et soeurs se comportenet de la meme facon ?
  
  • la courbe rouge est peu probable car les enfants quemandent toujours, donc impossible quelle soit au point 0 a un moment
  • on mesure le taux de quemandes apres que les pett aient ete prives de nourriture
    
    • les groupes sont relies par rapport a la date. On obs un effet fort de p ( significatif car 0.0001<0.05) donc la date est fortement associe au nv de quemande
    • pour les groupes qui sont dans le nid d org, peut etre que l effet significatif est du a l effet maternel
    • diff de phenotypes entre les freres et soeurs

Question 122

EC

• determinsime genetique du comportement ?
• selection artificielle : coccinelle

Answer 122

• il y a un polymorphisme de coloration chez les coccinelles
• Est ce que la variation des preferences est due a des genes ?
  
  • cf image
  • pour la courbe rouge : l allele codant pour la preference des males noirs augmentent genetation apres generations jusq arrv a 100% de preference. Au contraire l allele codant pour la pref des males melanq diminuent
  • pour la courbe bleue : le gene pour la preference des males melanq est elimine pett a pett
• La genetq contribue a cette preference mais n est pas le seul facteur

Question 123

EC

• determinsime genetique du comportement ?
• selection artificielle : fauvette a tete noire

Answer 123

• les jeunes males et les femelles ont la tete brune
  
  • normalement les fauvettes vont dans le sud de la France, mais depuis les annees 60 des fauvettes vont en angleterre pour hiver
  • ce changement nous montre qu aller en Angleterre ou dans le sud de la France revient au meme au nv de leur fitness et survie
• Est ce quil y aurait un polymorphisme dans la pop ? un gene responsable de la voie migratoire ?
  
  • Entonnoir d Emlen :
    
    • grace a cet outil on peut determiner dans quelle direction nles oiseaux veulent aller pour migrer
    • lors d un croisement entre une fauvette qui va en Angleterre et une fauvette qui va en France les descednants veulent migrer exactement entre les deux directions
    • la tendance pour aller dans le sud de la France ou en Angleterre est sous controle genetq au moins partiellement
    • Les parents etaient partiellement migrants pour aller au sud de la France (il y avait de la variation dans la tendance a se rendre au sud de la France)
  • Polymorphisme pour un gene codant pour la migration
• Des diff genetq entre indv peuvent conduire a des diff comportementales MAIS qud on parle d un gene pour un comportement, cela n implique pas qu un seul gene code pour ce comportement. Et cela n implq pas que ce ou ces genes explq l entier de la variation comportementale entre ind
  
  • ce qui nous interesse c est la diversite des indv dans leur comportement et a quel point ces diff sont explq par des genes

Question 124

EC

• Egoisme et altruisme
  (1) Altruisme reciproque

Answer 124

• Selection de groupe
• Coefficient d apparentement
• Selection de parentele
• (1) Altruisme recirpoque
  
  • Un individu observe un donneur qui epouille un receveur
    
    • (a) recipricite directe : le receveur epouille en retour le donneur
    • (b) reciprocite indirecte : l observateur epouille le donneur
    • (c) reciprocite generale : le recevuer epouille en retour un autre indiv
    • (d) biological market : echange de commodite (ex : epouillge contre nourriture)
• Expreience sur des chouettes :
  
  • les choettes se souviennent de ce qu elles ont fait la journee, par exemple celle qui a epouille l une de ses camarades la journee a plus de chance d obternir de la nourriture le soir par celle ci

Question 125

EC

• Egoisme et altruisme
  (2) Mutualisme

Answer 125

• Mutualsime dans la region plante/pollinisateur :
  
  • les plantes donnent du nectar ou du pollen aux insectes pour les induire a polliniser les fleurs (= benefices mutuels)
  • le cas particulier des orchidees :
    
    • les orchidees ne donnent ni hectar ni pollen aux insectes
    • comment est ce que les orchidees arrivent a convaincre les insectes a les polliniser ?
  • Hypothese : les orchidees ont evolue des colorations/formes identq aux fleurs qui elles donnent une recompense pour le travail de pollinisation
• Experience avec l Orchis a odeur du sureau et le modele Mimule tachete :
  
  • Ici l apprentissange est un avantage pour le comportement obtenu genetiquement
  • Phase ou les bourdons sont experimentes :
    
    • traitement 1 : ils ont compris qu aucunes fleurs rouges ne donnaient a manger donc ils se concentrent sur les jaunes. Quelques erreurs persistent
    • traitement 2 : meme conclusion ils ne vont que sur les rouges car ils savent que cest celles qui donnent de la nourriture
  • pq les fleurs poussent elles qd les insectes sont inexperimentes ?
    
    • les orchidees fleurissent tot en saison pour que les insectes les pollinisent avant qu ils comprennent qu elles ne donnent aucune recompense
  • pq les bourdons sont ils naifs ? Pq ils n ont pas develpp une capacite a comprendre que les orchidees trichent ?
    
    • elles sont trop rares. Selection pas assez intense. Les insectes ne se trompent pas assez souvnet pour que ca ait un impact sur la fitness
  • pq les bourdons preferent ils les fleurs jaunes aux fleurs rouges ?
    
    • les fleurs jaunes sont plus frq. C est une preference innee. les fleurs jaunes donnent plus de nectar ?

Question 126

EC

• Egoisme et altruisme
  (3) Egoisme et parasitisme

Answer 126

• le coucou gris
  
  • Pq etudier le coucou ?
    
    • forme de parasitisme :
      
      • les coucous fris pondent leurs oeufs dans le nid d autres oiseaux. La mere du coucou gris gobe l oeuf de lautre oiseau pour le remplacer par le sein
      • le coucou geai pond ses oeufs dans le nid des corneilles et des pies, mais il ne tue pas/ n evacue pas les oeufs deja presents dans le nid. Ils tolerent que les parents nourrissent leurs pett biologq.
      • plusieurs explications possble :
        
        • peut etre parce que s il n y a pas assez d oeufs les parents ne vont pas nourrir le coucou
        • peut etre pour que les enfants biologq quemandent a la place du coucou qui aura simplement a leur piquer la nourriture
      • l incubation pour les coucous est plus courte que pour les autres oiseaux -> selection forte car le coucou doit pousser les oeufs biologiques des parents une fois quil a eclos
    • egoisme
    • empreinte
    • relation parents enfant
      
      • par definition les parents s occupent de leurs propres enfants. Ici on est face a un systeme ou les parents ne sont pas affilies aux pett.
      • le coucou essaye de soustraire toutes les ressources de ses parents adoptifs car il ne sait pas qud est ce que celui ci va arreter de le nourir, il se fiche de savoir si ces parents adoptifs vont faire d autres pett l annee d apres. De plus ce n est pas sa mere biologq
      • le comportement du jeune de demander plus de nourriture q son pere non biologq va se repandre dans la pop ≠ du jeune qui quemande a son pere biologq
        
        • pq ?
          
          • le jeune qui est nourri par son pere biologq est selectionne pour ne pas en demander trop a celui ci car pourrait reduire la capacite reproductrice de son pere l annee d apres
          • le jeune qui est nourri par un pere non biologq est selectionne pour quemander exagerement car il s en fout d epuiser le pere
            
            • les jeunes (biolgq ou non) sont en competitions donc ils quemandent de +/+ meme si c est leur pere biologq car ils ne veuelemnt pas avoir moins de nourriture que les autres
    • anthropomorphisme :
      
      • tendance a attribuer aux animaux et aux animaux et aux choses des reactions humaines
      • le coeff d apparentement represente la relation entre deux indv : plus on est proche d une personne (frere/soeur) plus on va les menager. Cependant moins on est proche de la personne plus on va l utils
    • familles avec des jeunes issus de plusieurs peres
    • course aux armements (arms race)
    • selection dependante de la frqc
      
      • plus les coucous sont abondants plus les hotes les discriminet frqm. Au bout d un moment tous les coucous ont ete discriminer donc il nen reste plus et les parents finissent par discriminer leur propre enfant. Finalement les parents arretent d avoir ce comportement pour le bien de leur pett, mais le coucou reapparait et ainsi de suite
      • le prinia est souvent parasite par les coucous et pour cette raison il pond des oeufs tres variables de telle facon que le coucou a de la peine a s adapter
        
        • les coucous se specialisent donc dans le mimetisme d une sorte d oeuf d une sorte d oiseaux precis (oeufs bleus, rouges…)
  • Pq les oeufs du coucou gris sont ils mimetiq mais pas leurs jeunes?
    
    • (1) Les passereaux (=hote) apprendraient la coloration/forme de leurs oeufs par un meca d empreinte
    • (2) les passereaux nichant pour la premiere fois apprennent la coloration/forme de leurs oeufs avant que le coucou n ait pondu son oeuf
    • (3) une fois eclos, le jeune coucou ejecte les autres ouefs c est instinctif
    • (4) par consq un passereau qui niche pour la premiere fois et est parasite par un coucou apprendrait a nourrir les jeunes coucous et donc a rejeter ses propres jeunes dans le futur
  • La premier fois qu un oiseau pond un oeuf, il voit comment celui ci est et le retient
    
    • donc si un coucou arrive dans son nid et met un oeuf d une autre couleur, l hote va s en rendre compte -> c est pour cela que les coucous se focalisent sur une espece en general
  • La premiere fois qu un oiseau parasite par le coucou voit un pett naitre, c est un coucou et non un de ses jeunes biologq. Il va donc se dire que c est ce a quoi doivent ressembler tous ses autres jeunes. Lors des prochaines pontes qd il verra que ses descendants ne ressemblent pas a ca il les dsicriminera et les abandonnera
• Alternatives :
  
  • (1) Le coucou exploite son hote en produisant des cris de quemande exageres :
    
    • experience sur le jeune qui recoit le plus de nourriture de la paart d une mere rousserolle entre un coucou un merle noir et une rousserolle :
      
      • le coucou est nourri presq 2 fois plus que la rousserolle
      • le merle noir (= aussi gors qu un coucou) n est pas autant nourri qu un coucou
    • le coucou exploite ses parents pour etre nourri comme s il y avait 4 rousserolles
  • (2) Le coucou exploite son hote en exhibant une gorge tres rouge
    
    • En moyenne la gorge des coucous (toutes les especes confondues) est plus touge que les gorges des hotes
    • les parents surnourrissent les jeunes avec des gorges rouges

Question 127

Ecologie humaine :

• Systematique et evolution de l homme

*Homo sapiens

Answer 127

• parmi les especes ayant recemment etendu leur distribution a l echelle du globe, il faut en mentionner une toute particuliere, dont l impact actuel sur. ecologie de notre planete est sans precedent.
  
  • il sagit bien entendu d Homo sapiens.
    
    • defini par Linne comme un animal rationnel doue de parole en position erigee et pourvue de deux mains, l homme appartient a la famille des Hominides (hommes, chimpanzes et gorilles)
    • cette famille constitue avec celles des Hylobatides (gibbons) et des Pongides (orang outans), le groupe des hominoides grd singes d orgn paleotropicale, arboricole, caracterises par un mode de deplacement orgn.
    • alors que les hylobatides et dans une moindre mesure les Pongides ont conserve cette arboricolie, les represantents africains du groupe ont une actv nettement plus terreste
• On date de la fin du Miocene (-6 millions d annees) la separation entre les ancetres du genre Homo et ceux du genre Pan (chimpanze et bonobo).
  
  • cette epoque est marquee par un refroidissement considerable du climat et par la suite une retraction importante des forets tropicales.
  • alors que le massif forrestier reste consequent en afrq de l ouest (bassin du congo) il disparait presq complement a l Est a l exception des forets galeries et riveraines subsistant dans les depressions du grand Rift africain.
  • c est dans ce contexte de foret tropicale seche et fragmentee que cet ancetre donnera naissannce, au p=Pliocene (des -5 millions d anne) au genre Australopithecus (sous famille des Hominines).
    
    • ecologiquement les australopitheques conservent le regime alimentaire principalement frugivore de leur ancetre (et qui constt encore auj celui des chimpanzes)
    • ils acquierent cependant une particulatite nouvelle la bipedie qui facilite le deplacement en milieu ouvert et permet le transport et l utilisation d objet (outils, nourriture…)

Question 128

Ecologie humaine :

• Systematique et evolution de l homme

*Theorie de Coppens

Answer 128

• Selon la theorie de Coppens, l assechement de l est du rift a provoq l expansion de savanes et comme consqc le devlp de la bipedie et d un nouveau regime alimentaire
  
  • cette theorie est controversee par la decouverte au nord du Tchad de Sahelanthropus tchadensis, vieux de 7 ma et qui pourrait egalement avoir eu un mode de locomotion bipede
• A la fin du Pliocene (-2 ma) le refroidissement et l assechement se font plus marques.
  
  • une radiation evolutive au sein des hominiens amene l apparition de deux stratefies ecologq bien distinctes
    
    1. d une part le genre Paranthropus evolue vers un mode de vie plus resolument vegetarien avec des molaires enormes et une musculature mandibulaire tres dvlp. Il est tres possible qu il se soit egalement servi d outils pour deterrer des tubercules en milieux de savane seche. Les derniers representants du genre s eteingnent vers -1ma
    2. D autre part le genre Homo montre au contraire une tendance a une reduction de la taille des molaires et des mandibules, mais a ue augmentation de la taille du cerveau (qui passe au dessus des 500 cm^3)

Question 129

Ecologie humaine :

• Systematique et evolution de l homme

*Fossiles d Homos habilis

Answer 129

• Les fossiles d Homo habilis (le premier representant du genre) sont associes a la premiere industrie lithique (dite Oldowayenne, constt essentiellement de galets grossierement tailles) ainsi qu a des ossements de mamiferes.
  
  • bien que les analyses de ces ossements montrent la trace des outils de pierre, le caract rudimentaire de ces dernier ainsi que la stature de ces premiers Homo suggerent plutot une actvt de charognard profitant des animaux tues par les grd fauves et completant probablement son regime carne avec une actv de cueillette et la capature d invertebres
• Toute une succession de fossiles attribues a diff especes plus ou moins proches d une espece a la stature plus imposante (180cm), Homo erectus dont l outillage lithique inclut de grd bifaces qui lui permettent une actv de veritable chasseur
  
  • ce glissement de niche conduit entre autres conseqc a une premiere expansion hors d Afrq initiee il y a 1 million d annees, et qui le conduira jusq Chine et Asie du Sud Est.
  • par la suite plusieurs autres expansions hors d Afrq auront lieu accompagne a chq fois d outils plus perfectionnes
  • vers -400 000 ans un groupe d Homo heidelbergensis atteint l europe ou leurs descendant evolueront en Neanderthals
  • La technq dite mousterienne des Neanderthals leur permettent de chasser le gros gibier dans les toundras d Europe et du Proche Orient entre -100 000 ans et -30 000 ans periode a laq ils en seront evince par une nouvelle vague d hominides non sans avoir coexiste avec eux qq milliers d annes (certains echanges o emprunts culturels ont meme lieu comme un temoigne l industrie chatelperronienne des derniers Neanderthals)
• Cette derniere expansion est celle de notre propre espece Homo sapiens, apparu en Afrq il y a 150 000 ans ou il dvlp l industrie lithq dite du paleolithq sup plus elaboree et qui associe largement d autres materieux tels que l os ou les bois de cervides.
  
  • c est arme de cette technlg nouvelle que certains Homo sapiens quittent vers -100 000 ans l Afrq de l Est pour le Proche Orient puis l Asie du Sud Est.
  • L Australie est atteinte vers -50 000 ans ce qui impliq l usage de bateaux puisq ce continent est reste isole de l Eurasie meme au plus froid des glaciations
• Vers -40 000 ans des groupes d Homo sapiens viennent concurrencer les Neandertal en Europe, ou ils devlp la culture dite aurignacienne
  
  • la Siberie est atteinte vers la meme epq (-30 000ans) puis profitant de l abaissement du nv des mers provq par un refroidissement du climat qq tribus passent le detroit de Behring alors asseche et colonisent les Amerq vers -12 000 ans.

Question 130

Ecologie humaine :

• Impacts de l homme

* Anthropocene

Answer 130

• L anthropocene est l epoque geologique a partir de laquelle l activite humaine a un impact sur l ensemble de la biosphere.
  
  • ce concept est encore auj debattu (les impacts de l homme sont ils suffisant pour decrire une nouvelle epoque ?) selon les criteres de la commission internationale de stratigraphie qui determine la limite inferieure de l anthropocene entre -14 000 ans pour certains (extinctions de la grande faune du pleistocene) et les annees 1950 pour d autres debut de la grande acceleration du taux de CO2 dans l atmosphere suite a l activite industrielle
• dans tous les cas l activite d Homos sapiens a eu un effet notable sur la biosphere a diff epoques quel que soit la definition retenue pour lanthropocene qui reste une question debattue.

Question 131

Ecologie humaine :

• Impacts de l homme
• Exploitation directe

*histoire

Answer 131

• La thecnq lithique tres perfectionnee de ces chasseurs en font de redoutables predateurs.
  
  • en qq milliers d annees la plus grande part de la grande faune est exterminee (mammouths, cheveux, chameaux, … paresseux genat qui avainet resiste au contact des deux sous continents il y a 3 ma)
  • 57 especes de grands mammiferes disparaissent entre -12 000 et -10 000 ans contre 50 entre -2 ma et -12 000 (taux d extinction multiplie par 1000)
• Ce pattern est en fait general
  
  • en combinant les donnees d australie, europe et maerique on constt chez les mammfieres herbivores une extinction massive fortement correlee avec leur taille.
  • la disparition frappe 100% des especes de masse sup a une tonne contre 76% pour une masse comprise entre 1000 et 100 kg, 41% pour une masse entre 100 et 5 kilos et seulement 1,3 % pour une masse inferieure a 5kg.
    
    • sur chaq continent, ces extinctions coincident avec l arrv des humains
    • l expansion oceanienne la plus recente (a partur de 1000 AD) n est pas la moins meurtriere, puisquelle a touche des milieux insulaires a l endemisme particulierement eleve,
      
      • de nombreux oiseaux ont etre extermines dont les plus grds oiseaux ayant jamais existe
      • sur Hawai plus de 50 especes incluant ibis, oies, rales, chouettes, aigle, buse, cordeuz et paresseux se sont eteintes durant la periode polynesienne prehistorique
• Il est interessant de noter que l afrq est le continent ayant resiste le mieux a ces extinctions massives
  
  • le fait que l afrique soit le berceau de l humanite et que la faune loclae a donc pu coevoluer avec le gene HOmo mettant en place des mecanimses de defense efficiaces n y est certainement pas etranger
• Bien apres que la majorite des pop humaine a eu abandonne une economie de chasse et de ceuillette la chasse a persiste comme activite annexe
  
  • elle conduit de nos jjours encore certaines especes au bord de l extinction
    
    • les ressources marines sont encore exploitees essentiellement a travesr une economie de chasseur cueilleur
      
      • de nombreux especes de poissons ont vu leurs stock diminer ces dernieres decades
      • same pour les cetaces malgre une protection internationale officielle
    • bon nombre d especes protegees sont brraconnees souvent pour des raisons autres que trophhiques
      
      • la pharmocopee asiatq inclut notamment les os de tigre et les cornes de rhinoceros dentee achetees a prix d or aux bracconier
      • la moule de riviere autrefois repandue dans toutes les grandes rivieres d europe a ete surexploitee pour ses perles et ne presente plus auj que qq pop reliques dans la peninsule iberique apparement vouees a l extinction
      • la larve de cette moule est parasite de branchies de poissons nobles dont l esturgeon, egalement en voie de disparition
      • l elephant d afrq exploite pour l ivoire a vu ses effectifs diminer d emoitie dans le courant des annees 80 malgre le statut de protection dont il beneficiait
        
        • le pb pour cette espece est aggrave par le prelevement preferentiel des males (le sex ration de 0.01 dans certaines regions) et des vieilles femelles (desintegration de leurs societes matriarcales)

Question 132

Ecologie humaine :

• Impacts de l homme
• Exploitation directe

*relation mathematique

Answer 132

• l extinction d une espece est inevitable si le taux prelevement annuel excede son taux de croissance intrinseq (r)
  
  • pour les grands herbivores ce taux est de l ordre de 10%
  • il est particulierement faible pour les especes longevives a faible fecondite et maturite tardive
• les strateges K dont font partie les grandes especes comme les balainee, elephants et rhinoceros mais aussi des especes de taille modeste comme la moule de riviere sont donc particulierment vulnerable a la surexploitation
• l exploitation duralbe d une espece doit donc tenir compte de son taux de renouvellement naturel.
  
  • la strategie de prelevement ooptimal d une espece est en principe celle qui maximise sa productivite
  • si la courbe de croissance de cette espece est de type logistique alors sa productivite :
    
    • dN/dt = rN (1 - N/k)
  • montre une relation parabolique avec la densite
    
    • pour une logistique le max de productivite se situe a K/2
    • une gestion intelligente des ressources renouvelable devrait dans ce cas faire en sorte de maintenir la pop a la moitie de sa capct de soutien
  • le prelevement correspondant vaut r/2
    
    • si r = 0.1 le prelevement devrait etre de 0.05 soit 5% des effectifs preleves chq annee
  • Attention toutes les especes n ont pas une croissance exactement logistique
    
    • le rorqual commun par exemple montre un max de productivite proche de sa capacite de soutient
    • d une maniere optimale sa pop devrait donc etre maintenue a une densote proche de la capacite de soutient
• Un pb crucial dans la gestion des ressources renouvelab;e provient de ce qu on appalle la strategie des communs
  
  • par principe chq acteur economq cherche a maximiser son profit individuel
    
    • si un acteur est le seul exploitant d une ressource renouvelable (et que son economie en depend sur le long terme) son interet va donc consister a la gerer comme mentionne ci dessus de maniere a maintenir durablement une productivite maximale
    • si par contre l acteur est en competition avec d autres exploitants la facon la plus evidente pour lui de maximiser son interet indiv est d exploiter au max la ressource
  • IL n y a aucun avantage a menaer une espece rare, sachant que les indv qu il aurait epargnes seront preleves par un autre
  • Un acteur n a interet a menager un stock de renouvellement que sil voit une proba suffisante de beneficier des dividendes de son action dans un futur proche (retour sur investissement)
• Le bouquetin des Alpes a ete pratiquement eradique au siecle passe a cuase de cette strategie des bien communs
  
  • ce n est que dans une prop de chasse des rois d Italie (devenue depuis le parc national du gran paradiso) qu une pop relique a pu se maintenir
  • sachant que leurs bouquetins etaient a l abri d autres chasseurs le sprop de cette pop ont pu se permettre de la gerer de facon durable
  • par la siute le bouquetin a pu etre reintroduit avec succes dans le reste des alpes lorsq la chasse a pu etre geree sous controle centralise
• C est le jeu incontrole des interets indv qui fait ici le pb
  
  • le drame des balaines est quelles vivent dans les eaux internationnales
  • il est deja diff pour certains payes de controler le prelevement par ses propres ressortissant… la gestion de biens international pose souvent des pb diff surmontables.

Question 133

Ecologie humaine :

• Effets indirects
• Invasions biologiques

* introductioni volontaires

Answer 133

• Une des causes les plus importantes de la disparitiion d especes a cote des destructions d habitat et celle liees aux introductions d especes allochtones(= especes d orign etrangere au biome local)
  
  • le processus d exclusion competitive qui s ensuit est identq a celui provoque sur une echelle de temps geologique par l etablissement de nouvelles connexions entre continents longtemps separes
• Certains introductions sont volontaires.
  
  • des especes domestq : chevre, mouton, lapin, chat … ont ete amennees par les colons et sont souvent revenues a l etat semi sauvage.
  • les raisons du lacher ne sont pas toujours d ordre economq
    
    • l etourneau a ete introduits a NYC au siecle passe par un club amateurs de Shakespeare qui s etaait fixe pour but d acclimater dans le nouveau monde toutes les esepces citees dans l oeuvre theatrale du maitre
• En suise on compte une dizaine d especes introduites de mammf que ce soit pour le commerce de fourrure ou pour la chasse principalement
  
  • les autres groupes d animaux ne sont pas en reste puisque on comptait en 2006 une centaine d espece d oiseaux (dont 6 etablies), 4 especes de reptiles (etablies) une espece d amphibien (grenouille rieuse), 15 especes de poissons, 17 especes averees de crustacees et plus de 300 espece d insectes introduite sans compter les araignees, les mollusques, les vers….

Question 134

Ecologie humaine :

• Effets indirects
• Invasions biologiques

* introductioni involontaires

Answer 134

• Certaines introductions sont involontaires comme celles d especes commensales (rats, souris)
  
  • les bateuax peuvent abritere une faune insoupconnee de passagers clandestins
    
    • une etude de 1993 sur 150 cargos en provenance du Japon en Arizona a revele 365 especes transportees dans les ballasts
      
      • principalement des crustaces et des annelides mais egalement des protozoaires ou des diatomees qui toutes seront potentiellement relachees lors de la purge des ballasts dans les ports destinataires en arizona
• Le serpent arboricole qui mesure plus de 2 metres a l age adulte a atteint par bateau de nombreuses iles oceaniennes
  
  • sur l ile du Guam l introduction du serpent arboricole a entraine la disparition de 18 especes d oiseaux sur les 22 natives de cette iles
• C est fixe sur la coque de bateaux que la moule zebree s est repandue de la Caspienne aux reseaux fluviaux eurp puis plus recemment aux grd lacs americains mettant en daner plus de 50 especes d emoules endemq
  
  • en suisse la moule zebree est presente dans la plupart des lacs et grd cours d eau de plaine
    
    • son introduction et sa dispersion est principalement due au transport interne et externe au pays des bateaux de plaisance
• Ces dernieres annees c est la moule quagga proche de la moule zebree et dont le nom fait ref au quagga, une sous espece de zebre disparu qui envahit nos eaux
  
  • org d Urkraine a ete introduite en Hollande par les marches fluviaux puis en remontant le Rhin a colonise l allemagne, la belgique puis la suisse
  • au elle supplante la moule zebree dans plusieurs lacs, car plus competitive et sadaptant a des milieux plus varies
  • elle tapisse de grandes surfaces des lacs et pourrait meme asphyxier les frayeres a ombles chevaliers

Question 135

Ecologie humaine :

• Effets indirects
• Invasions biologiques

*couts economq

Answer 135

• Ces introductions s accompagnent souvent de couts enormes en teremes de perte de bioD
  
  • l introduction de la perche du Nil dans lac Victoria a entraine la disparition de 220 especes de Cichlides sur les 350 especes endemq a ce lac
  • l algue tueuse se repand de meme facon depuis son lieu de lacher en medit.
    
    • orgn des mers du sud, cette algue a ete acclimatees pour un usage dans des grd aquarium publics comme celui de Monaco
    • rejet dans la mer cette algue a vite envahi les cotes meditt et presente une forte toxicite pour des especes endemq
      
      • en particulier elle est la cause de la destruction de nombreux herbiers a Posidonie une plante a fleur marine de Medit formant des habitats riches en bioD
    • depuis 2011 elle s emble disparaitre sans que les raisons soient connees
• Les couts economq :
  
  • l introduction du lapin ou de la figue de Barbarie en Australie a devaste ou rendu impropre a la culture de smillion de km^2
  • la crevette d eau douce a ete introduite dans le Montana comme nourriture pour le saumon rouge
    
    • resultat catastrophique : la plupart des crustaces locaux ont ete elimines par le nouveau venu qui s est lui meme revele nnon consommavle par le saumon. Les pop de ce dernier se sont effondrees et avec elles tous ses predateurs naturels : aigles pecheux, ours,…
    • le nombre anuel de touristes a diminue

Question 136

Ecologie humaine :

• Effets indirects
• Invasions biologiques

*effets indirect : reoganisation des ecosystemes

Answer 136

• les effets indirects peuvent etre multiples, et entrainer de reorganisation smajeures d ecosystemes
  
  • l invasion des lacs europeens par la moule zebree a entraine une augmentation spectaculaire des effectifs de canards plongeurs qui s en nourissent
    
    • par contre se nourrissant de phytoplanction elel entre en competition directes avec le zooplacton affectant ainsi negativement la productivite des eaux en poissons
    • elle transmet par ailleurs le trematode parasite cause importante de mortalite chez les pett cyprinides
    • finalement elle se fixe sur les filets des pecheurs et dans le stuyaux d evacuation d eaux bloquant ainsi les stations de pompage
• Il est extremement diff de lutter contre de telles invations biologq :
  
  • c est parfois possible en milieux confines
    
    • le lapin a pu etre eradq de l ile de Layson suite a un effondrement nat de ses pop
    • la vegentation de l ile est a nouveau luxuriante mais 2/3 des especes locales d oiseaux se sont eteintes au cours du processus
  • dans certains cas les especes endemq menacees sont elevees en captivite pour etre reintroduite une fois que l envahisseur aura disparu
    
    • c est le cas du rale du Guam especes endemq de l ile, menace ou de mollusq terretres endemq de polynesie menaces par le mollules predateur se maintient a basse densite sur des proies alternatives ce qui lui permet de survivre a la disparition en nature des especes que l on cherche a conserver

Question 137

Ecologie humaine :

• Effets indirects
• Invasions biologiques

*lutte biologique

Answer 137

• la lutte biologique est une methode de lutte contre un nuisible au moyen d organismes vivant antagonsistes (predateur ou parasite) generalement introduit
  
  • elle a pu etre parfois applq avec succes comme dans le cas du virus de la myxomatose sur le lapin ou du papillon parasite
  • pour etre efficace le controleur utls doit etre tres specifique sinon le remede peut se reveler pire que le mal.
    
    • le mollusque introduit en Polynesie francaise dans 1970 pour lutter contre l escargot geant africain introduit a montre une pref nettre pour les especes endemq rares du Partulidae

Question 138

Ecologie humaine :

• Effets indirects
• Agriculture et elevage

*frise chrono de la derniere glaciation a la revoltion neolithq

Answer 138

• La fin de la derniere glaciation (12 000 ans BP) coincide avec un changement d ecologie important pour certaines pop humaine
  
  • au Levant par ex,, entre Sinai et LIban central, les Natufiens se sedentarisent par pett villages dans une region d oasis riches en faune et en flore exploitant les ressources locales animales (poissons, antilopes) et vegetales (cereales sauvage, recoltees a la faucille)
• Des 10 000 DP apparaissent les premieres tentatives de culture de cereales et d elevage et les premieres grosses bourgades
  
  • cette revolution neolithq s etendra progressivement a l Anatolie puis au monde Egeen et a lEurope
    
    • aux outils de pierre polie viendront bientot s ajouter la poterie et la vanneerie
• Des 6 500 BP la technog du cuivre puis du bronze et enfin du fer decuplera l efficacite de ces premiers fermier
  
  • ces technlg acceleront le defrichement progressif des forets climatq qui avaient occupe l europe de l ouest apres la derniere glaciation

Question 139

Ecologie humaine :

• Effets indirects
• Agriculture et elevage

* intensification de l agriculture : pertes collaterales

Answer 139

• ecologiquement c emouvement s accompagne de certaines pertes collaterales surtout en terme de vegetaux et animaux forestier
  
  • les pertes sont restees relativement limitees tant que l agriculture est demeuree extensive : bon nombre d especes de taille moyenne a pett ont pu s adapter au paysage de bocage tradi ou les bosquets haies et marais offraient une struct diversifiees d ilots de mature relies par de nombreux corridors
• l intensification recente de la griculture a ete tres prejudicianle a cette faune et flore ruderales
  
  • en suisse la disparition du bocage et l assechement de smarias ont entraine la disparition de nombreuses especes d oiseaux et de mammf
• Auj l agriculure occidentale est en surproduction
  
  • il s ensuit une certaine deprise agricole des efforts d extensification et une augmentation de l emprise forestiere
  • on peut esperer le retour d une faune et d une flore plus diversifiees
    
    • une prise de conscience de l importance des equilibres ecologiques et de la bioD se fait jour
    • des reserves nat sont amenagees certaines especes erada sont reintroduires ou reviennent nat ce qui ne va bien entendu pas toujours sans heurts qd il s agit de gros predateurs

Question 140

Ecologie humaine :

• Effets indirects
• Agriculture et elevage

*deforestation

Answer 140

• le pb de la deforestation touche auj essentiellement les regions tropicales
  
  • les forets tropicales occupent moins de 7% des surfaces emergges mais hebergent plus de la moitie des especes
  • le pb est important lorsq considere le cline latitudinal de bioD :
    
    • il y a 3 especes de fourmis en Alaska, contre 222 au Bresil
    • la richesse spe en oiseaux est x30 entre le canade et le mexique
    • sur 10 hectares de forets a Borneo on compte 700 especes d arbres soit le meme nombre que pour toute l amerique du nord
    • dans une foret tropicale au perou on a meme compte sur un hectare 275 especes d arbres (contre une 10 dans les forets temperees)
    • sur un seul de ces arbres on a pu compter 43 especes de fourmis soit aurant que pour toute la grd bretagne
• En 1978 une expedetion botanq dans uen foret tropicale isolee au Perou recense 90 especes nouvelles de plantes toutes endemq
  
  • la faune na pas ete etudiee mais on peut estimer que 10 a 100 fois plus d especes endemq s y trouvaient unq chez le insectes
  • 10 ans plus tard ce massif etait rase pour faire place a l agriculture
• donc la plupart des especes disparaissent avant qu on ait meme conscience de leur existence
• Detruire 1km^2 de foret tropicale met en danger au min 10 fois plus d especes qu en zone temperee
  
  • or 70% de ces forets ont deja disparu et la deforestation continue au rythme de 1-2% par annees
  • a ce rythme 90% de ce qui reste aura disparu dans un siecle
• A la deforestation proprement dite vient s ajouter le pb de la fragmentation :
  
  • les pett pop ont un risque aug d extinction du fait de la stochasticite demographq
  • l extinction n est pas immediate, les pett pop peuvent rester en sursis qq tempsa vant de s eteindre
    
    • mais a terme la disparition est ineluctable
  • par effet de cascade l extinction de grosses espces entraine celles de pett especes infeodees
    
    • lorsq le frgment forestier est trop pett pour abriter une pop de pecaris la riche faune de batraciens se reproduisant dans les souilles creees par ces suides dsparait egalement
  • effet de lisiere joue egalement un role :
    
    • les zones externes des massifs forestiers residuels sont mdf ecologiquement par leur proximite a la matrice env; seule la zone cnetrale reste intacte
    • l etude du succes reproducteur de passereaux forestier dans le Michigan montre bien que la predation et le parasitime de ponte augm avec la proximite de la lisiere
• Finalment la deforestation entraine une modf dirable des cycles geochimq de l ecosysteme :
  
  • suite a une exp de deforestationi de 15.6 a Hubbard brook, les petes d eau par ruissellement augm de 30 a 40 % la concnetration en potassium de ces eaux fut multpl par 15 et celle en nitrates par 60
    
    • non seulement les nutriments etaient lessives mais l eau devenait impropre a la consommation
• En termes unq economq, la deforestation est souvent une mauvaise solution a long terme meme si certains acteurs en profitent a court terme
  
  • un calcul precis a ete fait pour certaines forets tropicales du Perou
  • un hectare de foret rapport 1000$ en cas de coupe rase puis 200$ par annee s il est ensuite converti en pature
  • une exploitation douce des ressources de cette foret rapporte par contre 400$ par annee
  • un caclul rapode permet de voir que l exploitation douce est plus rentavle des 4eme annee
  • le pb est que le sgrd industries forestieres ont davantage de profit immediat a appliq la premiere tentative alternative et que cet etat de fait risque de durer tant quil y auara des forets a exploiter

Question 141

Ecologie humaine :

• Effets indirects
• revolution industrielle

*eutrophisation

Answer 141

• la revolution industrielle surtout a partir du milieu du 19e siele s est accompagnees de modifications majeures des ecosystemes liees a une intervention accrue de l hommes
• Eutrophisation des biomes dulcioles (lacs, rivieres) est lie a un rapport excessuf de nutriments, sous forme des nitrates et phosphates repandus avec les engrais mineraux industriels.
  
  • un lac enrichi passe progressivement d un etat originel oligotrophe a une etat mesotrophe puis eutrophe
  • la richesse en mutriments aug fortement la productivite en zone photique conduisant a une croissance rapide du phytoplancton, des algues filamenteuses et des macrohpytes
    
    • la photosynthese y est tres forte et par jour ensoleillee l eau se sature en oxygene qui s echappe sous forme gazeuse
    • de nuit la respiration consomme au contraite le plus grande partie de l oxygene dissout ce qui peut entrainer l asphyxie de certians organismes
    • par ailleurs une augmentation de produtivite vegetale se traduit par une augmentation de consmmateurs primaires (crustaces planctonique )
  • tous ces organismes ne sont pas eux memes consommes a leur mort les cadavres tombent en zone aphotique et s accumulent sur les sediments benthq
  • la decomposition bacterienne consomme progressivement tout l oxygene present si bien que le milieu devient anoxique
  • a terme seules quelques bact anaerobies survivent alors que tous les detritivores (oligochetes, mollusques, crustaces) disparaissent
    
    • les poissons sont aussi touches par cette eutrophisation les oeufs et stades larvaires etant particuliermenet sensibles au manque d oxygene
    • du fait de la forte stratification des temperatures ces eaux anoxiques peuvent se maintenir dans cet etat sur de longues periodes (en fait qu aucun hiver froid ne permet le melange des couches)

Question 142

Ecologie humaine :

• Effets indirects
• revolution industrielle

*pluis acides

Answer 142

• les oxydes de souffre produits par la combustion d energies fossiles de meme que les oxydes d azote se formant lors de toute combustion se combinent avec l eau atmospherique pour former des acides sulfuriques et nitriques
  
  • il s ensuit une forte augmentation de l acidite des precipitations dans divesres regions industrialisees ou le pH moyen des pluies a passe de 6 a 4 entre 1955 et 1985
  • l acidite des plans d eau augmente en conseqc
  • l ecolution de la microplore de diatomees d un lac eccossais etudiee par carottage montre ainsi une diminution rapide du pH a partir du milieu du 19e siecle
• l acidite es eaux met en solution des sels d aluminium tres toxiques ce qui se revele souvent desastreux pour la faune aquatique
  
  • de nombreux lacs d europe du nord et du anada ont ainsi perdu toute faune piscicole
  • certaines forets ont egalement fortement souffert de cette acidification des precipitations

Question 143

Ecologie humaine :

• Effets indirects
• revolution industrielle

*effet de serre

Answer 143

• l atmosphere absorbe une bonne part des infrarouges mais laisse passer le rayonnement visible qui sera en partie absorbe par le sol
  
  • en se rechauffant ce dernier emetrra a son tour un rayonnement infrarouge
  • interceptes au nv de la basse atmosphere ces infrarouges contriburont a la rechauffer
• on appelle : effet de serre ce phenomene par analogie avec le fonctionnement des serres de jardins : les parois vitrees laissent entrer le rayonnement visible mais ne laissent pas ressortir les IR renvoyes par le sol chauffee
  
  • le rayonnement est ainsi piege
  • il s agit d un effet naturel, crucial pour la vie sur Terre
  • sans effet de serre la temp moyenne a la surface de notre planete serait de -18 degres envo contre 15 degres actuelle
  • la vie ne s y serait proba pas devlp
• Cepenant on assiste actuellement a un accroissement excessif et potentiellement nefaste de cet effet de serre cause par l actvt humaine
  
  • les principaux gax a effet de serre sont la vapeur d eau, le gaz carbonq, methane, oxydes d azote, chloroflurocarbones
• La production antropogenique de methane est liee a la deocmposition anaerobique de matiere organiq
  
  • ce gaz n est pas le plus problematique :
    
    • sa production devrait rester limitee et sa duree de vie est relativement faible
• Les oxydes d azotes a duree de vie plus longue proviennet en partie de la combustion des energies fossiles par les vehicules et les chauffages et pour le resete de la transformation atmospherique des oxydes nitreux produits par les bact du sol lors de la denitrification des engrais
• Les chlorofluorocarbones produits par l industrie (et utls notamment pour les refrigerateurs) ont quant a eux une duree de vie tres longue et une capacite d absorption tres importante
  
  • leur production est cependant auj en diminution
  • ils sont tres generalement proscrits a cause de leur effet devastateur sur la couche d ozone
  • la concentration en freon11 atmospherique semble auj stabilisees et celle du freon12 devrait bientot en faire autant
• Le gaz carbonique a une duree de vie tres longue de l ordre de plusieurs siecles
  
  • envi 65% du CO2 produit par l actv humaine depuis le debut de l ere industrielle se trouve encpre dans l air que nous respirons auj
  • et comme l exploitations des enrgies fossiles continue a un rythme acceleree ce CO2 va jouer un role determinant sur le climat de notre planete au cours des prochains siecle

Question 144

Ecologie humaine :

• Effets indirects
• revolution industrielle

*effet de serre

* cycle du carbones + reservoirs de carbone

Answer 144

• La Terre comme toute planere contient une grande quantt de carbone qui est regulieremnt transporte du manteau a la croute et retour dans le cadre des grands mouvement geologiques (sedimentation, tectonique des plaques, volcanisme)
  
  • il s agit d une dynamique relativement lente
  • la portion qui se trouve pres de la surface subit une dynamq un peu plus rapide etant constamment echangee et recyclee par les organismes, le sol, l air et les oceans
• On peut distinguer 4 principaux reservoirs de carbone :
  
  • l atmosphere :
    
    • contient actuellement 765 10^9 tonnes (giga) de carbones sous forme de CO2, correspondant a une concentration moyenne de 360 ppm par volume
    • il s agit dune moyenne : les valeurs varient selon les regions et les saisons : elles osnt plus fortes dans l hemisphere nord (ou se trouve les princpales sources indust de CO2) particu en hiver (periode d inactivte de la vegetation)
  • la biosphere :
    
    • contient qq 2190 giga tones de carbone organq dont 610 giga tonnes stockes sous forme de cellulose et lignine
    • le sol en contient 2 a 3 fois plus sous forme de matiere organq morte et de decomposeurs
  • la lithosphere :
    
    • constt un reservoir tres important
      
      • le carbone y est stocke sous forme de roches sedimentaires essentiellement calcaire mais aussi d energie fossiles telles que le charbon, petrole et gaz nat
      • il y a donc bcp plus de carbone sous forme d energie fossile que sous forme de CO2 atmosphq
  • l hydrosphere :
    
    • finalement constt un enorme reservoir
    • les oceans en contiennent qq 40 000 gigatonnes mais la plus grande part est mise hors circuit sous frome de bicarbonate dissous dans les couches profondes
    • la surface oceanq en contact direct avec l atmosphere en contient relativement peu
• Ces compartiments sont tous plus ou moins interconnectes
  
  • l atmosphere echange avec la biosphere approximativement 60 gigatonnes de carbone par an (fixe par les plantes puis rendu a l atmosphere par la respiration des consommateurs et decomposeurs) et 90 gigatonnes avec la surface des oceans
  • une partie du carbone de la biosphere passe dans le sol puis eventuellement dans la lithosphere (energies fossiles)
  • de meme les bicarbonates dissous dans les oceans pourront rejoindre les depots sedimentaire marins
  • par ailleurs les volcans relachent une partie du carbone de la lithosphere sous frome de CO2 lorsq des sediments calcaires ou riches en carbones osnt pris dans les zones tectonq
• Les valeurs donnees sont un eq dynamq qui etait relativement stable jusq l aube de la revolution indust
  
  • cet equilb est actuellement rompu du fait de l actvt humaine responsable d une production supplementaire de CO2 dans l atmosphere
  • la contribution le plus importante provient de la combustion des energies fossiles (relachent 5.5 Gt/an)
    
    • c est la contribution de loin la plus importante pour les pays indust
  • une part moins importantes provient de la deforestation intensive de certaines partie du globe
    
    • les ecosyst nat peuvent stocker de 20 a 100 fois plus de carbone que les ecosystemes agricoles
    • les arbres coupes sont brules puis les sol est travailler pour les semis
    • une qntt estimee a 1.6 Gt par an relachee dans l atmosphere
    • c est la contribution la plus importante pour les pays non industr
• Du fait de sa capacite thermq ce CO2 atmospherique devient donc une des causes princiales du rechauffement climatq actuel
  
  • la temp de notre terre est auj 0.2 egres plus elevee qu au debut de l ere industrielle
  • tout prte a roire que ce rechauffm va fortement s accelerer a l avenir

Question 145

Ecologie humaine :

• Quel futur ?

Answer 145

• les emissions de CO2 ne vont pas diminuer au cours du prochain siecle
• la conso d energies fossiles va meme probablement augmenter au fur et a mesure que la pop mondiale croit et que les nations du tiers monde s industrialisent
  
  • la pop mondaile depasse les 6 milliards elle saccroit actuelemment de 83 millions par annee et atteindra probablement 8 miliards vers 2020
  • la plus grd part de cette croissance est prevue dans des pays dont l industrialisation ne fait que commencer (afriq, amerique sud, asie)
• la combustion des reserves connues d energies fossiles a la potentiel de multiplier par 4 ou 8 la concentration atmospherique de CO2 cad d augmenter sa temp de 4.5 a 15 degres (les modeles numerq de situation du climat predisent en effet un accroissement de 1.5 a 5 degres de la temp de surface moyenne de la terre par doublement du CO2 atmosph
• pour ce qui est de la deforestation, le bilan global reste negatif malgre la restauration de certaines forets de l hemisphere nord
  
  • l accroissement de pop prevu en regions tropicales aug encore la pression pour transformer ce quil reste de forets en zones de production agricole
  • ici enore il ne fait pas s attendre a voir cette source de CO2 se tarir prochainement
• qu en est il des puits de CO2 et notament de la biosphere ?
  
  • de nombreuses plantes (dont la plupart des plantes cultivees) absorbent d avantag de carbonne et croissent plus rapidement lorsq l atmosphere est enrichie en CO2
  • elles retiennent egalement l eau plus efficacement puisque les stomates peuvent rester ferme plus longtmpe
  • ces processus devraient en principe accroitre la productivite vegetale et donc diminuer le CO2 atmospherq
• Cependant on a aussi pu montrer que cette production accrue entrainait une conso sup :
  
  • les plantes produisent moins de rubisco sous atmosph enrichie en CO2 les brouteurs doivent donc en conso davantage pour obtenir leur dose quotidienne d azote
  • de plus avec la dispariation des forets disparaissent egalement les composantes de la vegetation le splus susceptibles de rep a lelevation de CO2 en stocant le carbone sous forme organq (cellulose, lignine)
• Par ailleurs le rechauffement climatq pourrait avoir des dommages collateriaux diff a predire : modf du bilan hydrique des sols, aug de la reproduction et de la dispersion des parasites…
• Finaleknet il ne faut pas oublier que la plus grande partie du carbone organq se trouve sous forme de matiere organq morte dans les sols
  
  • avec le rechauffement climq l actv bact de decomposition devrait s accelerer, relachant d avantage de CO2 dans l air
  • si les zones de climat tempere deviennet subtropicales, le reservoir de carbone de la biosphere devrait diminuer meme si les arbres poussent plus vite
  • en d autres termes il ne faut pas compter sur la biosphere pour stabiliser le CO2 atmospherq
• Les oceans gagnent 2 Gt de carbonnes par an
  
  • ce processus ne peut pas continuer indefiniment
  • il existe un point de satueation au dela duq les eaux de surface des oceans ne pourront plus absorber de CO2
  • au fur et a mesure que l on se rapproche de ce point les oceans en absorberont de moins en moins
  • les echanges avec les eaux profondes sont tres lents du fait de la tres faible circulation verticale
  • par ailleurs si la surface de l ocean se rechauffe la solubilite du gaz carbonq va diminuer et les oceans pourraient de fait se transf en sources de CO2
  • accessoirement un pb sur l acidite : CO2 dissout se combine avec l eau pour produite H+ et HCO3-
    
    • cette reaction diminue le pH de leau ce qui a terme pourrait affecter la vie marien
• L’accroissement de température prévu pour le siècle prochain est compris dans une fourchette de 3-10°C.
  
  • Nos arrière-petits-enfants jouiront à Lausanne d’un climat proche de celui de l’Italie du Sud aujourd’hui.
  • Par contre, le climat à ces latitudes méridionales va fortement s’aridifier.
  • Parmi les conséquences attendues, il faut donc s’attendre à un déplacement de la distribution des espèces et des biomes vers le nord.
    
    • Ce processus est déjà en cours pour de nombreuses espèces relativement vagiles comme les oiseaux ou les papillons. Pour ce qui est des espèces peu vagiles, ou celles dans l’impossibilité d’adapter leur distribution du fait du fractionnement ou de l’isolement de leur habitat, il faut s’attendre à des extinctions
  • Les modifications climatiques seront importantes :
    
    • outre l’aridification de certaines zones, on assistera à la fonte de la plupart des glaciers.
    • Ce dernier phénomène est susceptible d’avoir des conséquences très importantes : indépendamment du fait que les calottes polaires contribuent fortement à l’inertie thermique du climat mondial, leur fonte élèverait le niveau des mers de plusieurs dizaines de mètres.
    • La moitié de l’humanité vit actuellement sur la côte ou près d’elle et, dans certains pays la quasi- totalité de population vit à peine quelques mètres au-dessus du niveau de la mer.
    • Il est difficile d’imaginer les problèmes politiques, économiques et humanitaires qu’impliquerait la submersion de ces contrées.

Question 146

EC

• methodes en ecologie comportementale
• L observation d un comportement (experimental ou non) : metgodes comparant des indv au sein d une meme espece

*la testosterone : hirondelles

Answer 146

• L observation d un comportement :
  
  • l observation permet de generer des hypothesses qui peuvent ensuite etre testees experimentailement
  • Ex des cigognes et des bebes :
    
    • plus il y a de cigognes plus il y a des bebes donc la conclusion attendues serait que les cigognes amenent bien les bebes
    • mais peut etre qu il y a un facteur confondant ?
    • les correlation sont importantes mais d un point de vue approche scientifique on ne peut pas s arreter la, il faut prendre en compte le comportement
• L immunocompetence handicap (handicapp de l immunite)
  
  • la testosterone amoindrit la capacite de lutter contre les pathogenes
    
    • l hyrondelle contaminee par des ectoparasites
    • on capture une hirondelle et on lui injecte une certaine dose de testosterone avec une pastille sous la peau
      
      • si il y a plus de testosterone d un coup est ce quil y aura moins de parasites ?
    • on choisit aleatoirement les hirondelles qui recoivent la testosterone (au debut et a la fin de la saison +/- gros…
    • on met une pastille de testosterone sur une hirondelle, une pastille sans testosterone et aucune pastille
    • ces 3 choix vont permettre de voir si la pastille (avec ou sans testosterone) a un effet sur les extoparasites ounon
  • Une augmentation du nombre de parasites entre la premiere capture (debut du traitement) des hirondelles rustiques et leur recapture une semaine plus tard.
    
    • le fait d avoir mis la testosterone double le nombre de parasites
    • on obser une diff non significative entre indv avec la pastille placebo et l indv sans pastille, donc la pastille en elle meme n implique pas un changement dans le nombre de parasites
  • effet direst ou indirest de la testosterone ? (est ce quelle declence une cascade de reactions chimiques ou est ce quelle a elle meme un effet ?)
  • effets comportementaux potentiels (modf par testosterone)
    
    • hirondelle passe moins de temps a se gratter
    • peut etre que la testosterone attire les parasites
    • peut etre qu une martinet aura plus d interaction/ de transfert avedc dautres martinet
    • peut etre quelle est moins vigilante au nv des endroits ou elle va
  • effets physiologiques :
    
    • peut etre que la testosterone modf la physiologie et l immunite de l hirondelle donc celle ci arrv moins bien a lutter

Question 147

EC

• methodes en ecologie comportementale
• L observation d un comportement (experimental ou non) : metgodes comparant des indv au sein d une meme espece

*la testosterone : moineaux

Answer 147

• la testosterone induirait la production d un metabo qui reduit la capacite de lutter contre les pathogenes
  
  • idee : la testosterone induit la production de corticosterone (cortisol chez l homme) une hormone qui amoindrit l efficacite des processus immunitaires
• le cortisol est l hormone de stress
  
  • on a un nv de cortisol basal, ce nv change en fonction de diff facteurs (heures de la journee…)
  • des nv sont induits par le stress qui fait aug puis diminuer le taux de cortisol
    
    • ce n est pas bon d avoir trop de cortisol a long terme car notre corps arrete de faire plein de chose pendant cette montee de cortisol (geston des dechets, battre contre la parasite)
• Afin d etablir un protocol exp, des connaissances en physiologie sont importantes
  
  • la testosterone et å-5-dihydrotestosterone (DHT) se lient sur le meme recepteurs
    
    • ces deux hormones devrainet donc avoir des effets potentielement similaires
• Exp sur les moineaux :
  
  • un groupe de moineaux avait un implant de testosterone, un autre groupe avec un implante de DHT et un autre groupe n avait rien
  • cette exp nous permet de regarder l effet de la DHT sur le anticorps
  • on injecte une partie du pathogene. lors de la reponse primaire tres peu d anticorps sont present pour chq groupe
  • lors de la reponse seocndaire, la testosterone elle meme reduit le taux d anticoprs mais pas la DHT
  • on peut conclure qu il n y a pas d effet direct de la testosterone sinon la DHT aurait le meme effet
• on remarque que la quantt de corticosterone augmente avec la testosterone
  
  • si on inject de la corticosterone, il y aura une production reduite des antiB
  • l immunocompetence contre l corticosterone varie d un indv a l autre
  • le strees de facon G a un effet sur la corticosterone qui induit don une reduction dantiB
  • cela n exclue pas la possblt qu une autre hormone (ou meca) que la corticosterone affecte l immunite
  • dans ce cas, on ne sait tjr pas si la corticosterone affecte l immunite de facon directe

Question 148

EC

• methodes en ecologie comportementale
• L observation d un comportement (experimental ou non) : metgodes comparant des indv au sein d une meme espece

*etude du martinet alpin

Answer 148

• chez les especes coloniales, le risque de nourrir un petit qui n est pas le sien est tres grd donc les parents developpent une capacite pour reco leur pett
• le martinet est nidicole
  
  • plusieurs hyp peuvent etre possibles :
    
    • les jeunes ont des prob energetq car leurs parents ne sont pas asse forts pour les nourrir –> peu probable
    • les jeunes ont des pb parsitaires, ils ont trop de parasites et ils aimeraient les diminuer donc ils migrnet dans un nid ou il y a peu de parasites
  • postulat : l hhypothese peut fonctionner si les parasites ne sont ps bon pour l indv. Ils reduisent la fitness donc ici le postulat est verifie
  • pour l approche exp, il faut faire varier le facteur qui nous interesse cad modififer le nombre de parasite dans le nid
    
    • un petit avec bcp de parasites va aller dans un nid adoptif pour refiler ses parasites aux autres pett et reduire sa charge parasitaire
  • pq les parents acceptent les adoptes ?
    
    • ils ne les reconnaissent
    • c est peut etre plus couteux de refuser que d accepter un adopte
    • ca peut etre voulu ou non
  • parasitime et plasticite dans le dvlp chez les martinet alpin :
    
    • on obs que rajuoter des parasites sur des indv affectent les jeunes sur leur age d envol
    • les indv parasites s envolent 3 jours plus tard que les non parasites
      
      • 3 jours c est enorme car ca affecte la survie des parents
      • ca laisse suggerer que peut etre le cout du parasitisme serait paye par les parents car au final les jeunes parasites ou non s envolent avec la meme masse et le meme physique
• Pq ils senvolent 3 jours plus tard ?
  
  • le vol est tellement important pour cette espece quils nepeuvent pas se permettre de s envoller avec une taille d aile plus pett ou un poids reduit, donc ils restent plus longtemps
• Dynamique de pop chez ces parasites :
  
  • les parasites sont de + en + nombreux que les jeunes augmentent mais ensuite diminuent
  • les parasites aiment les martinets remplissant certaines conditions des jeues, cad sauf au debut (10 jours) ou a la fin (50 jours) de leur croissance
  • lorsq l on compare la croissane des martinets parasites et non parasites, on obs que les parasités grandissent plus lentement.
    
    • cependant, lorsq les parasites partent des indv ceux ci rattrapent leur retard en accelerant leur croissance : plasticite phenotypq
    • or cette plasticite n est pas gratuite :
      
      • l energie investit pour avoir une bonne taille d ailes n es tpas investi autre part donc les jeunes font des choix pour pouvoir partir avec les meme caract que les jeunes non parasites
      • la plasticite phenos represente le cout du parasitime quils doivent payer
      • LES PARENTS ET LES PETT PAYENT LE COUT DU PARASITISME
• pq changer de nod serait un comportement adaptatif ?
  
  • dans une colonie il y a tres peu de nid avec bcp de parasites donc la proba d aller dans un autre nod ou il n y a pas de parasites est tres grd
  • prediction 1 : les parasites induisent les jeunes a chercher un nid d adoption ( ou la charge parasitaire est + faible)
    
    • pour tester cette prediction on manipule le nombre de parasites
    • qd on revient tous les 10 jours on obs les jeunes qui se sont deplaces
    • les jeunes parasites changent de nid etot et plus souvent que les non parasites
  • PREDICTION CONF
  • prediction 2 : en changeant de nid, les martinets reduisent la cahrge parasitaire
    
    • on met un jeune parasite dans un nid non parasite et on constt que sa charge parasitaire diminue
    • les parasites vont se mettre sur les autres jeunes non parasites
    • si ce meme jeune parasite est mis dans un nid parasite, son nombre de parasite ne changera pas car les autres jeunes sont autant parasite que lui
    • les parasites doivent avoir une certain cout car les jeunes parasites sont pres a changer de nid au risque d etre moins nourri

Question 149

EC

• methodes en ecologie comportementale
• L observation d un comportement (experimental ou non) : metgodes comparant des indv au sein d une meme espece

*hypotheses

Answer 149

• hypotheses et predictions :
  
  • lorsq on teste une hypothese, il est important de chercher des hyp alternatives qui peuvent explq nos resultats
  • il faut tester les predictions de l hyp1 et les predictions de la 2 mais pas la preduction commune aux deux
• Ex des escargots :
  
  • Hyp 1 : la polymorphisme de coloration joue un role dans le cahoix du parteniare
  • prediction 1 : la selection sex etant plus forte chez les especes gregaires le polymorphisme de coloration devrait etre plus frq chez les especes gregaires que solitaires
  • Hyp 2 : le polymorphisme de coloration joue un role dans la reco interindv
  • prediction 2 : la reco interinv etant plus important chez les especes gregaires que solitaires, la polymorphisme de coloration devriat etreplus frq chez les especes gregaires
• Dans les groupes gregaires on retrouve une interaction avec les memes personnes donc la ouleur pourrait aider a mieux se reconnaitre
• la seletion sex sera plus intense chez les especes gregaire que chez les especes indv donc le polymorphisme est plus frq chez l espece gregaire pour savoir quelle hyp est vraie il ne fait pas utls cette prediction
• Hyp mutuellement exclusive :
  
  • deux hyp sont mutuellement exclusives lorsq un comportement ne peut etre explq que par l une des deux hyp
  • sil une des deux hyp s avere correcte il s en suit que lautre hyp ne peut pas explq ce comportement

Question 150

EC

• methodes en ecologie comportementale
• la methode comparative : methode comparant des especes

*pq deux especes adoptent elles le meme comportement ?

Answer 150

• pq deux especes adoptent elles le meme comportement ?
  
  • hist evolutive commune (meme ancetre) ?
    
    • ressemblance par homologie
    • lors de la speciation, le comportement a ete donne aux duex nouvelles especes
  • meme adaptation (meme presssion de selection)?
    
    • convergence evolutive (homoplasie)
    • on etablit les relations de parentes entre indv avec des arbres. On essaye de relier l evolution d un caractere au milieu dans lequel l’individu qui le porte vit
    • LE MILIEU PEUT EXPLQ L EVOLUTION DE CARACT
• pq l apporche comparative ?
  
  • pour comparer des espees entre elles afin d identifier des facteurs ecologiques associes a des comportements
  • 1- mesurer un comportement chezz bcp d especes
  • 2- mesurer l ecologie
  • 3- eetablir les relations d ancestries (besoin de l etude gentique pour cela)
• En quoi les analyses comparaties sont elles necessaires ?
  
  • cf image
  • on etudie ici le lien entre le degre d ouverture du paysage et la taille corporelle d un indv
    
    • pour le 1er schema, on obs que plus les indv sont dans le mileu ouvert, plus ils sont grands. Mais ce n est pas la bonne maniere de faire la comparaison. Il faut comparer au sein du meme groupe
    • sur le 2eme schema, il n y a pas d effet du milieu sur l evolution de la taille. Mais sans tenir compte de la phylogenie on aurait conclu l inverse
    • pour les deux derniers graph, sans tenir compte de la phylogenie on aurait conclu qu il n y avait pas de relation.
      
      • or qd elle est prise en compte, la relation est presente

Question 151

EC

• methodes en ecologie comportementale
• la methode comparative : methode comparant des especes

*est ce que l evolution d un comportement chez ++ especes resulte d une inertie ancestrale ou d un facteur selectif commun ?

Answer 151

• Est ce que l evolution d un comportement chez ++ especes resulte d une inertie ancestrale ou d un facteur selectif commun ?
  
  • evolution parallele :
    
    • un facteur ecologq explq pq deux indv avec le meme ancetre sont devenus noirs
  • evolution convergente :
    
    • les deux indv evoluent vers le meme caract alors qu a la bbase ils etaient diff
      
      • c est du a des mutations l env fav la couleur noire a la couleur grise
• Variation dans les nids et comportements des tisserands :
  
  • les tisserands produisent des nids en forme de chaussons
    
    • les males sont polygames
    • la qualite du male est correlee a la qualite du nid
• Quels facteur secologiques explq l evolution de la polygamie ? Quelles sont les consq sur ces oiseaux ?
  
  • nids solitaire. Espc monogames
  • nids en colonis. Espc polygames
  • But de l anayse comparative : identf les facteurs ecologq qui explq pq des especes se comportent de la meme facon
• Analyse comparative sur les diff especes de tisserands :
  
  • etablir une correlation entre le type d organisation sociale et l ecologie de chq especes :
    
    • type d alimentation
    • distribution et abondance en nourriture
    • predateurs et lieux de reproduction
  • especes solitaires : vivent dans la foret
    
    • insectivores : solitaires pour la recherhceh de bouffe —> insectes sont disperses
    • denfendent un vaste territoire –> competition territoriale
    • monogame—> trouver de la nourriture est diff donc il faut l aide. dun partenaire
    • plumg similaire chez les femelles et les males car le choix du partenaire est moins dur –> males et femelles collaborent
    • nids mimetiques –> diminution de la proba de predation
  • especes coloniales : vivent dans la savane
    
    • granivores : en groupes pour la recherhce de nourriture –> graines concentrees en grande qntt
    • ne defendent pas de territoire –> trouver de la nourriture est facile, par de competition
    • polygames –> la femelle peut elever seules les poussins car trouve de la nourriture facilement
    • le male a des couleurs brillantes –> competition entre males car ils sont polygames
      
      • dimorphisme sexuel tres prononce
• competition spermatq
  
  • pour s assurer de leur parternite les males ont deux choix :
    
    • bcp copuler avec diff femelles pour transmt ++ de sperme et avoir plus de chance de feconder une femelle
    • surveiller la femell

Question 152

EC

• methodes en ecologie comportementale
• la methode comparative : methode comparant des especes

* comparaison d analyses au nv de l indv et entre especes

Answer 152

• Comparaison des comprtemetns des indv d une meme espece :
  
  • les indv ne se comportent pas tous de la meme maniere
• Comparaison des comprtements de sindv entre especes :
  
  • au sein de chq espece, les comportements varient ou non entre indv (les comprtements peuvent avoir ete “fixes” au cours de l evolutio)

Question 153

EC

• methodes en ecologie comportementale
• Le mesure des couts et benefices

*ex mouettes/ huitrier pie

Answer 153

• cette methode permet d analyser le comportement et emettre l hypothese que les animaux sont modeles par la selection nat pour maximiser le benefice net.
  
  • cela permet de formuler des modeles
  • les predictions quantitatives sont verifiables par experimentation
• ex : les mouettes rieuses
  
  • valeur adaptative du comportement de deplacement des coquilles d oeufs chez la mouette rieuse
• Pq ?
  
  • les poussins sont mimetiques (bruns, taches noires et se fondent bien dans la masse) mais l interieur des oeufs est blanc donc visible
  • les mouettes laissent les oeufs sans protection donc ceux ci doivent etre bien camoufles
  • or qd les poussins eclosent, l interieur des oeufs sont blancs donc la femelle veut s en debarrasser pour ne pas attirer les predateurs
• Verification exp :
  
  • des oeufs de poules colores sont places a cote de coquilles blanches qui sont soumises a une forte predation
  • la mouette ne deplace pas tout de suite les coqiulles mais atend une heure a cote de son poussin
  • pq ?
    
    • le temps d attente doit etre un eq entre le cout de laisser le nid visible et celui de risq le cannibalisme du poussin par les congeneres (le poussin doit secher son duvet qui est trop visible)
• ex : huitrier pie
  
  • chez cette espece, il n y a pas de cannibalisme et donc les adultes n attendent pas que leurs pett sechent avant de deplacer les coquilles d oeufs

Question 154

EC

• methodes en ecologie comportementale
• Le mesure des couts et benefices

*modele d optimisation :

*casser des noix

*mouches

Answer 154

• Le goeland dominicain casse les moules en les laissant tomber sur les roches
• la corneilles noire aussi
• les couts engendres par le comportement de casser des noix chez la corneillenoire :
  
  • les corneilles prennent uniquement les noix les plus grd et les laissent tomber de 5 metre de haut
• Parametres a considerer :
  
  • valeur energtq de la nourriture (dimension de la noix)
  • cout energtq du vol (hauteur a lq la corneille laisse tomber la noix)
  • repetition de ce cout energetq (nombre de vols necessaires pour que la noix de brise)
• Ex sur le cornneille noire et les noix :
  
  • laisser tomber des noix de dimensions fixes a diff hauteurs (et repeter cet ex jusq ce que la noix se brise)
  • a 3 m : il faut lacher 60 fois la noix
  • a 15 : la noix se casse instantanement
  • a 5 : bon milieu entr eles deux
  • a quelle vitesse elles apprennent la diff de taille enttre les noix et a quelles hauteurs il fait les laisser tomber?
• Ex de la mouche :
  
  • trois actv afin d assurer le succes de fertilisation chez la mouche du fumier :
    
    • chercher une/des femelles
    • s accoupler
    • surveiller son partenaire
  • plus le male copule longtps avec la femelle, plus la proba de fertiliser les oeufs de tous l abdomen de la femelle aug
    
    • la male a donc interet a copuler avec plusieurs femelles car le benefice diminue avec le temps
  • plus les bouses sont proches les unes des autres, plus le male aurait interet a changer de partenaire
  • au contraire, si les bouses sont eloignees, trouver un nouveau partenaire sera plus long
    
    • plusieurs fact vont determiner la duree pendant lq les mouches copulent
• Solution optimale :
  
  • ce modele est adeqt mais il y a aura toujours une diff entre ce modele et la realite car le scientq n a peut etre pas pris en compte tous le sfacteurs
  • une autre explc a cette diff entre le modele et la reaclite est la variance entre les indv amenant a des erreurs dans le courbe
  • l idee de ces moddeles est de savoir a quel point notre modele est conforme a la realise
• Les modeles d optimisation peuvent etre utls pour un animal qui exploitte une source epuisable

Question 155

EC

• methodes en ecologie comportementale
• Le mesure des couts et benefices

*strategies : ESS

Answer 155

• chq strategie comporte des couts et des benefices :
  
  • le benefice net adopter diff strateg est simialire a l eq evolutiff
  • on peut regarder la stratg des couts et des benefices :
    
    • strateg fort cout/ fort benefice
    • strategie faible cout/ faible benefice
    • benefice net identq
  • une tratefie intermediaire est possible :
• Evolutionnary stable strategy : ESS
  
  • le meme indv peut changer de stratg
    
    • avoir des strategies pures : ESS
    • avec des strategies alternatives : ESS Mixte
  • une etude sur la personnalite des animaux pour etudier leur comprtement extraverti/introverti a ete faite
    
    • on parle de syndrome de la personnalite
    • les exp ont montre une combinaison de personnalite chez les aniamux
• Ex de la rainettes :
  
  • ESS mixte : comportement de coasser chez les grenouiles
    
    • l indv qui coasse a un benef eleve car la femelle sait celui ci se site, mais l action de coasser est couteuse
    • l indv satellite a un faible cout car il ne coasse pas mais il a un faible benefice car la femlle doit le trouver
• Ex du grillon :
  
  • cf tableau (image)
  • tout depend de la faculte de l indv a chanter, de sa condition physique, du risque qu il est pret a prendre…

Question 156

EC

• methodes en ecologie comportementale
• Le mesure des couts et benefices

*selection dependant de la frqc

Answer 156

• Hooknose = gros saumon
• Jack = pett saumon
• Quest ce qui fait varier la frqc des gros ou des pett saumons ?
  
  • l hooknose est gros et a une certaine facilite a rentrer en competition avec un jack
  • qd il y a peu de hookose, le succes des jack aupres des femelles est +++
• Le succes du comportement d un idnv va dependre du comportement d autres indv
  
  • a X, c est aussi bien d etre jack que Hooknose cad que les deux strategies ont la meme fitness
    
    • certaines conditions ont des eq
• Ex :
  
  • s il ya bcp de courant, le hooknose sera favorise car il pourra facilement se retenir
  • s il ya peu de rochers pour se camoufler, le jack sera fav
• le point d eq entre les deux pop varie dans le temsp

Question 157

EC

• methodes en ecologie comportementale
• Le mesure des couts et benefices

*stabilite evolutive des strategies

Answer 157

• comment deux strategies peuvent se maintenir sur le long terme ?
  
  • adaptation locale :
    
    • s il ya une diversite ecologq, cela peut promouvoir l evolution de diff strateg
  • selection dependante dde la frq :
    
    • les stratg coexistent forcement dans le temps
  • selection dep de la frq neg :
    
    • le benefice est enorme uniquement si la stratg est rare (avoir un morphe que les proies ne reco pas)
  • selection antagoniste entre les sexes :
    
    • les femelles et males sont selectionnes selon leurs hances
    • pour uen femme il vaut mieux avoir des hanches larges mais pour les hommes des plus fines
    • les deux alleles persistent donc grac a un eq