Biome et réseaux alimentaires Flashcards Preview

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Flashcards in Biome et réseaux alimentaires Deck (62)
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1
Q

Chaînes vs réseaux alimentaires

A

Chaîne alimentaire:
Transfert linéaire et direct de matière et d’énergie entre producteurs primaires, herbivores et carnivores. Chaque organisme occupe un niveau trophique donné.
> Écosystème “simple” avec quelques spécialistes
> Composante dominante d’un réseau alimentaire à un moment donné

Réseaux alimentaire:
Échanges complexes et souvent non-linéaires de la matière et de l’énergie dans l’écosystème. Un organisme peut occuper plus d’un niveau trophique simultanément ou selon la disponibilité des proies ou son cycle vital. Une même proie peut être consommée par plusieurs organismes différents.

2
Q

Les contenus stomacaux

A
  • Avantage: les proies peuvent être identifiées et dénombrées
  • Désavantages: biais de digestion différentielle, travail ardu, image fixe (“snapshot”), limité aux grands organismes
3
Q

Les isotopes stables (Arctique)

A
  • Les organismes incorporent la signature atomique de leur proies en concentrant les isotopes lourds
  • L’enrichissement en 13C dépend surtout de la source végétale
  • L’enrichissement en 15N marque le niveau trophique (en moyenne: + 3.2 %o par niveau trophique)
  • Désavantages: les proies ne sont pas identifiées directement
  • Avantages: s’applique à toutes les tailles d’organismes
4
Q

Propriétés structurantes des réseaux alimentaires

A

• Intensité de la production primaire (g C m-2 an-1)
• Taille des producteurs primaires
• Répartition de la production primaire dans le temps
• Type de nutrition (herbivore, omnivore, carnivore)
• Comportement/adaptations:
> Mode d’alimentation (capture, filtration)
> Évitement des prédateurs/capture des proies
> Migrations verticales et horizontales

5
Q

Taille, abondance et biomasse

A
  • Dans l’océan la biomasse des premiers niveaux alimentaires reste relativement constante malgré les différences de taille
  • Il existe une relation inverse entre la taille et l’abondance des organismes
6
Q

Taille et stratégie d’alimentation

A

Petit consommateur: capture
Grand consommateur:
> Capture lorsque faible abondance et proie de grande taille
> Filtration lorsque grande abondance et petite taille

7
Q

Capture et filtration chez les copépodes

A
  • La plupart des copépodes peuvent alterner entre la capture et la filtration selon l’abondance et la taille des proies
  • Dans les deux cas l’animal génère un courant qui entraîne les particules à proximité de l’orifice buccal.
8
Q

Le picophytoplancton (0.2 – 2 µM)

A
  • Difficile à observer en microscopie optique classique.
  • Domine la biomasse du phytoplancton en régions peu productives
  • Responsable de plus de 50% de la production primaire océanique
  • Comprend principalement des cyanobactéries (procaryotes) et des microflagellés (eucaryotes).
9
Q

Le picophytoplancton et ses consommateurs

A

Principaux consommateurs:
• Flagellés
• Dinoflagellés hétérotrophes ou mixotrophes
• Ciliés (protozoaires)
> Groupe planctonique principal: tintinnidés (0.1 à 1 mm)
> Se protègent avec une lorica (enveloppe rigide)
> Utilisent un réseau de cils pour l’alimentation et la locomotion
> Se nourrissent principalement de bactéries et picoplancton
> Peuvent faire la photosynthèse en retenant les chloroplastes

10
Q

Concept de la boucle microbienne

A
  • Le picophytoplancton consomme du CO2 et des nutriments
  • Les hétéro/mixotrophes consomment du picophytoplancton et des bactéries
  • Tous les organismes relâchent de la MOD (exsudation, excrétion, lyse)
  • Les bactéries consomment de la MOD et recirculent les nutriments

Voir diapo 15

11
Q

Boucle microbienne et voie herbivore

A

Deux extrêmes conceptuels

  • Boucle microbienne: recyclage en circuit quasi-fermé de la matière organique et des nutriments basée sur la production du picoplancton.
  • Voie herbivore: transfert de la matière du microphytoplancton vers les grands prédateurs.

•Réalité: Échanges entre les deux composantes, dont
l’importance varie selon le lieu ou le moment de l’année.

12
Q

Les appendiculaires (court-circuit)

A
  • Sécrètent une enveloppe gélatineuse protectrice (house)
  • Peuvent produire et larguer une enveloppe par jour (pompe)
  • Font circuler l’eau en battant de la queue
  • Capturent les particules sur un filet de mucus très fin
  • Nutrition par filtration (bactéries, phytoplancton, détritus)
  • Utilisent le picoplancton malgré leur grande taille relative
13
Q

Les foraminifères (court-circuit)

A
  • Peu d’espèces planctoniques (~40) mais parfois très abondantes
  • Grande gamme de taille: 0.1 à 20 cm
  • Se nourrissent de bactéries, phytoplancton, zooplancton et larves
  • Capturent leurs proies avec des réticulopodes (adhésion)

• Les fossiles sédimentaires sont très utiles pour les reconstructions paléo-climatiques de la température de l’eau.

14
Q

Crustacés arthropodes – les copépodes

A
  • Maillon clé des chaînes herbivores et des réseaux alimentaires
  • Taille variable (0.1 à 5 cm)
  • Herbivores, carnivores ou omnivores (sélectifs)
15
Q

Migration nocturne type des copépodes

A

Déclencheur principal: luminosité

Causes hypothétiques des migrations journalières:
• Éviter les prédateurs visuels durant le jour
• Éviter les dommages causés par les rayons UV
• Maximiser le succès d’alimentation
• Limiter l’exposition aux toxines algales durant le jour
• Conserver l’énergie: la température est plus basse en
profondeur et permet de réduire le taux métabolique
• Rétention en milieu estuarien

–> La migration peut cesser en l’absence de prédateur ou de toxines

16
Q

Prédateurs visuels des copépodes

A

Crustacés amphipodes hypériidés (jusqu’à 25 cm):
• Alimentation par capture (ex: copépodes)
• Nourriture importante pour poissons et oiseaux en régions polaires

Sont consommés par:
• Larves de poisson
• Juvéniles et adultes des poissons planctivores

17
Q

Les chétognathes (non-visuels) - vers sagittaires

A

• Prédateurs non-visuels des copépodes
• Environ 80 espèces répertoriées, toutes carnivores (4-10 cm)
• Détectent le mouvement des proies avec des mécanorécepteurs
• Restent généralement immobiles et
attaquent par impulsions rapides
• Capturent leurs proies avec des crochets
• Effectuent des migrations nocturnes

18
Q

Les annélides (polychètes)

A

Prédateurs non-visuels des copépodes
• Tomoptéris (taille de 5 à 10 cm)
• Parapodes aplatis pour la nage

19
Q

Gélatineux: Cténophores

A
  • Environ 100 espèces répertoriées, toutes carnivores (60 mm à 15 cm)
  • Se déplacent en battant des cils qui parcourent le corps
  • Capturent leurs proies avec les colloblastes de leurs tentacules
  • Se nourrissent de copépodes, œufs et larves de poissons
  • Leur prolifération pose de nombreux problèmes écologiques
20
Q

Les migrations verticales ontogéniques (saisonnières)

A

• Liées aux cycles vitaux et à la saisonnalité des proies
• Lorsqu’il y a peu de nourriture l’hiver, plusieurs
organismes migrent en profondeur
• Les taux métaboliques sont réduits

Déclencheurs:
•Baisse/hausse de température
•Disponibilité de nourriture
•État des organismes (quantité de lipides)
•Stade ontogénique
21
Q

Migration ontogénique des copépodes

A
  • Les jeunes stades maturent et accumulent des lipides durant la saison productive, puis descendent en profondeur.
  • Les femelles entrent en diapause (dormance) pour l’hiver. Certaines espèces pondent en profondeur (C. hyperboreus)
22
Q

Poissons épipélagiques importants

A

Petits poissons planctivores
> Anchois, sardines, harengs, alose
> Les plus petits se nourrissent de microphytoplancton (diatomées)
> Les plus grands se nourrissent de petit zooplancton (copépodes)
–> Coloration argentée: Ces organismes reflètent efficacement la lumière, ce qui peut confondre un prédateur (ex: réflexion du soleil dans un miroir). Cette coloration est fréquente chez les petits poissons planctivores.

Poissons piscivores
> Thon, saumon, maquereau, requin
–> Contre-gradient de couleur: Différence de couleur entre le dessus et le dessous d’un organisme. Une coloration foncée sur le dessus permet de se fondre avec les profondeurs. Une teinte pâle en dessous permet de se fondre avec la surface et le ciel

23
Q

Les bancs (schooling)

A
  • Certains organismes se tiennent en bancs tout au long de leurs vies, d’autres seulement aux stades juvéniles ou durant l’alimentation.
  • Les individus sont généralement de tailles semblables et maintiennent une orientation et une distance uniformes.

Fonction probables:
• Favorise la reproduction
• Favorise la nutrition
• Diminue la probabilité de rencontre avec les prédateurs
• Peut donner l’illusion d’un énorme organisme aux prédateurs
• Confondre les prédateurs (difficile de se fixer sur une cible)

24
Q

Grands mollusques (prédateurs des poissons)

A

• Céphalopodes (pieuvres, seiches et calmars)
• Capturent leurs proies avec tentacules et ventouses
• Certaines pieuvres secrètent des substances paralysantes
> Limitent leur visibilité par mimétisme (pieuvres)
et dissimulation (calmar)

25
Q

Cétacés

A

• Odontocètes (baleines à dent)
> Tous des prédateurs
> Capables d’écholocation

Odontocètes delphinidés
> Distribution globale
> Mange: phoques, poissons, oiseaux, baleines
> Peuvent utiliser des battements de queue violents pour assommer les petits poissons regroupés en bancs
> Contre-gradient de couleur

• Mysticètes (baleines à fanons)
> Tous des filtreurs
> Très grande taille

26
Q

Définir les grands biomes pélagiques

A

Critères
• Latitude (saisons)
• Régime des vents (couche de mélange et nutriments)
• Régime thermique et précipitations (stratification)
• Proximité des côtes (nutriments et “upwelling”)

Impacts
• Intensité de la productivité biologique
• Cycle annuel de cette productivité (répartition temporelle)
• Structure et fonctionnement des réseaux alimentaires

27
Q

Les grandes zones de vent

A
  1. Vents Alizés
  2. Vents d’ouest

> Cycle saisonnier marqué dans le nord
Phénomènes régionaux

28
Q

Les 4 grands Biomes pélagiques

A
  1. Biome des vents Alizés
  2. Biome des vents d’ouest
  3. Biome polaire
  4. Biome côtier
29
Q

Production primaire épipélagique

A

Voir diapo 40 (Partie 1)

30
Q

Biome côtier

A

• Ressemble en partie aux biomes océaniques associés
• Généralisations difficiles car:
> Plusieurs processus influencent la stratification et le mélange (marées, topographie, vents, courants, fleuves…)
> Influences anthropiques variables (nutriments et contaminants)
> Réseaux alimentaires variés

31
Q

Sous-divisions du biome côtier/néritique

A

• Les divisions purement naturelles ne suffisent pas
• Utile de définir des unités biogéographiques pour:
- La conservation des écosystèmes
- La gestion des ressources (pêches)

32
Q

Floraisons d’algues toxiques ou nuisibles en milieu côtier

A

Toxiques
• Production active de substances toxiques pour d’autres organismes (ex. humain)
• Généralement causées par les dinoflagellés
• Les mollusques agissent souvent comme vecteurs

Nuisibles
• Résultent souvent de la production de fortes biomasses (causes naturelles ou anthropiques)
• Effets négatifs causés par la structure, la texture, l’apparence ou l’odeur des algues
• Les cas sévères causent l’anoxie ou l’asphyxie directe

33
Q

Incidence des floraisons d’algues toxiques en milieu marin

A
  • Les apports en éléments nutritifs provoquent des floraisons d’algues toxiques en zone côtière
    > Dans le port de Hong Kong, le nombre de marées rouges par année a augmenté en fonction de la diminution du rapport N:P
  • Intoxication Paralysante par les mollusques (IPM)
    > Le mollusque acquière les toxines du dinoflagellé
    > Symptômes: picotements, engourdissement, arrêt respiratoire
34
Q

Effets indirects des algues nuisibles sur les autres organismes

A
  • Bloquent la lumière nécessaire aux plantes submergées (Varech)
  • La plupart de ces algues sont “évitées” par le zooplancton et sont décomposées par les bactéries (déficit d’oxygène)
  • Mortalité massive de poissons et crustacés commerciaux surtout reliée à l’anoxie (indirecte ou directe), mais aussi à l’effondrement du réseau alimentaire
35
Q

Algues nuisibles: Phaeocystis

A
  • Très fréquent dans l’hémisphère nord, surtout dans l’Atlantique (problème sérieux en Mer du Nord)
  • Dégradation du littoral, effets négatifs sur l’écosystème et le tourisme (odeurs)
  • Colonies peu accessibles pour le zooplancton, elles flottent en surface où les bactéries les décomposent.
  • Effondrement temporaire du réseau alimentaire
  • Colmate les filets de pêche
36
Q

Biome des Alizés (trades)

A
  • Connu aussi sous le nom d’océan tropical (45% de l’Océan)
  • Ensoleillement illimité toute l’année

En général:
• Zone de mélange stable et stratification thermique permanente
• Productivité généralement faible et constante
> Carence chronique de nutriments en surface
• Réseau alimentaire complexe avec chaînes alimentaires longues

37
Q

Chaîne alimentaire type d’une gyre subtropicale

A
  • 6 niveaux trophiques
  • Moins de 0.01% de la production primaire est transférée aux poissons zooplanctivores
    > Basé sur phytoplancton de petite taille (pico)

Exceptions: zones d’upwelling et communautés de Sargassum

38
Q

Le downwelling et l’upwelling

A

Downwelling: Mouvement descendant engendré par des phénomènes océaniques ou atmosphériques (plongée d’eau)

Upwelling: Mouvement ascendant engendré par des phénomènes océaniques ou atmosphériques (remontée d’eau ou résurgence)

Types principaux d’upwelling:
> côtier (vent)
> par divergence océanique (équatorial, basse pression atmos.)

Types principaux de downwelling:
> associé à l’upwelling (continuité)
> par convergence océanique (haute pression atmos.)

39
Q

Systèmes sub-tropicaux de haute pression

A

Convergence anticyclonique
> Downwelling

Coriolis
Hémisphère nord:
> sens des aiguilles d’une montre = anticyclonique
> sens contraire = cyclonique

40
Q

Circulation anticyclonique (downwelling)

A

Systèmes de haute pression subtropicaux (gyres subtropicales)

Conséquences du downwelling
• Très peu de nutriments
• Entraînement du plancton vers le fond
• Productivité biologique très faible
• Comparable à un désert terrestre
41
Q

Communautés de Sargassum spp.

A

• Algues flottantes en Mer des Sargasses
> de 4 à 10 millions de tonnes

Production locale ou transportée?
• Les deux espèces dominantes (S. natans = 90% et S. fluitans = 10%) n’existeraient qu’à l’intérieur de la mer des Sargasses.
• Biologie différente (multiplication végétative constante)
• Les autres espèces sont détachées de la côte, cessent de croître et meurent.
• Communauté associée: anémones, crabes, hydrozoaires, crevettes et poissons.
• Plus de 50 espèces de poisson connues
• 12 espèces sont endémiques (10 invertébrés et 2 vertébrés)
• Déchets organiques recyclés -> source d’azote pour les algues
• Les algues offrent support pour les oeufs et protection pour les jeunes.

42
Q

L’upwelling équatorial (divergence)

A

L’inversion de la force de Coriolis à l’équateur engendre une circulation océanique divergente.
> Des eaux riches en nutriments remontent à la surface.

43
Q

L’upwelling côtier

A

Voir 20 à 22

44
Q

Chaînes alimentaires type d’un upwelling côtier

A

3 niveaux trophiques

Jusqu’à 20% de la production primaire est transférée aux poissons planctivores (contrairement à < 0.01% pour les gyres subtropicales)

Voir diapo 23 (Partie II)

45
Q

Crustacés arthropodes (krill)

A

Herbivores de grande taille (6-15 centimètres)
• Alimentation par filtration (diatomées)
• Regroupés en essaims, plusieurs milliards d’individus
• Le passage d’un essaim peut anéantir une floraison
• Nourriture principale pour plusieurs espèces de baleines, pingouins et poissons de taille moyenne.

46
Q

Mysticètes de tailles moyennes

A
  • Distribution tropicale/tempérée
  • Taille adulte: environ 16-18 m
  • Durée de vie: 45-50 ans
  • Krill, petits poissons (hareng)
  • Encercle et concentre les bancs
  • Engouffreuse (rorqual)

Baleine à bosse: capture des proies
> Mur de bulles insonifié

47
Q

Contribution de l’upwelling à la prise globale de poissons

A

Par unité de surface les régions d’upwelling contribuent 5000 fois plus de poissons que les eaux du large.

48
Q

Liens entre l’upwelling côtier et l’OMZ

A

Entraînement d’eaux relativement acides et peu ou pas oxygénées vers les zones côtières peu profondes.
> Pourrait nuire aux organismes benthiques ou calcifiants.

49
Q

Liens entre l’upwelling et la carence en fer

A

Beaucoup de nitrate, mais relativement peu de chlorophylle (HNLC)

Régions HNLC: hypothèses envisagées
• Couche de mélange trop profonde (Dm > Dcr)
• Broutage intense par le zooplancton
• Production limitée par un autre élément essentiel que
l’azote

50
Q

Métaux traces (le fer)

A
  • Essentiel à la croissance du phytoplancton (faibles quantités)
  • Constituant du système photosynthétique (cytochromes)
  • Constituant des enzymes (ex. NaR, NiR, nitrogénase)
  • Les apports atmosphériques sont essentiels
51
Q

Liens entre l’upwelling et El Niño

A

Voir diapo 32

52
Q

ENSO: Phénomène El Niño/oscillation australe

A
  • Induit par un cycle naturel dans le gradient de pression atmosphérique est-ouest = oscillation australe (Pacifique sud)
  • Lorsque la pression atmosphérique diminue le long des côtes sudaméricaines, les vents alizés du sud-est perdent de l’intensité.
  • Dans les cas extrêmes, la direction des alizés est inversée.
  • L’upwelling côtier est affecté puisqu’il dépend des alizés dans la région
53
Q

La Niña (phase froide de ENSO)

A
  • Haute pression sur la côte sud-américaine
  • Alizés forts et upwelling vigoureux
  • L’eau chaude s’accumule dans la portion ouest du Pacifique
54
Q

El Niño (phase chaude de ENSO)

A
  • Forte baisse de pression sur la côte sud-américaine
  • Alizés faibles ou inversés et cessation de l’upwelling
  • L’eau chaude s’étend jusqu’à l’Amérique du Sud en décembre
55
Q

Cycle ENSO et variabilité d’El Niño

A
  • Cycle irrégulier de 3 à 5 ans.
  • L’intensité et la durée des El Niño ne sont pas constantes.
  • Depuis la fin des années 70, on constate une dimimution de l’intensité de la phase froide et vice-versa pour la phase chaude. La tendance semble s’inverser.
  • Les derniers El Niño ont été assez faibles.
56
Q

Biome des vents d’ouest (westerlies)

A
  • Stratification et couche de mélange saisonnières
  • Ensoleillement limité durant l’hiver mais fort à l’été
  • Le mélange hivernal apporte des nutriments
  • Floraison (bloom) principale de phytoplancton au printemps
  • Floraison secondaire à l’automne
  • Réseau alimentaire de complexité moyenne
  • Chaînes alimentaires de longueur intermédiaire
57
Q

Cycle annuel de floraison dans l’Atlantique Nord

A

Voir diapo 41 à 44

58
Q

Systèmes dépressionnaires (basse pression)

A

Divergence cyclonique
> Upwelling

Coriolis
Hémisphère nord:
> sens des aiguilles d’une montre = anticyclonique
> sens contraire = cyclonique

59
Q

Circulation cyclonique (upwelling)

A

Systèmes de basse pression subpolaires
-> minimum aléoutien et minimum islandais

Conséquences de l’upwelling (combinées au mélange):
• Apports de nutriments
• Maintient du plancton en surface
• Productivité biologique accrue

60
Q

Upwelling et downwelling dans les tourbillons

A

Les tourbillons sont causés par des étranglements dans les méandres du Gulf Stream

Voir diapo 48

61
Q

Les migrations horizontales intra ou inter-biome

A

•Les migrations horizontales permettent aux organismes
d’optimiser leur alimentation et de compléter leur cycle vital (reproduction et survie des premiers stades de vie).
•Ces migrations sont plus ou moins passives ou actives selon la forces des courants océaniques et la taille des organismes.
•Les organismes planctoniques ou les petits poissons dépendent fortement de la circulation océanique.
•Les très grands organismes du necton dépendent moins ou peu des courants (nage active), même si ceux-ci permettent de limiter le coût énergétique d’une migration.
•L’arrivée ou le départ d’organismes migrateurs modifie la structure du réseau alimentaire dans une région donnée.

62
Q

Cycle vital de deux baleines

A
  • Durant l’été les baleines s’alimentent dans les zones riches des hautes latitudes.
  • Elles passent l’hiver dans les eaux hospitalières subtropicales ou équatoriales pour donner naissance aux baleineaux.