Fiche de révision : Écologie et biodiversité

📋 Plan du Cours

1. Définition et démarche écologique
2. Conditions et ressources écologiques
3. Adaptations aux températures
4. Ressources des organismes
5. Défenses contre les consommateurs
6. Compétition et niche écologique
7. Stratégies d’histoire de vie
8. Sortie de terrain et évaluation

📖 1. Définition et démarche écologique

🔑 Notions clés & Définitions

• Écologie : Science qui étudie les relations entre les êtres vivants et leur environnement; le terme a été introduit par Ernst Haeckel en 1866.

★ À maîtriser

• Une démarche écologique décrit des observations ou des phénomènes, cherche à les comprendre et à les expliquer, puis tente de prédire ce qui pourrait arriver.

• En Inde et au Pakistan, des populations de vautours ont chuté de 22 % à 50 % par an à partir de 1997; le diclofénac vétérinaire contaminant les carcasses est identifié comme cause, et une carcasse contaminée sur 135 suffit à entraîner le déclin.

Compléments

• Les méthodes d’étude comprennent :

  • Les observations de terrain
  • Les expérimentations sur le terrain
  • Les expérimentations en serre
  • Les expérimentations en laboratoire
  • Les modèles mathématiques

• Stevens et al. (2010) étudient l’effet de la pollution azotée sur la biodiversité des prairies dans une étude fondée sur l’observation.

• Tilman et al. (2001) étudient expérimentalement le rôle de la diversité sur la production végétale.

💡 Astuce mémo

Observer → expliquer → prédire

📖 2. Conditions et ressources écologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Ressource : Élément consommé par les organismes pour leur croissance ou leur reproduction, comme l’eau, le phosphore ou le CO₂.

★ À maîtriser

📌 Les conditions environnementales sont des caractéristiques physico-chimiques comme la température, le pH et la salinité, qui ne sont ni consommées ni utilisées par les organismes pour leurs activités.

• La température contrôle notamment :
  • La respiration
  • La croissance
  • La photosynthèse
  • Les activités locomotrices
  • La résistance aux facteurs défavorables

Compléments

📌 Les facteurs écologiques peuvent varier de façon aléatoire, non périodique et imprévisible, comme la température journalière, le vent et la pluie, ou de façon périodique, régulière et prévisible, comme la température annuelle, la longueur des jours et la hauteur des marées.

💡 Astuce mémo

La condition agit sans être consommée ; la ressource est utilisée

📖 3. Adaptations aux températures

★ À maîtriser

📌 Chez les ectothermes, la température externe détermine le métabolisme; ils ont des besoins énergétiques moindres, mais sont vulnérables au froid.

📌 Les homéothermes régulent leur température corporelle en produisant de la chaleur, ce qui exige une dépense énergétique mais les rend relativement indépendants des conditions externes.

Compléments

• La règle de Bergmann indique que les homéothermes ont un corps plus massif en milieu froid, ce qui permet de produire davantage de chaleur.

• La règle d’Allen indique qu’en climat froid les homéothermes limitent la superficie exposée pour réduire les pertes de chaleur, tandis qu’en climat chaud ils favorisent l’évacuation de la chaleur.

📖 4. Ressources des organismes

🔑 Notions clés & Définitions

• Hétérotrophes : Organismes qui se nourrissent d’autotrophes ou d’autres hétérotrophes; les bactéries, les champignons, les animaux et les archées peuvent être décomposeurs, parasites, prédateurs ou herbivores.

★ À maîtriser

• Les ressources abiotiques des autotrophes comprennent :
  • Le rayonnement solaire
  • L’eau
  • Les nutriments
  • Le dioxyde de carbone

Compléments

📌 Les plantes C3 produisent un sucre à trois atomes de carbone et requièrent beaucoup d’eau, tandis que les plantes C4 produisent un sucre à quatre atomes de carbone et économisent l’eau.

• Les plantes CAM absorbent le CO₂ la nuit et économisent l’eau.

💡 Astuce mémo

Autotrophes assemblent ; hétérotrophes se nourrissent d’autres organismes

📖 5. Défenses contre les consommateurs

★ À maîtriser

📌 Une défense chimique constitutive est présente même en l’absence d’attaque, tandis qu’une défense chimique induite apparaît après une attaque.

📌 Selon l’hypothèse de la défense optimale, les parties d’une plante qui contribuent le plus à sa survie et à sa reproduction et qui sont le plus attaquées sont les mieux défendues.

Compléments

• Chez le papillon monarque, la chenille est toxique.

• Les défenses animales citées comprennent :

  • Le mimétisme
  • Le camouflage
  • Les signaux d’alerte
  • Vivre sous terre
  • Se rouler en boule
  • Faire semblant d’être mort

💡 Astuce mémo

Défense constitutive avant l’attaque, induite après

📖 6. Compétition et niche écologique

🔑 Notions clés & Définitions

• Compétition intraspécifique : Compétition entre membres d’une même espèce qui dépend de la disponibilité des ressources.
• Ressource limitante : Ressource qui limite la croissance ou l’abondance d’un organisme ou d’une population dans un écosystème.
• Capacité biotique : Nombre maximal d’individus qu’une population peut atteindre dans un habitat déterminé, en fonction de la matière et de l’énergie, des prédateurs et des proies, de la compétition et de la densité de population.

• Niche écologique : La niche écologique regroupe les conditions, les ressources et les interactions correspondant aux besoins et aux tolérances d’une espèce; elle est distincte de son habitat, qui est l’espace qu’elle occupe.

📖 7. Stratégies d’histoire de vie

★ À maîtriser

📌 Les ressources et l’énergie étant limitées, les individus font face à un compromis évolutif entre la croissance et la reproduction.

📌 La stratégie r est associée à une durée de vie courte et à une reproduction rapide, tandis que la stratégie K est associée à une durée de vie longue et à une reproduction lente.

Compléments

• L’épilobe à feuilles étroites (Chamerion angustifolium), présenté comme exemple de stratégie r, peut produire jusqu’à 80 000 graines par individu.

💡 Astuce mémo

r : reproduction rapide ; K : vie longue et reproduction lente

📖 8. Sortie de terrain et évaluation

★ À maîtriser

• Le compte rendu de sortie prend la forme d’un poster scientifique à déposer en PDF sur Moodle avant minuit le lundi 3 novembre.

Compléments

• Les ateliers de la sortie sont :
  • Identification de la flore
  • Identification de la faune
  • Caractérisation de l’eau
  • Caractérisation du sol

📌 Pour utiliser iNaturalist en science participative lors de la sortie, il faut masquer sa position lorsqu’on publie une identification.

• La note du poster est répartie entre :
  • L’originalité et le format (5 points)
  • L’introduction, la présentation du site et l’objectif (3 points)
  • Les méthodes (3 points)
  • Les résultats (6 points)
  • L’analyse et la conclusion (3 points)