Fiche de révision : Relations biologiques et services écosystémiques

Plan du Cours

  1. Biodiversité et érosion du vivant
  2. Espèces et classifications du vivant
  3. Angiospermes et types de plantes
  4. Insectes et autres arthropodes
  5. Communautés et relations trophiques
  6. Commensalisme et mutualisme
  7. Symbiose et bénéfices réciproques
  8. Parasitisme et diversité des parasites
  9. Prédation et adaptations de capture
  10. Compétition et neutralisme
  11. Catégories de services écosystémiques
  12. Services et développement durable

1. Biodiversité et érosion du vivant

Notions clés & Définitions

  • Biodiversité : Diversité du vivant à trois échelles : celle des écosystèmes, celle des espèces et celle des individus, appelée diversité génétique.

★ À maîtriser

  • Les cinq grandes causes de perte de biodiversité sont :

    • la destruction des habitats
    • les espèces envahissantes
    • les pollutions
    • le changement climatique
    • la surexploitation des espèces
  • Le rythme actuel de disparition des espèces est comparable à celui des crises biologiques et est désigné comme la 6ème crise.

Compléments

  • La diversité génétique correspond aux différences observées entre les individus d’une même espèce et est liée à la présence des allèles.

  • Toutes les grandes causes de perte de biodiversité citées sont d’origine humaine.

  • Le rapport de l’IPBES du 6 mai 2019 fait état du déclin de la biodiversité mondiale.

2. Espèces et classifications du vivant

Notions clés & Définitions

  • Espèce : Ensemble d’individus fortement apparentés qui se ressemblent, peuvent se reproduire entre eux et ont des descendants eux-mêmes féconds.

★ À maîtriser

📌 Le nom scientifique d’une espèce est un nom double en latin : le nom de genre commence par une majuscule et le nom d’espèce s’écrit en minuscules.

  • La classification de Whittaker répartit les êtres vivants en cinq règnes (R H Whittaker) :

    • animaux
    • végétaux
    • mycètes
    • protistes
    • procaryotes
  • La classification phylogénétique regroupe les êtres vivants apparentés en clades, chacun constitué d’un ancêtre et de la totalité de ses descendants, et caractérisé par des caractères issus d’innovations évolutives.

Compléments

📌 Le nom scientifique est le nom binomial latin universel, tandis que le nom vernaculaire est le nom commun employé dans la langue courante.

  • L’identification d’un être vivant permet de déterminer son espèce à l’aide d’une clé de détermination fondée sur des critères discriminants reconnaissables.

  • Pour regrouper les organismes, les biologistes comparent :

    • l’anatomie
    • l’écologie
    • les ancêtres fossiles
    • le patrimoine génétique

📌 Les algues, les poissons et les reptiles, définis comme taxons par Whittaker, ne partagent pas chacun un ancêtre commun unique et ne sont donc plus employés dans la classification phylogénétique.

Astuce mémo

RECOFGE : Règne, Embranchement, Classe, Ordre, Famille, Genre, Espèce

3. Angiospermes et types de plantes

Notions clés & Définitions

  • Angiospermes : Plantes à fleurs dont la graine est protégée par un fruit.

★ À maîtriser

📌 Les monocotylédones ont un seul cotylédon, des feuilles à nervures parallèles, des racines fasciculées sans racine principale et des fleurs de type 3.

📌 Les dicotylédones ont deux cotylédons, des feuilles à nervures pennées ou palmées, une racine pivotante et des fleurs de type 4 ou 5.

Compléments

  • Une grande partie des espèces cultivées appartient aux angiospermes.

Astuce mémo

Monocotylédones : un cotylédon ; dicotylédones : deux

4. Insectes et autres arthropodes

★ À maîtriser

  • La classe des insectes appartient à l’embranchement des arthropodes.

  • Les insectes se caractérisent par :

    • une paire d’antennes
    • trois paires de pattes
    • généralement deux paires d’ailes
    • une respiration trachéenne
    • un corps en trois parties
  • Les insectes peuvent agir comme :

    • ravageurs
    • auxiliaires prédateurs des ravageurs
    • auxiliaires parasites des ravageurs
    • recycleurs de matière organique morte
    • pollinisateurs des plantes

Compléments

  • Les arthropodes ont des appendices, notamment les pattes, articulés, un corps le plus souvent segmenté et articulé, et une carapace dure qui sert de squelette et impose la mue lors de la croissance.

📌 Les arachnides n’ont pas d’antennes, possèdent quatre paires de pattes et des chélicères, venimeuses chez la plupart des araignées, tandis que les insectes ont une paire d’antennes et trois paires de pattes.

  • Les crustacés ont deux paires d’antennes, souvent une carapace calcaire, cinq paires de pattes ou davantage et une respiration par branchies.

  • Les myriapodes ont une paire d’antennes, un grand nombre de paires de pattes et une respiration par trachées.

5. Communautés et relations trophiques

Notions clés & Définitions

  • Communauté : Ensemble des populations d’espèces différentes vivant au même moment dans un même milieu.
  • Relation trophique : Relation entre êtres vivants principalement liée à la fonction de nutrition.

6. Commensalisme et mutualisme

Notions clés & Définitions

  • Commensalisme : Relation dans laquelle une espèce profite d’une autre sans lui nuire.
  • Mutualisme : Association bénéfique pour les espèces en relation, passagère, non obligatoire et sans contact direct et constant entre elles.

Points essentiels

  • Les épiphytes comme les lichens et le lierre poussent sur les arbres et bénéficient de davantage de lumière sans puiser de nourriture dans leur hôte, utilisant seulement l’eau et les sels minéraux qui ruissellent sur l’arbre.

  • Lors de la pollinisation par les insectes, les fleurs attirent les insectes en quête de nectar par leurs pétales colorés, leur parfum et leur morphologie, puis les insectes disséminent le pollen et contribuent à la reproduction des plantes.

  • Les animaux frugivores rejettent souvent intactes les graines non digérées, et les grives et les mésanges propagent ainsi le gui dans les arbres.

  • Le labre débarrasse les poissons plus gros de leurs parasites et s’en nourrit.

7. Symbiose et bénéfices réciproques

Notions clés & Définitions

  • Symbiose : Association obligatoire à bénéfices réciproques, avec un contact direct et constant entre les espèces.

★ À maîtriser

  • Dans le lichen, l’algue fournit au champignon la matière organique produite par photosynthèse, tandis que le champignon protège l’algue de la déshydratation et lui fournit du CO₂.

  • Les filaments des champignons associés aux racines prospectent une surface de sol supérieure à celle des racines et fournissent au végétal de l’eau et des éléments minéraux, tandis que le végétal leur fournit des glucides.

  • Les bactéries Rhizobium des nodosités racinaires des fabacées convertissent le N₂ en NH₄⁺ utilisable par la plante, qui leur fournit en retour des molécules organiques produites par photosynthèse.

  • Dans le tube digestif des herbivores, des bactéries et des protozoaires digèrent la cellulose, et les résidus de cette digestion sont assimilables par l’herbivore.

Compléments

  • Un lichen associe des filaments de champignon et des algues vertes unicellulaires, entre deux couches protectrices de cellules fongiques.

  • Dans les mycorhizes ectotrophes, le champignon forme un feutrage autour des racines et quelques hyphes pénètrent entre les cellules.

  • Le N₂ constitue 78 % du volume de l’air, mais les végétaux ne peuvent absorber que l’azote ionique du sol, notamment NH₄⁺ et NO₃⁻.

Astuce mémo

Mutualisme : association passagère ; symbiose : association obligatoire

8. Parasitisme et diversité des parasites

Notions clés & Définitions

  • Parasitisme : Relation où le parasite vit aux dépens de son hôte, dont il tire sa nourriture, et qui peut être temporaire ou permanente, dangereuse voire mortelle pour l’hôte.

★ À maîtriser

📌 Les parasites complets des plantes sont dépourvus de chlorophylle et prélèvent leur matière organique chez leur hôte, tandis que les hémiparasites possèdent de la chlorophylle.

📌 Les ectoparasites vivent sur leur hôte et les endoparasites vivent dans leur hôte ; les tiques sont des ectoparasites qui fixent leurs pièces buccales dans la peau de leur hôte, leur corps restant à l’extérieur.

Compléments

  • La cuscute envoie des suçoirs pomper la sève de son hôte, dont elle enveloppe les parties aériennes, puis perd tout contact avec le sol.

  • L’armillaire couleur de miel peut se transmettre par les racines et s’étendre de façon concentrique d’un arbre contaminé à ses proches voisins forestiers.

  • La douve du foie peut avoir un cycle complexe utilisant plusieurs hôtes au cours de son développement et adoptant des formes variées.

Astuce mémo

Parasite complet sans chlorophylle ; hémiparasite chlorophyllien

9. Prédation et adaptations de capture

Notions clés & Définitions

  • Prédation : Relation dans laquelle un prédateur capture un animal vivant, sa proie, la tue et l’ingère.

★ À maîtriser

  • Un pin sylvestre adulte produit 38 000 graines : 20 % ne sont pas viables, 1,3 % sont parasitées sur l’arbre par les insectes, 2,7 % sont mangées sur l’arbre, 56 % sont dévorées après être arrivées au sol et 20 % seulement germent.

  • En milieu pauvre, les plantes carnivores capturent de petites proies animales pour enrichir leur alimentation en azote.

Compléments

  • Les techniques de prédation comprennent la capture directe, les accessoires de capture comme les toiles, les fosses, les lassos et les leurres, ainsi que des captures adaptées à un autre milieu de vie.

  • Les quatre types de pièges et leurs plantes sont :

    • Piège à glu chez le droséra
    • Piège à charnière chez la dionée
    • Chaussée-trappe chez le népenthès
    • Outre à clapet chez l’utriculaire
  • Chez un champignon carnivore décrit, le contact d’un nématode avec des nœuds coulants hyphaux provoque le gonflement des cellules, qui l’étranglent en 1/10 de seconde ; les hyphes pénètrent ensuite le ver et le digèrent.

10. Compétition et neutralisme

Notions clés & Définitions

  • Compétition : Relation dans laquelle les êtres en compétition se gênent mutuellement.
  • Neutralisme : Relation entre deux espèces partageant un milieu qui s’ignorent et ne s’apportent ni avantage ni inconvénient.

★ À maîtriser

📌 La compétition interspécifique oppose deux espèces différentes, tandis que la compétition intraspécifique se déroule au sein d’une même espèce.

Compléments

  • Chez les plantes, la compétition peut concerner la lumière, l’eau et les sels minéraux.

  • Chez les animaux, des exemples de compétition sont la mouette qui enlève sa proie au pélican, la frégate qui force un fou à régurgiter sa proie et l’écureuil gris introduit en Angleterre qui chasse l’écureuil roux des forêts résineuses.

  • Dans le bilan des relations interspécifiques, la compétition est notée −/− et le neutralisme 0/0, où − indique un effet défavorable et 0 un effet neutre.

Astuce mémo

Compétition : gêne mutuelle ; neutralisme : aucun effet réciproque

11. Catégories de services écosystémiques

Notions clés & Définitions

  • Services écosystémiques : Fonctions assurées gratuitement par les écosystèmes dont les humains tirent profit.

★ À maîtriser

  • Les quatre catégories de services écosystémiques sont :
    • Les services d’approvisionnement ou de production
    • Les services de régulation
    • Les services de support
    • Les services culturels

Compléments

  • Les services d’approvisionnement fournissent notamment nourriture et ressources, comme le bois, les poissons, les fruits et graines liés à la pollinisation, les molécules médicinales et l’eau.

  • Les services de régulation contribuent à la résilience de la biosphère, notamment par l’atténuation des catastrophes naturelles, le stockage du CO₂, la limitation du réchauffement climatique et la purification de l’eau.

  • Les services de support permettent le fonctionnement des écosystèmes, notamment par la formation des sols et les cycles de l’eau et des nutriments, et cette catégorie est souvent fusionnée avec les services de régulation.

  • Les services culturels comprennent notamment la beauté des paysages, la spiritualité, l’éducation et l’appréciation de la nature.

12. Services et développement durable

★ À maîtriser

  • La santé et la prospérité humaines dépendent des écosystèmes environnants.

  • La connaissance scientifique des écosystèmes doit contribuer au développement durable par une gestion rationnelle des ressources exploitables, la préservation des services écosystémiques et le maintien de l’activité économique et du pilier social.

  • Les trois piliers de la durabilité sont :

    • Le pilier économique
    • Le pilier social
    • Le pilier environnemental

Compléments

  • La préservation des services écosystémiques peut passer par la préservation de la biodiversité, la réduction des pesticides, l’agriculture biologique, la permaculture avec réduction des labours et la diversification des sources nutritives, notamment les légumineuses, la spiruline et les insectes.

  • De nombreux services écosystémiques dépendent de la biodiversité et des relations biotiques, ce qui motive la réduction de l’empreinte des activités humaines sur l’environnement.

Tableaux de synthèse

Caractères des groupes d’arthropodes

GroupeAntennesPattesRespiration
InsectesUne paireTrois pairesTrachées
ArachnidesAucuneQuatre pairesTrachées et poumons
CrustacésDeux pairesCinq paires ou plusBranchies
MyriapodesUne paireNombreuses pairesTrachées

Monocotylédones et dicotylédones

CaractèreMonocotylédonesDicotylédones
CotylédonsUnDeux
Nervures des feuillesParallèlesPennées ou palmées
RacinesFasciculées, sans racine principalePivotante, avec racine principale
FleursType 3Type 4 ou 5

Teste tes connaissances

Teste tes connaissances sur Relations biologiques et services écosystémiques avec 35 questions à choix multiples et corrections détaillées.

1. Quelles sont les trois échelles auxquelles se définit la biodiversité ?

2. Une région subit la déforestation, l’introduction d’une espèce envahissante, des rejets polluants, un réchauffement du climat et une pêche excessive. À quelle catégorie générale appartiennent ces facteurs ?

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Révisez avec les flashcards

Mémorisez les concepts clés de Relations biologiques et services écosystémiques avec 87 flashcards interactives.

Quelles sont les trois échelles de la biodiversité ?

Les écosystèmes, les espèces et les individus.

Quelles sont les cinq grandes causes de perte de biodiversité ?

La destruction des habitats, les espèces envahissantes, les pollutions, le changement climatique et la surexploitation des espèces.

Quel rythme caractérise la disparition actuelle des espèces ?

Un rythme comparable à celui des crises biologiques, désigné comme la 6ème crise.

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