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L'organisation d'un écosystème

Impact du biotope sur la biodiversité

Relation entre les être vivants dans un écosystème

Relation entre les être vivants dans un écosystème

Le mutualisme : Des mycorhizes au niveau de racines de pin.

Les pieds et chapeaux des champignons à la surface du sol sont seulement les structures de reproduction. Les champignons comme les cèpes sont principalement constitués de filaments souterrains. Ces filaments s'enroulent autour des racines : cette association s'appelle un mycorhize.

Le mutualisme : Des mycorhizes au niveau de racines de pin.

Le fonctionnement et l'intérêt des mycorhizes

Survie de cyprès mycorhizés ou non, après l'inoculation d’un pathogène racinaire (en %).
À gauche : les champignons mycorhiziens sont ajoutés en même temps que le pathogène.
À droite : les champignons mycorhiziens sont ajoutés 6 mois avant l'inoculation du pathogène.

Les échanges entre les deux partenaires

La compétition : Le comportement des espèces vis-à-vis d’une ressource

Exemple de compétition : l'accès à la lumière

Afin de mettre en évidence l’impact du couvert végétal de la fougère aigle (plante typique de sous-bois) sur le développement des pins sylvestre, l’expérience suivante a été réalisée : de jeunes semis de pin sylvestre ont été plantés sur des parcelles à 5 densités différentes de fougère aigle.
L'intensité lumineuse sous couvert de la fougère aigle et la croissance des semis de pin ont été mesurées.

Diamètre d’un arbre mesuré en fonction de la densité de plantation.

Influence de la quantité de lumière arrivant au sol en fonction de la densité de plantation.


Le parasitisme : l’exploitation d’un être vivant

Exemple 1 : La Galle

Exemple 2 : Le Gui

Lorsque la graine se fixe sur une branche d’un arbre, un long processus débute. La plantule va dans un premier temps perforer l’écorce de l’arbre et développer un réseau de tissu à l’intérieur de son hôte afin de prélever les substances nécessaires à son développement (eau, glucide…). La plantule va se développer au dépend de l’arbre et plusieurs années après son installation le gui produira des fruits permettant sa dissémination par les oiseaux.

Le parasitisme : l’exploitation d’un être vivant

Exemple 2 : Le Gui

L'histoire d'un pied de gui commence par le transport de ses semences par les oiseaux frugivores, plus précisément baccivores (amateurs de baies). Curieusement, alors que les baies sont rares en hiver, peu d'oiseaux consomment celles du Gui. Les ornithologues qui ont étudié le rôle des oiseaux dans la dispersion du parasite en note deux : la Grive draine (Turdus viscivorus) et la Fauvette à tête noire (Sylvia atricapilla). Ces deux espèces ne se nourrissent pas uniquement de baies de gui : elles présentent un régime alimentaire généraliste.

Les deux principaux oiseaux assurant la dissémination du Gui.
A gauche : Fauvette à tête noire (juvénile), en train ici de consommer une baie de Sureau noir. A droite : Grive draine adultete.

La Grive draine avale 7 à 8 baies entières. Lors du transit intestinal, la pulpe est digérée, puis les graines enrobées de viscine sont rejetées dans les fientes. Les déjections peuvent avoir lieu en vol ou à l'occasion d'un arrêt de la grive sur un nouvel arbre. Un tel mécanisme de dissémination est appelé endozoochorie. On observe dans la nature ces chapelets de graines blanc-verdâtres, accrochés aux branches par les fils gluants de viscine. Le nom latin de la grive, viscivorus, signifie d'ailleurs "mange gui", une appellation que l'on retrouve dans le binôme anglais mistle trush, mistle étant le nom du gui, trush celui de la grive. Cette dissémination par les fientes est connue depuis l'antiquité : un proverbe latin disait malum sibi avem cacare, ce qui signifie à peu près "l'oiseau chie son propre malheur", allusion à l'emploi des baies de gui pour confectionner la glu, utilisée justement pour capturer l'oiseau.

Fientes de Grive draine accrochées aux arbres.

La Fauvette à tête noire, qui possède un bec fin et un gosier trop petit, ne peut avaler la baie. Elle la prélève dans une touffe de gui et va consommer la pulpe sucrée sur une autre branche ou un autre arbre. Elle pratique habilement le dépulpage : en 15 à 20 secondes, elle retire la graine, la colle sur la branche, et avale ce qui reste de pulpe. Cette fauvette est donc pour le gui une véritable providence. Grâce à elle, ce sont des centaines de "petits chewing-gum verts" qui se retrouvent collés chaque jour sur les branches des arbres, solidement fixés à l'écorce par la viscine, et prêts à germer dès le printemps. Et, contrairement à ce qui a été dit, il est utile de préciser ici que la germination des graines ne nécessite pas qu'elles transitent par le tube digestif d'un oiseau.

La mésange bleue (Parus caeruleus), au contraire, consomme uniquement les embryons chlorophylliens semés par la grive et la fauvette, limitant en cela la dissémination du parasite.

Source : "http://biologie.ens-lyon.fr/ressources/Biodiversite/Documents/la-plante-du-mois/le-gui-une-plante-parasite-dispersee-par-les-oiseaux"

Le parasitisme : l’exploitation d’un être vivant

Exemple 1 : La Galle

Les galles des végétaux sont des anomalies morphologiques ou excroissances se développant sur les feuilles, les fleurs ou les fruits des arbres. Ces galles sont généralement provoquées par la piqûre d’un insecte qui ressemble à une petite guêpe de l'ordre des Hyménoptères ou des Diptères et abritent pour la plupart une ou plusieurs larves. Les chênes sont particulièrement touchés par les galles. En effet, même si elles ne sont pas mortelles pour l’arbres elles peuvent l’affaiblir.

Forme adulte de l’insecte responsable de la Galle

La prédation : la consommation d'un être vivant

Exemple 1 :
le Harfang des neiges

Exemple 2 :
le Cerf et le Chevreuil

La prédation : la consommation d'un être vivant

Exemple 2 : le Cerf et le Chevreuil

La consommation d'autres êtres vivants est appelée prédation

Les grands herbivores (chevreuil et cerf) exercent une pression sur l'écosystème forestier, qualifiée de pression d'herbivorie, également appelée pression d'abroutissement.
L'abroutissement correspond à la consommation de broussailles et de jeunes arbres par les animaux sauvages. En fonction de sa fréquence et/ou de son intensité, il peut modifier la forme de l'arbre, ralentir sa croissance ou aboutir à sa mort. L’indice d'abroutissement permet d'évaluer l’importance de cette pression : la méthode consiste à relever la consommation de semis sur des placettes (zones contrôlées régulièrement pour suivre l’évolution de la végétation) réparties dans la parcelle forestière.

Chevreuil broutant des jeunes pousses de chêne

Risque d’abroutissement selon les essences (espèces) d’arbres et les moments de l’année

Résultat d’une étude réalisée sur un territoire délimité dans un massif forestier de la Marne


La prédation : la consommation d'un être vivant

Les populations de prédateurs et de proies sont interdépendantes. Leurs effectifs évoluent de manière cyclique et décalée dans le temps. L'équilibre proies-prédateurs est un système naturel d'équilibre dynamique dans lequel les populations de proies et de prédateurs d'un écosystème se régulent d'elles-mêmes.

Exemple 1 : le Harfang des neiges

Évolution dans le temps du nombre de nids de chouettes Harfang (un prédateur) et du nombre de lemmings (sa proie) sur l'île de Bylot, au Canada.


Exemple de modèle d’équilibre prédateurs-proies : modèle de Lotka-Volterra.


Autre relation :

Le geai des chênes récolte un grand nombre de glands et les cache dans le sol. Ces caches, espacées régulièrement, ne contiennent qu'un seul gland. Le geai est capable de retrouver les caches grâce à des repères dans l'espace qu'il a mémorisé. II prélève alors les réserves restantes du gland déjà germé sans forcément détruire le nouveau plant de chêne.

Le régime alimentaire du geai au cours d’une année

Une étude a montré qu'en moyenne, chaque geai disperse annuellement 4 600 glands et que 59 % des plantules de régénération naturelle sont issues de glands dispersés par le geai.

Relevé d'espèces dans une forêt

Une forêt représente un écosystème qui abrite une grande diversité d'êtres vivants. Lorsque l'on observe une forêt plus en détail, il est possible de remarquer la présence de micro écosytème.

Un arbre tombé suite à une tempète peut devenir l'un de ces micro-écosystèmes

Arbre mort présentant des cavités, indispensable à la nidification de certaines espèces d'oiseaux

L'ensemble des êtres vivants présents dans le milieu s'appelle la biocénose. Le biotope, lui, est caractérisé par l'ensemble des facteurs abiotiques. Les paramètres du milieu qui sont liés aux êtres vivants sont qualifiés de facteurs biotiques.

L'astérisque signale une espèce vivant dans les trouées, clairières, landes forestières et zones de coupes. Les autres espèces ne vivent que dans les forêts.

Le biotope correspond à l'ensemble des caractéristiques physico-chimique d'un écosystème (Température, humidité, ensoleillement, pH, quantité de dioxygène...).

Les facteurs abiotiques sont des facteurs non-vivants, c’est-à-dire des caractéristiques du milieu de nature physique ou chimique qui influencent les êtres vivants.

La biocénose correspond à l'ensemble des êtres vivants d'un écosystème (faune, flore, champignons, bactéries, virus ...)

Les facteurs biotiques représentent l'ensemble des êtres vivants d'un écosystème et leurs interactions entre eux.

Exemple de micro-écosystème : les arbres morts

Un arbre en décomposition va permettre le développement d'un très grand nombre d'êtres vivants comme certains insectes saproxyliques se nourrissent de bois mort, des bactéries ou encore des champignons qui vont œuvrer à la décomposition de cette arbre.

L'abondance d'insecte va permettre à d'autres espèces comme les oiseaux insectivores de se nourire.

Le pique prune :

Le développement larvaire de cet insecte se déroule généralement dans de grandes cavités au sein de tronc morts de feuillus. Les larves du pique prune ou Osmoderma eremita sont saproxylophages. Elles consomment le bois mort peu attaqué par les champignons et les bactéries. Les imagos (juvéniles) et les adultes restent une grande partie de leur vie dans la cavité où s’est déroulé le développement larvaire. La durée du cycle de développement de cette espèce est de deux ans.

Le rhinocéros :

Les larves sont pondues dans des troncs d’arbres morts ou dans des amas de végétations morts. Après l’éclosion les larves vont se nourrirent principalement de bois plus ou moins bien décomposés, elles sont saproxylophage. L’émergence des adultes c’est-à-dire la fin de l’état larvaire arrive en début de printemps.

Le taupin violacé :

Espèce saproxylique cryptique inféodée aux cavités basses des vieux arbres feuillus, caractéristiques des vieilles forêts européennes. Son cycle de vie dure au minimum deux ans. L’alimentation des larves est composée de restes de cadavres de vertébrés et/ou d’insectes décomposés et mélangés au terreau de la cavité (espèce sapro-nécrophage).

Etude de cas : La forêt de Fontainebleau

La biodiversité a été étudier au niveau de deux site de la forêt de Fontainebleau.
En parallèle les conditions physicochimique de ces deux sites ont également été étudiés.

Résultat de l'étude de la biodiversité présente au niveau des sites 1 et 2

Il est possible de décrir une l'organisation d'une forêt en précisant la taille des différents végétaux. Chaque hauteur de végétaux correspond à une strate de végétation

Caractéristique du sol de deux site de la forêt de Fontainebleau

L'acidité du sol est corrélée à la richesse en nutriments.et en minéraux : plus un sol est acide moins il est riche en nutriments.

Etude de la faune du sol :

Etude de la flore :