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Les écosystèmes

Les écosystèmes. Pr ésenté par Karine Dion. Évolution et diversité du vivant. NIVEAUX TROPHIQUES, CHAÎNES ET RÉSEAUX ALIMENTAIRES. LES ÉCOSYSTÈMES. Niveau trophique.  Ensemble des organismes de l ’écosystème qui obtiennent leur énergie à partir du même étage alimentaire.

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Presentation Transcript

  1. Les écosystèmes Présenté par Karine Dion Évolution et diversité du vivant

  2. NIVEAUX TROPHIQUES, CHAÎNES ET RÉSEAUX ALIMENTAIRES

  3. LES ÉCOSYSTÈMES Niveau trophique  Ensemble des organismes de l’écosystème qui obtiennent leur énergie à partir du même étage alimentaire.

  4. LES ÉCOSYSTÈMES Les niveaux trophiques d’un écosystème Premier niveau:  producteurs Second niveau:  consommateurs « herbivores » Troisième niveau:  consommateurs « carnivores primaires » Quatrième niveau:  consommateurs « carnivores secondaires »

  5. LES ÉCOSYSTÈMES Les niveaux trophiques d’un écosystème Les omnivores et les consommateurs détrivores font partie de plusieurs niveaux trophiques à la fois. Ils se nourrissent à divers étages alimentaires.

  6. LES ÉCOSYSTÈMES Les niveaux trophiques d’un écosystème

  7. LES ÉCOSYSTÈMES Chaîne alimentaire Transfert de la nourriture d’un niveau trophique à l’autre; transfert d’énergie et de matière en « ligne droite »

  8. LES ÉCOSYSTÈMES Chaîne alimentaire terrestre Ex. La chaîne de la forêt boréale Sapin baumier Lièvre d’Amérique Lynx du Canada Loup Vers de terre, bactéries, mycètes

  9. LES ÉCOSYSTÈMES Chaîne alimentaire marine Phytoplancton Zooplancton Harengs Thons Dauphins Crabes http://underwaterworld.free.fr/faka/bancs_poissons_contre_jour.jpg http://membres.lycos.fr/chiorboli/hobbies.html http://www.ac-toulouse.fr/meteo/ventset/dauphin.jpg

  10. LES ÉCOSYSTÈMES Réseau alimentaire Ensemble de chaînes alimentaires interreliées: transfert d’énergie et de matière en zigzag. = réseau trophique = structure trophique

  11. Carnivores secondaires (Lignes mauves) Carnivores primaires (Lignes bleues) Herbivores (Lignes beiges)

  12. LA CIRCULATION DE L’ÉNERGIE DANS L’ÉCOSYSTÈME (FLUX D’ÉNERGIE)

  13. LES ÉCOSYSTÈMES Les principaux paramètres du flux de l’énergie Flux d’énergie C’est le transfert d’énergie d’un niveau trophique à l’autre.

  14. LES ÉCOSYSTÈMES Les principaux paramètres du flux de l’énergie 1.Le rôle de l’énergie est de permettred’organiser la matière minérale en matière organique. 2.La source première d’énergie de la plupart des écosystèmes est lalumière solaire.

  15. LES ÉCOSYSTÈMES Les principaux paramètres du flux de l’énergie 3. L’énergie circule des producteurs aux détrivores (flux unidirectionnel). 4. L’énergie diminue en moyenne de 90% à chaque niveau trophique. Donc, seulement 10% de l’énergie contenue dans un niveau s ’incorpore à la biomasse du niveau supérieur.

  16. LES ÉCOSYSTÈMES Les principaux paramètres du flux de l’énergie 5.La chaîne alimentaire s’arrête lorsqu’il n’y aplus assez d’énergie pour maintenir un niveau trophique supérieur. L’énergie emmagasinée dans le dernier niveau finit par se dissiper.

  17. LES ÉCOSYSTÈMES Les principaux paramètres du flux de l’énergie 7. L’énergie est une ressource renouvelable. 6.L’énergie est non recyclable.

  18. LES ÉCOSYSTÈMES Causes fondamentales des pertes d’énergie 1. Ce qui est mangé Seule une fraction de la proie végétale ou animale est effectivement prélevée et dévorée par le niveau supérieur. 2. Ce qui est assimilé Seule une partie des aliments ingérés est digérée puis assimilée.

  19. LES ÉCOSYSTÈMES Causes fondamentales des pertes d’énergie 3.L’efficacité relative de la respiration cellulaire Seulement 58% de l’énergie du glucose est transféré à de l’ATP, le reste est perdu en chaleur. 4.L’efficacité du transfert de l’énergie de l’ATP

  20. LES ÉCOSYSTÈMES Causes fondamentales des pertes d’énergie 5.L’énergie pour maintenir la vie Une part de l’énergie des molécules d’ATP maintient le métabolisme basal de l’animal et ses activités. http://perso.wanadoo.fr/sylviane.klein/frames/Cadre_b.htm http://fly.hiwaay.net/~jlspence/akfight.jpg http://members.chello.be/cr46107/

  21. LES ÉCOSYSTÈMES

  22. LES ÉCOSYSTÈMES Bilan radiatif de la Terre http://perso.numericable.fr/~frgheusi/UPS/figures/BilanRadiatif.gif

  23. * 1% de la lumière visible est captée par les chloroplastes. * 170 milliards de tonnes de matière organique / année. LES ÉCOSYSTÈMES Bilan radiatif de la Terre

  24. LES ÉCOSYSTÈMES La productivité primaire Productivité primaire brute (PPB) • Quantité totale d’énergie lumineuse que les plantes transforment en énergie chimique. • Correspond donc à la photosynthèse. 1% de l’énergie lumineuse sous forme de lumière bleu-violet et rouge Chloroplaste d’une cellule végétale Membranes contenant de la chlorophylle, la molécule qui capte l’énergie lumineuse

  25. LES ÉCOSYSTÈMES La productivité primaire • Productivité primaire nette (PPN) • La photosynthèse – coût pour maintenir la plante en vie (respiration) • Unités de mesure : • En quantité d'énergie (J/ m2/ an) • En quantité de matière (g de masse sèche/ m2/ an) PERTE D’ÉNERGIE Fleur de tournesol. Auteur: Bertrand Nicolas. http://www.inra.fr/phototheque/vegetal/page.htm

  26. LES ÉCOSYSTÈMES Productivité primaire nettevs Biomasse mesurable Productivité primaire nette l’ajout de nouvelle biomasse chaque année. Biomasse mesurable quantité totale de végétaux qui existe dans l’écosystème et qui s’est accumulée au fil des ans.

  27. LES ÉCOSYSTÈMES Les facteurs abiotiques peuvent limiter, voire empêcher, la productivité de l’écosystème Nutriment limitant nutriment dont les producteurs ont besoin et qui est présent en faible quantité dans l’environnement. L’azote et le phosphore sont deux nutriments limitant.

  28. LES ÉCOSYSTÈMES Effet limitant du phosphore… Bassin fertilisé avec des sources inorganiques de carbone, d’azote (pas de phosphore). Écran de plastique Bassin fertilisé avec des sources inorganiques de carbone, d’azote et de phosphore. Le bassin est verdâtre car il est recouvert d’algues

  29. LES ÉCOSYSTÈMES Productivité de quelques écosystèmes

  30. LES ÉCOSYSTÈMES La productivité secondaire Productivité secondaire • Production de molécules organiques par les consommateurs. • Taux auquel les consommateurs convertissent l’énergie chimique de leur nourriture en biomasse (rendement écologique).

  31. LES ÉCOSYSTÈMES Efficacité écologique • Productivité nette d’un niveau trophique donné et celle du niveau inférieur. Sur le 100% d’énergie disponible d’un niveau trophique, 10%, en moyenne, est effectivement converti en biomasse dans le niveau suivant. Énergie d’un niveau trophique (KJ) X 100 Énergie du niveau trophique précédent (KJ)

  32. LES ÉCOSYSTÈMES Efficacité écologique ENDOTHERMES ECTOTHERMES

  33. LES ÉCOSYSTÈMES Pyramide écologique Diagramme qui représente la productivité de chaque niveau trophique d’un écosystème. Premier bloc à la base: producteurs Deuxième bloc: consommateurs de premier ordre Troisième bloc: consommateurs de deuxième ordre …

  34. LES ÉCOSYSTÈMES Trois types de pyramide écologique 1. Pyramide de nombre  Nb. d’individus qui occupent chaque niveau trophique et disponible pour le niveau suivant. 2. Pyramide de biomasse  Masse des organismes présents aux divers niveaux trophiques et disponible pour le niveau suivant. 3. Pyramide d’énergie  Qté. d’énergie disponible de chaque niveau trophique et disponible pour le niveau suivant.

  35. LES ÉCOSYSTÈMES Pyramide de nombre

  36. LES ÉCOSYSTÈMES Pyramide de biomasse

  37. LES ÉCOSYSTÈMES Pyramide d’énergie

  38. LES ÉCOSYSTÈMES LE RECYCLAGE DE LA MATIÈRE DANS L’ÉCOSYSTÈME (CYCLE BIOGÉOCHIMIQUE)

  39. LES ÉCOSYSTÈMES Les principaux paramètres du flux de la matière Flux de la matière C’est le mouvement des éléments au travers des divers organismes et des réservoirs du milieu abiotique pendant des temps plus ou moins long.

  40. LES ÉCOSYSTÈMES Les principaux paramètres du flux de la matière 1. La matière sert à construire les formes vivantes et non vivantes qui nous entourent. 2.L’étape-clé de la circulation de la matière est son recyclage après son passage dans la phase organique, pour ne pas créer de rupture de stock. La matière est recyclable.

  41. LES ÉCOSYSTÈMES Les principaux paramètres du flux de la matière 3.La terre contient un stock considérable d’éléments chimiques créés au début de la formation du système solaire (C, H, S, N, etc.). 4.La matière existe en quantité « finie » ce qui implique que la matière est non renouvelable ( contrairement à l’énergie).

  42. LES ÉCOSYSTÈMES Les principaux paramètres du flux de la matière 5. Les éléments de matière se combinent sous des aspects différents selon le réservoir où ils se trouvent.

  43. LES ÉCOSYSTÈMES

  44. LES ÉCOSYSTÈMES Les cycles biogéochimiques • Le cycle du carbone • Le cycle de l’azote • Le cycle du phosphore

  45. LES ÉCOSYSTÈMES Le cycle du carbone

  46. LES ÉCOSYSTÈMES Le cycle du carbone

  47. LES ÉCOSYSTÈMES Le cycle du carbone http://ecosys.cfl.scf.rncan.gc.ca/images/sch_carbone.gif

  48. LES ÉCOSYSTÈMES Le cycle de l’azote

  49. LES ÉCOSYSTÈMES Le cycle de l’azote http://www.essc.psu.edu/~brantley/smallAzoto.jpg http://cache.eb.com/eb/image?id=6538&rendTypeId=4 http://www.bact.wisc.edu/themicrobialworld/Rhizobium.combo.jpg

  50. LES ÉCOSYSTÈMES Le cycle du phosphore

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