Effets de l’environnement sur les organismes vivants

1. Effets de l’environnement sur les organismes vivants S. Barot IRD, UMR 137 LV 335, Effets de l’environnement , Barot

2. Plan  Qu’est ce que l’environnement?  Les différents effets de l’environnement  Notion de niche écologique  Adaptations à l’environnement  Notion de plasticité phénotypique  Conclusion LV 335, Effets de l’environnement , Barot

3. Qu’est ce que l’environnement? LV 335, Effets de l’environnement , Barot

4. Quels sont le paramètres de son environnement? LV 335, Effets de l’environnement , Barot

5. De nombreuses interactions LV 335, Effets de l’environnement , Barot

6. Environnement biotique / abiotique  Environnement biotique:Toutes les espèces qui interagissent avec l’espèce étudiée Prédateur, proie, parasite  Environnement abiotiqueParamètres physicochimiques Température, humidité, pH de l’eau, lumière…  Le cours est centré sur l’environnement abiotique!!! LV 335, Effets de l’environnement , Barot

7. Type de paramètres  RessourcesL’eau Le CO2, la lumière et les sels minéraux (plantes)  Milieu de vieTempérature Humidité de l’air, Lumière, pH de l’eau, pH du sol, Salinité du sol ou de l’eau  Support physiqueSol, rochers, sédiments d’un lac … LV 335, Effets de l’environnement , Barot

8. Trois types de milieu avec des contraintes différentes LV 335, Effets de l’environnement , Barot

9. Facteurs importants en milieu aquatique  Température  Lumière  Contenu en différents ions (salinité… )  Contenu en matière organique morte  Courants LV 335, Effets de l’environnement , Barot

10. Facteurs importants en milieu terrestre aérien  Température  Lumière  Humidité de l’air  Vent LV 335, Effets de l’environnement , Barot

11. Facteurs importants du milieu ‘‘sol’’  Température  Humidité  Contenu en ions  Contenu en matière organique morte  Texture et structure LV 335, Effets de l’environnement , Barot

12. L’environnement est variable dans le temps et l’espace Variabilité temporelle Cyclique Constant Envt Envt t t Catastrophe Aléatoire Envt Envt t t LV 335, Effets de l’environnement , Barot

13. Minimum Maximum Amplitude Variabilité totale Paramètres de la variabilité temporelle Envt Envt Envt Envt Envt Envt LV 335, Effets de l’environnement , Barot

14. Paramètres de la variabilité temporelle Moyenne Envt Envt Durée des évènements extrêmes Envt Envt  Description mathématiqueMoyenne, variance, maximum, minimum, auro-corrélation, période LV 335, Effets de l’environnement , Barot

15. L’environnement est variable dans le temps et l’espace Hétérogénéité spatiale Homogène / hétérogène Échelle de l’hétérogénéité LV 335, Effets de l’environnement , Barot

16. Hétérogénéité spatiale Moyenne Maximum, minimum, amplitude 10 100 -10  Description mathématiqueMoyenne, variance, maximum, minimum, auro-corrélation spatiale, géostatistique LV 335, Effets de l’environnement , Barot

17. L’environnement est variable dans le temps et l’espace  Parallèle entre la variabilité et l’hétérogénéité Y Envt temps ou distance X  Même façon de les décrire mathématiquement  Conséquences de la variabilité et de l’hétérogénéité? LV 335, Effets de l’environnement , Barot

18. Facteurs importants en milieu aquatique  Milieu assez homogène (brassage, diffusion)  Milieu assez constant (sauf la lumière)  Stratification verticale (lumière, température, sédimentation) LV 335, Effets de l’environnement , Barot

19. Facteurs importants en milieu terrestre aérien  Variabilité temporelle très forte (lumière, température, humidité)  Hétérogénéité venant surtout du sol, de la topographie, et des autres organismes LV 335, Effets de l’environnement , Barot

20. Facteurs importants du milieu ‘‘sol’’  Température assez stable. Sauf à l’échelle des saisons  Humidité très variable  Hétérogénéité très forte à toute les Échelles (eau, MO)  Stratification verticale (MO, humidité …) LV 335, Effets de l’environnement , Barot

21. Les différents effets de l’environnement LV 335, Effets de l’environnement , Barot

22. Différentes échelles d’organisation Différentes échelles temporelles  L’individu  La population  L’espèce Krigiadandelion LV 335, Effets de l’environnement , Barot

23. Effet à l’échelle de l’individu  Augmente ou diminue la survie  Augmente ou diminue la croissance  Augmente ou diminue la fécondité  Augmente ou diminue la dispersion  Modifie le comportement (dispersion, foraging, comportements sociaux…) LV 335, Effets de l’environnement , Barot

24. Effet à l’échelle de l’individu  Existence d’un optimum  Imbrication des conditions pour la Reproduction / croissance / survie LV 335, Effets de l’environnement , Barot

25. Différents types de relation Plateau Optimum Performance Performance Paramètre de l’envt Paramètre de l’envt Poisons Performance Performance Paramètre de l’envt Paramètre de l’envt LV 335, Effets de l’environnement , Barot

26. Effet à l’échelle de la population  Croissance ou décroissance d’une population  Extinction d’une population  Détermine les limites spatiales de la population LV 335, Effets de l’environnement , Barot

27. Effet à l’échelle de l’espèce  Répartition géographique de l’espèce (biogéographie)  Répartition des individus à l’intérieur de l’aire géographique  Autres effets? Evolution darwinienne! LV 335, Effets de l’environnement , Barot

28. Effets sur la croissance Avec ‘‘terra preta’’ Sans ‘‘terra preta’’  Principe de toutes les expériences agronomiques  Engrais, irrigation …. LV 335, Effets de l’environnement , Barot

29. Cas d’une orchidée Carte géologique Répartition géographique LV 335, Effets de l’environnement , Barot

30. Mécanisme  Craie : pH élevé  Toxicité directe  Effet indirecte sur la disponibilité des ions LV 335, Effets de l’environnement , Barot

31. Exemple des vers de terre  Milieu plus ou moins riche en nourriture (MO)  Nourriture peu énergétique  Nécessité de maintenir son humidité Mouvements verticaux Diapause LV 335, Effets de l’environnement , Barot

32. Exemple de la salinité de l’eau LV 335, Effets de l’environnement , Barot

33. Variation de nombreux paramètres à la fois LV 335, Effets de l’environnement , Barot

34. Causes de la répartition des espèces?  Survie non possible au-delà d’un certain seuil ‘‘espèce non adaptée’’  Croissance individuelle plus faible, croissance de la population plus faible + compétition avec espèces mieux adaptées Interactions entre relations biotiques et abiotiques LV 335, Effets de l’environnement , Barot

35. Un effet physiologique universel  Loi du Q10  L’activité chimique et biologique augmente LV 335, Effets de l’environnement , Barot

36. Échanges de chaleur  Autre flux? Homéotherme / poïkilotherme LV 335, Effets de l’environnement , Barot

37. Échanges de chaleur + Formes de résistance LV 335, Effets de l’environnement , Barot

38. Notion de niche écologique LV 335, Effets de l’environnement , Barot

39. Définition  Ensemble des conditions permettant à un organisme de croître, survivre et se reproduire  C’est un hypervolume à N dimensions Humidité Température Température Etc …. LV 335, Effets de l’environnement , Barot

40. Niche potentielle / niche réalisée  Niche potentielle : si l’espèce est seule  Niche réasliée : espèce en compétition Niche potentielle Température Compétiteurs Niche réalisée Température LV 335, Effets de l’environnement , Barot

41. Conséquences de la notion de niche  Coexistence d’espèces ayant des niches différentes Température  L’évolution devrait ‘‘pousser’’ les espèces à avoir des niches différentes Température LV 335, Effets de l’environnement , Barot

42. Beaucoup de possibilités de coexistence LV 335, Effets de l’environnement , Barot

43. Adaptation à l’environnement LV 335, Effets de l’environnement , Barot

44. Mutations/recombinaison Variabilité phénotypique Environnement Sélection Interactions écologiques Changement dans les fréquences alléliques Evolution directionnelle Spéciation

45. Cas du phalène du bouleau Populations modernes en Angleterre sombre Populations ancestrales claires  Quel est le trait qui a évolué?  Quelle est la variable environnementale qui a changé? Quelle est la pression de sélection? Couleur des ailes Couleur des troncs de bouleau Prédation par les oiseaux Adaptation = mimétisme LV 335, Effets de l’environnement , Barot

46. Encore une fois, Interactions entre relations biotiques et abiotiques LV 335, Effets de l’environnement , Barot

47. Différentes stratégies  Moyens pour acquérir une ressource limitante LV 335, Effets de l’environnement , Barot

48.  Moyens pour acquérir une ressource limitante Densité racinaire (kg /m3) Profondeur (cm) Sous bosquet (sans Rônier) Hors bosquet LV 335, Effets de l’environnement , Barot

49.  Stratégies pour maintenir l’homéostasie  Conservation  Diapause, hibernation  Réserve  Formes de résistance  Élimination LV 335, Effets de l’environnement , Barot

50. Déplacement Migrations Déplacements à plus petite échelle Et les plantes? LV 335, Effets de l’environnement , Barot