Vers une définition des écosystèmes

Vers une définition des écosystèmes

Le but du jeu est de rédiger une définition la plus complète possible d'un écosystème. Elle doit reprendre les principales caractéristiques qui permettent de définir la notion d'écosystème. On complètera cette définition par une carte mentale qui permettra de visualiser l'ensemble des relations qui existent au sein des écosystèmes Pour cela on va prendre l'exemple d'une forêt en équilibre.

Et non ce n'est pas encore l'heure d'y aller....

Qui a le code Wifi ?

Mais qui t'as donné l'autorisation de fouiller dans les tiroirs ????

Organisation et dynamique de la forêt

Le Jaguar (Panthera onca) fait partie des 5 grands félins avec le Lion, le Tigre, le Léopard et le Jaguar. Son aire de répartition va du Mexique jusqu'en Argentine. Bien que son territoire de prédilection soit la forêt tropicale dense, il s'adapte à de nombreux écosystèmes mais est absent des déserts et des hautes altitudes. Prédateur solitaire, il aime nager.

Le paresseux Les paresseux sont des mammifères arboricoles d'Amérique tropicale. Ce sont des animaux de taille moyenne au mode de vie original : ils sont presque toujours suspendus à l'envers dans les arbres et se déplacent avec lenteur. Ils possèdent de longues griffes. Il est en danger de disparition du fait du trafic d'animaux sauvages.

La Strate Arborescente Grands arbres, on y trouve la plupart des petits mammifères et de nombreux oiseaux

Les Toucans mangent principalement des fruits, des baies et des graines saisies du bout du bec et "manipulées" à l'aide de leur langue d'une longueur de 15 cm. Ils avalent en renversant le bec en arrière. À l'occasion ils mangent des insectes (en particulier des termites en vol nuptial), des araignées, des reptiles, des œufs d'oiseaux et même des oisillons

La Strate Arbustive La strate arbustive comporte les jeunes arbres, les arbustes qui doivent lutter pour obtenir la lumière nécessaire à leur croissance. C'est la zone des gros mammifères.

La Strate Herbacée C'est la zone des fougères, des jeunes pousses, des mousses et champignons. On y trouve de nombreux insectes.

La Fourmi "Balle de Fusil" Dans la forêt amazonienne, se trouve la tribu Satere Mawe. Cette tribu pratique un rite pour marquer le passage de l'adolescence à l'âge adulte. Quelques jours avant la cérémonie, les anciens de la tribu confectionnent des gants dans lesquels ils disposent plusieurs dizaines, voir centaines de fourmis Paraponera. Elles sont généralement surnommées "fourmis balle de fusil" en raison de leur venin très puissant qui provoque la douleur d'une balle traversant notre peau. Le jour J, les adolescents mettent leurs mains dans ces gants. Ils pratiquent les danses rituelles et peuvent, au bout de 10 longues minutes retirer leurs gants. Les jeunes résistent à la douleur en ne laissant paraître quasi-aucune réaction.

Les papillons d'Amazonie Les papillons de la forêt vierge amazonienne ont une étrange habitude à laquelle peu de personnes ont eu la chance d’assister : ils s’abreuvent des larmes des tortues de la région ! Dans une région où la source de sodium la plus importante et la plus proche, l’océan, est éloignée de 1000 kilomètres, certains animaux herbivores ont trouvé un moyen de se procurer la dose de sodium nécessaire pour leur survie. Ces animaux, ce sont des papillons de la forêt amazonienne. Le moyen : harceler les tortues d’eau douce de la région pour boire leurs larmes, saturées en sodium

La Strate Muscinale Mousses et Champignons. Ils jouent un rôle fondamental dans la rétention d'eau et la décomposition de la matière organique morte.

Les champignons et leur rôle fondamental Les champignons ne possèdent pas la capacité qu'ont les plantes de synthétiser leur propre nourriture grâce à l'énergie solaire. Ils sont dépourvus de chlorophylle, une substance qui permet aux végétaux de capter l'énergie lumineuse produite par le soleil et de fabriquer des sucres à partir du carbone présent dans l'air (photosynthèse). Pour cette raison, les champignons ont dû développer des modes de vie particuliers : la symbiose, le saprophytisme et le parasitisme. Un grand nombre de champignons qui croissent sur le sol en forêt sont intimement liés aux arbres par symbiose. Cette association, nommée mycorhize, se fait entre les extrémités des racines d'un arbre et l'appareil végétatif d'un champignon. La mycorhize bénéficie aux deux organismes en cause : le champignon aide l'arbre à puiser des éléments minéraux et de l'eau dans le sol; en échange, l'arbre fournit des sucres au champignon. Le saprophytisme est un autre mode de vie important chez les champignons. C'est le cas des espèces qui croissent sur les pelouses, le bois pourri, les excréments, etc. Dans ce cas, le rôle joué par le champignon en est un de décomposition. Il digère la matière organique et permet ainsi aux éléments nutritifs de retourner à la terre. Enfin, d'autres champignons sont parasites. Le parasitisme peut être de plusieurs types, allant de l'espèce qui attaque un hôte (arbre, plante, insecte...) en pleine santé, puis vit à ses dépens sans le tuer, jusqu'à celle qui ne cause du tort qu'à un hôte déjà malade et qui par conséquent, hâte la mort de ce dernier. Les espèces parasites sont surtout des champignons microscopique

Strate hypogée ou racinaire Située sous la strate muscinale, elle renferme la faune et la microfaune du sol. Cette strate joue un rôle fondamental pour maintenir un sol en équilibre: décomposition de la matière organique morte en matière minérale (cycle du Carbone, aération du sol...). Champignons, bactéries et microfaune du sol sont des éléments clés de l'équilibre des écosystèmes. sans eux, pas de sol fertile et pas de forêt possible.

Les Lombrics (ver de terre) Les vers de terre jouent un rôle fondamental dans la production, la structuration, l'entretien et la productivité des sols, forestiers, prairiaux et agricoles notamment, avec des fonctions différentes selon le compartiment occupés et leurs déplacements quotidiens ou saisonniers. Ils participent à la minéralisation et l'humification du sol en décomposant la matière organique, favorisant la biodisponibilité des nutriments pour les plantes et les micro-organismes. Ils sont considérés comme des espèces-clé. Les vers de terre dispersent des métaux, des bactéries et de nombreux autres microorganismes et propagules ou réputés indésirables pour le compostage (comme la bactérie Escherichia coli) ou l'agriculture (ex : Fusarium oxysporum) neutres ou utiles (dont des nématodes comme Steinernema spp. et spores de champignons mycorhizateurs). En cela et grâce à leur aération et travail du sol, ils interfèrent positivement aussi avec l'activité et la compétition souterraine des plantes pour les nutriments. Ils jouent un rôle écologique majeur en termes d'aération et de micro-drainage du sol.

La biocénose représente l'ensemble des êtres vivants qui peuplent un écosystème

Évolution naturelle vers l'état d'équilibre d'un écosystème

Le cycle sylvigénétique

Certains végétaux vont coloniser la roche nue. Ils vont petit à petit créer des conditions pour que de nouveaux végétaux puissent s'installer. L'installation de cette flore pionnière attire une faune qui va interagir avec elle.

Les espèces pionnières ont été remplacées par de nouvelle espèces grâce à la naissance d'un sol plus profond. Les premiers arbustes s'installent.

La forêt est installée et favorise la permanence des conditions physicochimiques nécessaires à son équilibre. C'est le climax.

Après un incendie, un glissement de terrain ou une intervention humaine (construction d'une route, abattage d'arbres...), on retourne à un des premiers stades du cycle sylvigénétique. Une nouvelle dynamique se remet alors en place mais cela prend des décennies.

La mise en place d'une forêt Utilise la fonction zoom pour mieux lire les informations.

Les caractéristiques de l'écosystème

Le Complexe argilo humique Grâce au travail de la microfaune du sol, la matière organique morte est transformée en humus qui s'associe avec les particules d'argiles pour former le complexe argilo-humique. Celui-ci est chargé négativement et va donc retenir les ions positifs, favorisant ainsi la nutrition des plantes en sels minéraux. Les ions Mg2+ et Ca2+ permettent d'accrocher des ions minéraux négatifs mais ces liaisons sont assez instables en particulier en présence d'eau (lessivage assez facile).

Les lombrics en avalant de la terre riche en matière organique jouent un rôle prépondérant pour la formation de complexes argilo-humiques. Les nombreux tunnels qu'ils créent permettent l'aération des sols.

Les collemboles Les collemboles, petit arthropodes sauteurs étaient présents dès le Dévonien bien avant les insectes. Ils vivent dans les premiers cm du sol et jouent un rôle fondamental dans la diffusion des bactéries et dans la transformation de la matière organique morte dont ils se nourrissent (saprophages).

Le Biotope Le biotope est l'ensemble des composantes non vivantes d'un écosystème. Cela regroupe la nature de la roche mère, mais aussi la température, la pente, l'humidité du sol, la pluviométrie, l'aération du sol, la luminosité, le pH... Une forêt à son climax est capable de maintenir la majorité des éléments du biotope à des valeurs optimales pour son développement.

La biodiversité d'une région se mesure à trois niveau différents:

• Le nombre de communautés écosystémiques dans le paysage c'est à dire le nombre d'habitats différents définis souvent par des biotopes variables (milieu aquatique/terrestre; exposition nord/exposition sud...)
• le nombre d'espèces différentes présentes dans un habitat donné: diversité spécifique
• La variabilité des individus dans une espèce donnée: diversité génétique

La circulation de matière et d'énergie dans l'écosystème

Production et utilisation de la matière organique absorbée

Réseau trophique diurne

Réseau trophique nocturne

Les réseaux trophiques Les réseaux trophiques sont complexes dans un écosystème et varient selon les espaces (canopée, sol...) et les moments de la journée. Cependant on retrouvera toujours les catégories suivantes: - Les producteurs capables de réaliser la photosynthèse - Les phytophages ou Consommateurs de 1er ordre qui mangent des végétaux - Les zoophages ou consommateurs de second ordre qui mangent des phytophages - les prédateurs ou consommateurs de troisième ordre en haut des chaines alimentaires qui permettent d'éliminer souvent les animaux faibles ou vieux. - Les décomposeurs ou saprophages qui consomment la matière organique morte. - Des minéralisateurs qui finissent de décomposer la matière organique en matière minérale (bactéries du sol).

La biomasse des écosystèmes Réaliser un graphique en forme de pyramide (la pyramide des biomasses) des différentes catégories de producteurs et consommateurs dans un écosystème.

Les types de relations entre les êtres vivants d'un écosystèmes

La symbiose: relation écologique obligatoire à bénéfices réciproques. Exemples: l'association entre une algue et un champignon, formant les lichens; l'association entre les racines d'un arbre et d’un champignon (ex : bolet du chêne). Dans les deux cas, l'espèce autotrophe (algue, arbre) procure les sucres à l'hétérotrophe (champignon), qui lui procure l'eau et les ions minéraux.

Les relations trophiques jouent un rôle fondamental dans l'équilibre des écosystèmes : - Le nombre de proies détermine le nombre de prédateurs - Le nombre de prédateurs régule le nombre de proies

Le mutualisme Échange, indispensable ou non, qui fournit un avantage réciproque aux deux espèces, sans nuire à aucune. Par exemple l'oiseau en se nourrissant enlève les parasites au mammifère. Les deux sont bénéficiaires mais ne dépendent pas de cette relation pour survivre.

Le commensalisme Tête de fruits crochus d’une benoîte commune. Ce fruit s'accroche aux poils des mammifères. Il est transporté gratuitement sans gêner son hôte.

Le parasitisme Relation où une espèce hôte est impactée négativement par une autre espèce, qui tire parti d’elle. Exemple : la galle du chêne ou les tiques qui se nourrit du sang de son hôte.

La compétition Deux arbustes qui luttent pour la lumière, les éléments du sol... mais aussi deux prédateurs luttant pour les mêmes proies... Ou le vautour quittant sa proie à un renard.