Les êtres vivants dans leur milieu (FOUCHER)
Ch1 : Quelques notions de classification des êtres vivants
1/ Trier et classer les différentes espèces
Espèce : des animaux et des végétaux sont d’une même espèce s’ils se ressemblent, s’ils sont capables de se reproduire entre eux et si leurs petits sont fertiles.
2/ Critères pour classer les espèces
Ce sont d’abord des critères visibles extérieurement qui sont retenues mais d’autres critères les complètent : anatomiques, comportementaux, biochimiques et génétiques. La classification actuelle repose sur la phylogénie (reconstitution des liens de parenté entre les organismes à partir de caractères partagés par des espèces différentes).
3/ Repères simples de classification
Deux règnes : animal et végétal.
- Les animaux sont divisés en plusieurs embranchements. Ces embranchements sont eux-mêmes divisés en classes, ordres, familles, en genre (ex : fourmi) et en espèces (ex : fourmi noire).
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Ch2 : L’Ecosystème : organisation et relations
1/ Qu’est ce qu’un écosystème ?
Un biotope + une biocénose
Un écosystème est composé d’un biotope (lieu de vie avec des caractéristiques physico chimiques spécifiques), peuplé par une biocénose (communauté biologiques faite de végétaux et d’animaux) qui interagissent mutuellement.
Les interactions dans l’écosystème
- Le biotope agit sur la biocénose. Les conditions non biologiques sont appelées facteurs abiotiques.
- La biocénose agit sur le biotope. Les facteurs biotiques concernent les facteurs dus aux êtres vivants. Les êtres vivants agissent sur leur milieu physique.
- La biocénose agit sur la biocénose : relations entre les êtres vivants :
o Relations intra spécifiques (entre individus de la même espèce)
o Relations inter spécifiques (entre individus d’espèces différentes)
Les relations qu’ils nouent : de compétition (même source alimentaire ou même habitat et rivalité pour la reproduction), de coopération (entraide, association permanente et durable), d’exploitation (consommation).
Conclusion : une population se met donc en place dans un milieu en fonction des facteurs biotiques et abiotiques qui y sont présents, on parle d’adaptation à ce milieu. Les conditions du milieu, la compétition intra spécifique, l’exploitation inter spécifique sélectionnent les individus les plus capables de résister aux conditions physico-chimiques défavorables, aux prédateurs, à la concurrence…
2/Les relations alimentaires
Ce sont les plus importantes dans un écosystème.
Les régimes alimentaires des animaux
Régime alimentaire est l’ensemble des aliments consommés par l’animal.
Trois types de régimes :
- Phytophage (végétarien), pour celui qui se nourrit que de végétaux (granivore, nectarivore, herbivore).
- Zoophage (carnivore), pour celui qui ne consomme que des animaux (piscivore : poissons, insectivore : insectes, carnivore : viande)
- Omnivore (polyphage), pour celui qui se nourrit à la fois d’aliments d’origines animale et végétale de façon relativement équilibrée.
Les chaînes alimentaires dans la chênaie
Dans cet exemple, les feuilles de chêne sont mangées par les chenilles qui sont consommées par les mésanges. Cette succession de maillons, suite d’êtres vivants liés entre eux par des relations alimentaires, constitue une chaine alimentaire. (Schéma avec des flèches qui se traduisent par « est mangé par »)
La production de matière organique
L’autotrophie : les chaînes alimentaires débutent par des végétaux chlorophylliens car ils sont capables de synthétiser leur propre matière organique à partir de matière minérale : ils sont autotrophes.
Le prélèvement de matières minérales dans l’environnement : les végétaux chlorophylliens utilisent l’eau et les sels minéraux absorbés dans le sol par les racines et qui circulent dans la plante, dans les vaisseaux conducteurs, en formant la sève brute jusqu’aux feuilles. Ils prélèvent le CO2, présent dans l’air par leurs feuilles, au niveau de petites structures ménageant des ouvertures dans l’épiderme des feuilles (stomates).
La photosynthèse : au niveau des feuilles se trouvent des pigments, les chlorophylles qui permettent de capter l’énergie lumineuse et de l’utiliser pour synthétiser, à partir des éléments minéraux, de la matière organique et l’O2, déchet expulsé de la feuille au niveau des stomates. (Processus de photosynthèse).
Les destinées de la matière organique produite : une partie de cette matière sert aux besoins de la plante en matière et en énergie ; l’autre partie est transportée dans la sève pour être dirigée dans toute la plante (renouvellement des organes de celle-ci).
Les destinées de l’eau arrivant dans la feuille : une infime partie est utilisée pour la photosynthèse ; une petite partie sert à dissoudre la matière organique fabriquée et à former avec elle la sève élaborée ; la majeure partie est rejetée par la feuille dans l’atmosphère ambiante sous forme de vapeur d’eau. (Transpiration)
L’hétérotrophie : les hétérotrophes doivent prélever dans leur milieu la matière organique pour fabriquer leur propre matière.
Bilan
- Métabolisme d’un organisme autotrophe :
o Le jour : la plante photo synthétise et respire.
o La nuit : comme il n’y a pas de lumière pas de photosynthèse.
- Métabolisme d’un organisme hétérotrophe : les organismes doivent prélever la matière organique dans leur environnement.
Ch3 : L’écosystème : cycle de matière et flux d’énergie
1/ La matière circule
Les réseaux trophiques : ensemble des chaînes alimentaires interconnectées d’un écosystème.
Le cas des chaînes de type producteur consommateurs :
Ex : feuille de chêne -> chenille -> mésange -> buse
La matière circule d’un maillon à l’autre. On a coutume de numéroter les différents maillons d’une chaîne alimentaire, ce qui détermine les niveaux trophique.
Niveau trophique 1 : végétal chlorophyllien, producteur primaire.
Niveaux trophiques 2, 3. : Les hétérotrophes, producteurs secondaires ou consommateurs.
Le cas des chaînes de type matière organique morte décomposeurs consommateurs.
Dans tout écosystème de la matière organique morte est formée. En la consommant les décomposeurs évitent que cette matière organique morte ne s’accumule. Ils la réinjectent dans le cycle de la matière grâce à cette minéralisation de la matière organique morte.
La schématisation de ces transferts de matière à l’échelle d’un écosystème s’appelle le cycle de la matière.
2/ Le devenir de la matière d’un niveau à l’autre
Pour chaque niveau trophique d’un réseau, on définit la biomasse (masse de tous les êtres vivants) dont les unités sont le kg/ha (kilogramme par hectare) ou la T/ha (tonne par hectare). Chaque consommateur produit sa biomasse à partir du niveau trophique précédent.
L’observation simple de la chênaie montre que la biomasse des producteurs primaires est bien supérieure à celle des producteurs secondaires et elle diminue ainsi tout le long de la chaîne.
Ces pyramides traduisent des pertes de matières importantes d’un niveau à l’autre. Le rendement est le rapport de biomasse entre deux niveaux trophiques : (biomasse niveau n+1)/ (biomasse niveau n)*100.
Il varie de 3% à 20% environ avec une moyenne de 10%. Plus la chaîne alimentaire est courte, plus la perte de la biomasse est faible.
La matière organique absorbée, utilisée par l’individu, permet sa croissance et le renouvellement des cellules des organes.
3/ Associés aux transferts de matière : des flux d’énergie
Toute matière organique est porteuse d’une quantité d’énergie chimique. Toute circulation de matière entraîne donc un flux d’énergie. Il t a perte d’énergie dans le milieu par la respiration des hétérotrophes. Pour que le système continue de fonctionner, il faut que les autotrophes réinjectent de l’énergie (énergie solaire).