Écologie

L’écologie est la science qui étudie les relations entre les organismes vivants et leur environnement, ainsi que les interactions entre les organismes eux-mêmes. Le terme vient du grec oïkos (maison) et logos (étude).

Les niveaux d’organisation§

Individu → Population → Communauté (biocénose) → Écosystème → Biome → Biosphère

• Population : ensemble des individus d’une même espèce dans un espace donné
• Communauté (biocénose) : toutes les espèces d’un même milieu
• Écosystème : communauté + son environnement physique (biotope)
• Biome : grand ensemble climatique (forêt tropicale, désert, toundra…)
• Biosphère : ensemble de tous les écosystèmes de la Terre

Les écosystèmes et leurs composants§

Un écosystème comprend deux parties :

• Biotope : milieu physique (climat, sol, eau, lumière)
• Biocénose : ensemble des êtres vivants qui y habitent

Producteurs, consommateurs, décomposeurs§

Chaînes et réseaux alimentaires§

Une chaîne alimentaire montre qui mange qui :

Herbe → Criquet → Grenouille → Serpent → Aigle

En réalité, les relations sont plus complexes — on parle de réseau trophique (toile alimentaire).

Flux d’énergie : l’énergie diminue à chaque niveau trophique (~10% est transférée au niveau suivant, le reste est dissipé en chaleur).

Pyramide écologique :

Producteurs        : 10 000 kg
Herbivores         :  1 000 kg
Carnivores I       :    100 kg
Carnivores II      :     10 kg

Les cycles biogéochimiques§

Les éléments chimiques circulent entre les êtres vivants et l’environnement abiotique.

Cycle du carbone§

CO₂ atmosphérique ←→ Photosynthèse → Matière organique → Respiration/Décomposition → CO₂
                                                    ↓
                                              Combustion fossile (pétrole, charbon)

L’augmentation du CO₂ atmosphérique due aux combustibles fossiles est la principale cause du réchauffement climatique.

Cycle de l’azote§

L’azote atmosphérique (N₂) doit être “fixé” pour être utilisable par les plantes :

• Fixation : bactéries fixatrices (Rhizobium dans les légumineuses) → NH₃
• Nitrification : NH₃ → NO₂⁻ → NO₃⁻ (bactéries du sol)
• Absorption par les plantes → protéines
• Dénitrification : NO₃⁻ → N₂ (retour à l’atmosphère)

Cycle de l’eau§

Évaporation → condensation (nuages) → précipitation → ruissellement/infiltration → évaporation…

Biodiversité§

La biodiversité désigne la variété du vivant à trois niveaux :

• Diversité génétique : variabilité des gènes au sein d’une espèce
• Diversité spécifique : nombre d’espèces
• Diversité des écosystèmes : variété des milieux

État actuel — la 6e extinction de masse§

On estime que le taux d’extinction actuel est 100 à 1 000 fois supérieur au taux naturel de fond, principalement du fait des activités humaines.

Causes principales :

• Destruction des habitats (déforestation, urbanisation, agriculture intensive)
• Surexploitation (chasse, pêche excessive)
• Espèces invasives (concurrence avec les espèces locales)
• Pollution (pesticides, plastiques, eutrophisation)
• Changement climatique

Pourquoi préserver la biodiversité ?§

• Services écosystémiques : pollinisation, régulation du climat, purification de l’eau, prévention des crues
• Valeur médicale : de nombreux médicaments sont issus du vivant
• Résilience des écosystèmes : plus un écosystème est diversifié, plus il est stable
• Valeur intrinsèque : chaque espèce a droit à l’existence indépendamment de son utilité

Perturbations et dynamique des écosystèmes§

• Succession écologique : évolution d’un milieu perturbé vers une communauté stable (climax)
  • Ex. : friche → arbustes → forêt pionnière → forêt mature
• Effets de bord : les zones de contact entre deux habitats sont particulièrement riches en biodiversité
• Espèces clés de voûte : espèces dont la disparition entraîne l’effondrement d’un écosystème (ex. : les loups dans les parcs américains)