Ces populations fermées peuvent évoluer différemment et donner naissance à des nouveaux taxons (il s’agit de l’unité de classement : espèce – genre – famille – etc.)

On parle alors de spéciation allopathique.

La biologie des populations :

Elle consiste en l’analyse des propriétés collectives des individus organisés en populations ainsi que l’évolution de ces propriétés au cours du temps.

Dynamique des populations Génétique des populations

(au sens strict)

Variations d’abondance Pool génétique

(aspects démographiques)

Écologie

(au sens large)

Processus biodémographiques Cycles biogéochimiques

Flux d’énergie

Dynamique des populations Fonctionnement et dynamique

et des peuplements des écosystèmes et des paysages

Sociétés, anthropisation (= effets de l’Homme sur ces équilibres)

L’écologie :

Il s’agit des études des interactions entres les organismes, d’une part, et entre ceux–ci et leur milieu, d’autre part.

Un autre définition peut aussi être : les études de la distribution et l’abondance des organismes (avec, en sous–entendu, la prise en compte des facteurs abiotiques et biotiques.

On observe différents niveaux d’étude de l’écologie :

Physiologie (fonctionnement de l’organisme)

Écophysiologie ou auto–écologie

(surtout sur la notion d’individu, la population est absente)

Exemple :

- Le poisson sténohalin d’eau douce comme la perche,

- Le poisson sténohalin d’eau de mer comme le cabillaud,

- Le poisson euryhalin comme l’anguille et certains salmonidés.

Synécologie (= discipline de l’écologie qui étudie la structure, le fonctionnement et l’évolution des écosystèmes)

Écosphère

(niveau planétaire)

La population constitue différents individus. Ceux–ci sont éphémères ; l’axe central est la transmission héréditaire des caractères.

La variabilité génétique et phénotypique des populations permettra l’adaptation aux modifications de l’environnement (facteurs abiotiques ou biotiques)

« Rien n’est figé ; tout évolue ou risque de disparaître »

Exemple :

Les couleurs du plumage ou de la peau permettent la protection vis–à–vis des prédateurs.

Facteurs abiotiques :

Climatiques, physicochimiques, édaphiques (au niveau du sol)

Température Lumière Humidité, vent, salinité, O₂, etc.

Zone de Texte: Action de plus en plus marquée de l’espèce humaine

Population

Relations intra–spécifiques

Relations inter–spécifiques

Exploitation		Neutralisme	Coopération
Prédation et parasitisme	+ / –	Ø / Ø	Commensalisme	+ / Ø
Amensalisme	Ø / –		Mutualisme (non obligatoire) Et symbiose (obligatoire)	+ / +
Compétition	– / –

Population : pièce élémentaire des systèmes écologiques

v Structure d’une population :

Ø Introduction :

Au sein d’une population, les individus interagissent :

- Appariement pour la reproduction,

- Concurrence pour l’utilisation des ressources communes (nourriture, abris, partenaires sexuels),

- Coopération (exploitation des ressources, défense contre les prédateurs),

- Transmission des parasites et des maladies,

- Etc.

Population constitue un système avec des variables telles que :

- L’effectif ou la densité,

- Le type de distribution spatiale des individus,

- La structure d’âge,

- La structure génétique (fréquence allélique),

- Organisation sociale…

Ø Densité des populations :

Il s’agit du nombre d’individus par unité de surface ou de volume.

Il existe 2 grands types de population :

- Les organismes fixés comme les végétaux et les invertébrés sessiles :

Sessile = fixé ; Vagile = peu mobile, rampant

Le problème de dénombrement est simple : on peut effectuer un dénombrement absolu ou, pour des effectifs trop importants, on effectue des échantillons.

- Les organismes mobiles (plus ou moins) :

Le problème est plus complexe (avec différents niveaux de complexité)

Exemple :

Dans une forêt, les dénombrements de sangliers et de cloportes ne se feront pas de la même manière à cause de leurs différences de taille, de mobilité, de répartition.

Il faut faire aussi attention aux espèces migratrices et au milieu : les sangliers de la forêt de Fontainebleau et les cabillauds de l’atlantique nord sont différents.

Il est très rare de pouvoir faire des dénombrements absolus des espèces animales (sauf dans des réserves pour certaines espèces ou le recensement de la France)

La difficulté va être d’effectuer un échantillonnage représentatif de la population.

§ Méthodes par prélèvement :

Le dénombrement à vue est parfois possible soit par un comptage direct, soit par la méthode d’itinéraire d’échantillons.

Exemple d’itinéraire d’échantillon :

La méthode des indices talométriques d’abondance utilisée en forêt. Elle permet l’étude des variations annuelles d’abondance de certaines espèces de mammifères.

On définit un parcours de 50 km pour couvrir d’ensemble du secteur en une seule fois.

Pour les grands mammifères, il est possible de faire des photographies aériennes (antilopes, otaries, canards de surface hibernant dans divers pays européens, etc.)

Il est aussi possible de faire des photos infrarouges pour les mammifères en forêt qui peuvent se cacher.

Les échantillons :

Il s’agit d’une estimation par des prélèvements au hasard. On peut effectuer :

- Soit un dénombrement à vue avec 2 méthodes possibles :

- Soit un dénombrement par prélèvement d’échantillons (pour les invertébrés terrestres et aquatiques) :

Là encore, plusieurs techniques sont possibles.

L’appareil de Berlese est utilisé pour la faune du sol ; le filet de Surber pour la macrofaune benthique.

§ Méthode capture – recapture :

Il s’agit d’un test de Lincoln et Peterson (pour les oiseaux, les poissons, etc.)

On procède dans l’ordre suivant :

- Capture d’individus au hasard,

- Marquage de ces individus avec une bague ou une tache de couleur,

- Relâchement dans le milieu,

- Recapture après un laps de temps,

- Calcul du taux d’animaux marqués sur les non bagués.

Exemple :

50 bécasseaux sont bagués (groupe A)

2 semaines plus tard, capture de 100 bécasseaux (groupe B) dont 10 sont bagués (groupe C)

" Quel est l’effectif N de la population totale ?

S’il y a 10% de la population qui est baguée, la population s’élève à 500 individus.

N = A . B / C

Animaux capturés et marqués . Animaux capturés la 2^nde fois

N =

Animaux marqués recapturés

Conditions de réalisation :

Les individus marqués doivent :

- Se répartir de façon homogène dans l’ensemble de la population,

- Présenter la même probabilité de recapture (absence de peur ou de fuite),

- Présenter le même taux de mortalité que les individus non marqués,

- Ne pas perdre la marque.

Densités de population représentatives :

Organismes		Densités
Diatomées		5 000 000 par m³
Arthropodes du sol		5 000 par m²
Balanes (adultes)		2 000 par m²
Arbres		50 000 par km²
Mulots		25 000 par km²
Souris sauteuses des bois		600 par km²
Cerfs		4 par km²
Humains	Pays–bas	346 par km²
	Canada	2 par km²

Ø Différents types de distribution :

Distribution en agrégat :

= Regroupement d’individus

dû à une concentration des ressources.

Distribution uniforme :

= Équidistance des individus.

Distribution aléatoire :

Exemples :

- Les cormorans présentent une distribution uniforme associée à l’exploitation optimale de territoire lors de la période de nidification (nids équidistants, l’espace étant le facteur limitant)

- Les jeunes manchots présentent une distribution en agrégats, sur le sol glacé de l’antarctique, afin de se protéger du froid.

Ø Démographie :

Il s’agit de l’étude des statistiques bio–énergétiques avec l’évolution de la taille de la population.

On fait une représentation schématique des processus démographiques et de leurs actions positives et négatives sur la cinétique des populations.

Population

Natalité Population Mortalité

Immigration

Émigration

§ Table de survie :

Exemple : Balanus glandule (balane) :

Âge	Effectif au début	Survivants de la cohorte initiale	Nombre de morts	Taux de mortalité	Fécondité
0	142	1,000	80	0,563	0
5	11	0,018	4,5	0,409	12 700
8	2	0,014	2	1,000	12 700
9	0	/	/	/	/

Cela permet de calculer :

- Le taux intrinsèque d’accroissement naturel r,

- Le taux net de reproduction R₀ (= nombre de descendants par femelle),

- Le temps d’une génération T.

Cela permet aussi de réaliser les diagrammes de Lexis et donc de décrire la structure démographique d’une population et sa cinétique temporelle :

- Une représentation dite « analyse longitudinale » se fait en fonction de temps et permet d’étudier l’évolution d’une cohorte depuis l’éclosion la naissance (ou la germination) jusqu’à la mort du dernier qui la compose.

- Une analyse transversale se fait à des temps déterminés et permet d’étudier plusieurs cohortes en parallèle et donc de faire :

- La description de la structure d’âge moyenne de la population pour une période bien définie,

- Le taux de mortalité propre à chaque classe d’âge au cours de cette période.

§ Courbe de survie :

Elle correspond à la proportion des individus encore en vie à différentes périodes.

Il existe 3 types de tracés :

Nombre de survivants

(échelle semi log)

1000 Type I (exemple : humains)

100

Type II

(exemple : Hydre)

Type III

(exemple : huîtres)

Âge relatif

Type I = Courbe convexe :

Il reflète une mortalité faible durant les jeunes stades et élevée chez les individus âgés.

C’est surtout le cas des vertébrés supérieurs où l’on constate un nombre de descendants faible et beaucoup de soins parentaux.

Type II = Droite :

Le taux de mortalité est constant tout au long de l’âge (lézards, rongeurs tels que l’écureuil)

Type III = Courbe concave :

(opposé au type I)

Il reflète une forte mortalité durant les jeunes stades et un fort taux de survie chez les individus qui ont atteint un âge adulte (invertébrés, poissons, certains oiseaux)

La descendance est nombreuse mais vulnérable ; les parents n’ont pas d’influence sur le devenir de la progéniture.

§ Relation entre la longévité moyenne, espérance potentielle et le type de courbe de survie chez quelques espèces animales :

La longévité de vie correspond à l’âge limite ou aussi l’espérance de vie.

Espèce	Longévité potentielle	Longévité moyenne	Type de courbe
Rotifère	9 jours	6 jours	Type I
Homme	108 ans	70 ans
Mouflon de Dall Ovis dalli	14 ans	7,4 ans
Hydre d’eau douce Hydra viridis	148 jours	55 jours	Type II
Mouette rieuse Larus ridibundus	10 ans	2,4 ans
Merle migrateur	7 ans	1,5 ans
Daim de Virginie Octocoileus virginieus	10 ans	6 mois	Type II
Rouge–Gorge Erithrous rubecula	9 ans	10 mois	Type II

La théorie peut être différente en fonction de certains facteurs biotiques et/ou abiotiques (prédation, froid, ressources alimentaires, etc.)

On peut observer des courbes dites en escalier (ou en crabe)

" Le taux de mortalité est important à des moments bien précis et sur une courte période qui peut correspondre à la période de mue.

Ces périodes de mue correspondent à une grande vulnérabilité vis–à–vis des prédateurs qui s’achève quand l’exosquelette se reforme.

§ Pyramide des âges :

On répertorie le nombre d’individus dans chaque classe d’âge.

Exemples :

- Inde, 1970 :

Il s’agit d’une base large nous montre un pourcentage de jeunes individus important. Cela correspond à un potentiel démographique important et donc à une population jeune.

- Suède, 1977 :

Il s’agit d’un état stationnaire où la population est vieillissante.

De façon générale :

Phase non reproductrice

– reproductrice

– pré–reproductrice

" On observe progressivement une réduction de la base et un gonflement du sommet.

Pyramide des âges et « incidents » démographiques :

Exemple :

Un incendie de forêt peut avoir une incidence sur une population de mouflon :

Classe de 2 – 3 ans :

La présence de prédateur peut influencer la démographie.

Exemple : Les cochons d’Australie avec une présence ou non de dingos (chiens sauvages)

Présence de prédation par les dingos.

Ils s’attaquaient aux jeunes individus effectuant une pression sélective.

Comment définir l’âge d’un individu ?

- Soit on marque un individu à sa naissance.

- Soit on recherche des caractères morphologiques ou anatomiques en relation avec les variations du métabolisme induites par le rythme des saisons.

Exemples de caractères :

- Les anneaux de croissance annuels chez les végétaux ligneux.

- Les anneaux ou les stries de croissance annuels chez différents animaux.

On les observe, par exemple, sur les coquilles des mollusques, sur les écailles des poissons ou les otolithes (structures minéralisées contenues à l’état normal dans l’organe d’équilibration de l’oreille interne)

Exemple d’écaille.

Il existe d’autres exemples comme les cornes, les bois des ongulés, l’état de la denture…

Meles meles (blaireau) : Apparition et dépôt de dentine sur la molaire.

Rongeur : Le poids du cristallin augmente avec l’âge.

Chez de nombreux phyla d’invertébrés et de poissons, la croissance individuelle en fonction du temps est donnée par la loi de Von Bertalanfly.

– k ( t – t₀ )

Lt = L 1 – e

Taille au temps t

Taille limite atteinte Date fictive où la taille serait nulle

Constante caractéristique

de l’espèce

§ Temps de génération :

Il est proportionnel à la taille.

	Taille	Temps de génération T
E. coli	Quelques µm	20 min.
Euglène	Quelques dizaines de µm	1 jour
Abeille	Environ 1 cm	1 mois
Homme	1 m 70	18 – 20 ans
Séquoia	Environ 100 m	80 ans

Il est aussi inversement proportionnel au temps d’accroissement naturel r (par individu et par jour)

	Temps d’accroissement naturel r_MAX	Temps de génération T
Bactérie	80	20 min. (0,01 jour)
Homme	Entre 0,0001 et 0,001	80 ans

§ Sex ratio :

Il s’agit au rapport numérique entre le nombre de mâles et de femelles. En général, le nombre de naissances prévisible est directement lié au nombre de femelles.

Pour une espèce monogame, il se forme des couples de façon durable et l’idéal est d’avoir 50 % de mâles et 50 % de femelles.

Chez les reptiles, il existe un effet de la température sur le sex ratio.

% de mâles à la naissance

100

Tortue

Lézard

Température

0 16 20 24 28 32 36

v Croissance de la population :

On va négliger l’aspect migration.

L’accroissement du nombre d’individus à la fin de période t correspond au taux moyen de natalité par tête (per capita) auquel on soustrait le taux moyen de mortalité per capita ; le tout multiplié par le nombre d’individu dans la population au début de la période t.

DN / Dt = ( b – d ) . N = r . N

births deads

Avec :

- r, la constante caractéristique de l’espèce considérée

(= le taux intrinsèque d’accroissement)

- N, l’effectif à un moment quelconque.

Ø Croissance exponentielle :

N = N₀ . e^r.t " Courbe d’allure « J »

Taille de la population Exemple de la paramécie : r = 0,05

Année	Effectif N	Variation DN
1	10 000	500
2	10 500	525
3	11 025	551
10	15 513	776

Temps Le DN augmente à chaque fois que l’effectif N augmente, même si le taux intrinsèque d’accroissement reste constant.

Dans ces conditions dites idéales, r tend vers r_MAX ; c’est–à–dire qu’il n’y a pas de facteurs limitants. Dans la nature, il y a une notion de « facteur limitant » par la nourriture, l’espace, la prédation.

Ø Accroissement démographique logistique :

( K – N )

DN / Dt = r_MAX . N

Avec :

- N, biomasse,

- K, charge biologique maximale qui correspond au nombre d’individus que le milieu peut supporter,

- (K – N)/N, la résistance du milieu.

Taux d’accroissement

Démographique r r_MAX

r positif

N = K

r négatif

Taille de la population N

r varie entre r_MAX (= condition idéale) et 0 (= capacité limite du milieu)

Les croissances exponentielles sont observées de la nature en particulier chez les espèces opportunistes qui vont conquérir de nouveaux milieux.

La croissance de la population est régulée par sa propre densité ; on parle de feedback ou de rétro–contrôle.

Taille de la population N

Capacité limite du milieu K

DN / Dt = r_MAX . N (K –N) /K

Ralentissement de

l’accroissement

Début ressemble à la courbe « J »

Temps

Courbe « J » (exponentielle)

Résistance Courbe en « S » (logistique)

du milieu

Vitesse d’accroissement ( V = dN/dt)

K/2

Phase de ralentissement

Phase d’accélération de la croissance

N₀ de la croissance

Avec un point d’inflexion correspondant à la croissance maximale.

Si K est égale à la taille maximale de la population, (K – N) correspond au nombre d’individus pouvant venir « s’ajouter » dans le milieu.

(K– N)/Kcorrespond au pourcentage de K permettant encore un accroissement démographique.

Exemple d’accroissement logistique : Variation de r et de DN dans une population hypothétique en accroissement logistique où K est de 1 000 et où le taux intrinsèque d’accroissement r_MAX initial se chiffre à 0,05 par année.

N	( K – N)/N	R	DN
20	0,98	0,049 » r_MAX	1
100	0,90	0,045	5
250	0,75	0,038	9
500	0,50	0,025	13
750	0,25	0,013	9
1 000	0,00	0,000 quand N = K	0

Exemple : Croissance de la levure Saccharomyces cerevisia en culture :

Temps en heure	Nombre d’individus N par cm³ de milieu	Vitesse d’accroissement
0	9,6	0
2	2,9	19,4 &
4	71,1	42,1 &
6	174,6	103,5 &
8	350,7	176,1 &
10	513,3	162,6 (
12	594,1	81,1 (
14	640,8	46,4 (
16	655,9	15,1 (

Les populations qui ont un accroissement de type exponentiel sont, en générale, les populations opportunistes appelées aussi espèces à sélection r.

Les espèces dites spécialisées vont s’accroître selon le modèle logistique et son appelées espèces à sélection K.

En général :

- Leur temps de génération est assez long,

- Leur fluctuation d’effectif est réduite,

- Le nombre de portées est réduit (la progéniture est en faible nombre),

- Le taux de reproduction est limité ainsi que le taux d’accroissement.

Les populations spécialisées se stabilisent en général à une valeur proche de celle de la capacité maximale du milieu.

Exemple : La croissance d’une population de faisans introduite dans un milieu favorable :

Au printemps 1937 : on introduit 2 coqs et 6 poules sur une île.

La phase initiale d’implantation a été suivie de dénombrement printanier (comptage précis) avec un taux de migration négligeable.

1937	1938	1939	1940	1941
8	30	81	282	641

Le début de la croissance est de forme exponentielle.

Mais est–ce que la croissance restera exponentielle ou deviendra–t–elle logistique ?

Ø Fluctuations dans le temps des populations naturelles :

§ En terme théorique :

L’équation de May permet d’étudier la variation d’abondance apparemment chaotique mais qui sont en fait des fluctuations dépendant de la densité.

Cas idéal :

Exemple : Les insectes :

1010

1005

1000

995

990

Temps

1 2 3 4 5

Pour la croissance logistique, on utilise le modèle de Ver Hutts où la résistance du milieu est un frein à l’augmentation exponentielle.

On a alors établi une relation linéaire entre r et l’effectif de la population N.

Si N = 0 " r = r_MAX " La population croît rapidement.

Si N = K " r = 0 " La population est d’effectif négligeable.

Si N > 0 " r est négatif " La population décroît.

Cependant, la relation entre r et N n’est pas toujours linéaire.

r_MAX

0 N

– N_C K⁺ N_C1 N_C2

" Jusqu’à N_C, la densité n’a pas d’effet négatif sur r_MAX et sur la croissance dans la population.

Principe d’Allee (d’après Ramade) :

Y : espérance de vie moyenne, ou fécondité des individus, ou…

Y_MAX

Densité de la population

Densité optimale

Lorsque le degré d’agrégation la densité de la population augmente, on observe un effet bénéfique (effet de groupe) sur la survie, la croissance et/ou sur la fécondité des individus de cette population.

On peut aussi voir les modèles qui prennent en compte les structures d’âges.

Exemple : Le modèle matriciel de Coslie où l’on décompose la population en tranches d’âges :

Le chevauchement des générations entraîne la présence de plusieurs classes d’âges en période de reproduction, avec des taux de mortalité et de fécondité différents.

Avec :

- N et N’ : Les nombre d’individus des différentes classes d’âges, à T₀ et T₁,

- B : La natalité des différentes classes d’âges,

- P : La probabilité de survie des différentes classes d’âges.

Exemple :

Soit une population de 1 000 individus avec 4 classes d’âges à T₀ :

N₀ = 800 ; N₁ = 120 ; N₂ = 60 ; N₃ = 0

Soient B_J, la natalité pour chaque classe d’âge,

P_J, la probabilité de passer de la classe d’âge J à la classe d’âge J+1 (= probabilité de survie)

Âge	B_J	P_J
J₀	0	0,2
J₁	6	0,7
J₂	18	0,4
J₃	8	0,0

- Aucune descendance ne sera produite par la classe d’âge J₀.

- J₂ sera la plus fertile.

- De plus, 20 % des individus de la classe J₀ survivent au temps T₁ et rejoignent la classe J₁.

- Aucun individu de la classe J₃ ne survit.

On peut calculer quels seront les effectifs au temps T₁ :

T₁ N₀ = (800 . 0) + (120 . 6) + (60 . 18) + (20 . 8) = 1960

" Soit 1 960 naissances.

T₁ N₁ = 800 . 0,2 = 160

T₁ N₂ = 120 . 7 = 84 Survivants

T₁ N₃ = 60 . 0,4 = 24

+ 20 . 0 = 0

" 1 960 naissances + ( 160 + 84 + 24 + 0 ) survivants " 2 228 individus.

§ Exemples de populations stables et fluctuantes :

Exemple : Courbe de croissance des effectifs du cheptel ovin, après l’introduction du mouton dans l’île de Tasmanie.

" La population stable, courbe de type logistique.

On observe une forte croissance avec une stabilisation avec de faibles oscillations autour d’une valeur moyenne.

Exemple : Population stable pour les adultes ayant une régulation densité – dépendante.

Œufs

Nymphes

Adultes

Années

Il existe des fluctuations annuelles (cycles saisonniers, migration) et des fluctuations pluriannuelles (cycles s’étalant sur une période supérieure à 1 an)

Exemple des lièvres et des lynx :

Il s’agit de relation proie – prédateur avec un décalage de 9 mois.

- Quand la quantité de lièvres augmente, la quantité de lynx augmente (car ils se nourrissent de lièvres)

- Quand la quantité de lynx est trop important, la quantité de lièvres diminue (car ils sont mangés)

" Relation mangeur – mangé

Avec l’hypothèse d’une croissance exponentielle des populations sans prédateurs.

Avec prédateurs, r₁ diminue d’une quantité K₁.N₂ proportionnelle au nombre de prédateurs N₂ et à la constante de capturabilité K₁.

La croissance de la population de proies est alors :

Avec prédateurs : dN₁ /dt = ( r₁ – K₁ . N₂ ) . N₁

Sans prédateurs : dN₁ /dt = ( r₁ – N₂ )

De la même façon, la population des prédateurs va varier selon les formules suivantes :

Absence de prédateurs : dN₂ /dt = r₂ . N₂

Présence de prédateurs : dN₁ /dt = ( –r₂ + K₂.N₁ ) . N₂

§ Migration :

	Espèces migrantes	Habitat 1	Habitat 2
Voyages aller–retour répétés	Zooplancton marin	Eau de surface (nuit)	Eau profonde (jour)
	Chauve–souris	Sites perchés (jour)	Aires d’alimentation (nuit)
	Nombreux oiseaux	Aires d’alimentation	Aires perchées
	Grenouille, crapaud	Eau (période de reproduction)	Terre
	Caribous	Toundra (été)	Forêt (hivers)
Voyage aller–retour unique (cycle sur plusieurs années)	Anguilles
	Saumons	Rivière	Océan
	Papillons – Libellule	Larves	Adultes
Voyage aller simple	Papillon monarque	Mexique	Nord des États–Unis, Canada
Voyage aller simple	Papillon amiral rouge	Sud de l’Europe	Grande Bretagne

Les migrations peuvent correspondrent à des rythmes quotidiens liés à l’activité nycthémérale (exemples : oiseaux, zooplancton)

· Cas de migrations annuelles :

Le pluvier doré parcourt plus de 13 000 km entre les aires de nidification (région arctique) et les aires de d’hibernation (Amérique du Sud)

Exemple du Saumon atlantique, Salmo salar :

Le saumon migre en avril – mai à l’âge de 15 – 16 mois.

À partir de mi–mars, la smoltification induit des modifications pour préparer le saumon à la vie marine.

Les mécanismes hydro–minéral correspondants sont l’osmorégulation et l’excrétion azotée et mettent en jeu les minéraux Na⁺, Clˉ, K⁺, Ca²⁺, P, S …

Il existe des quantités variables dans les différents milieux.

Exemple :

La truite : Eau douce Eau de mer

[ Na⁺ ] = 0,40 milliosmole.L^–1 [ Na⁺ ] = 450 milliosmole.L^–1

" La différence est importante.

Pourtant [ Na⁺ ] reste stable dans le plasma : 180 à 215 milliosmole.L^–1 grâce à l’osmorégulation (aussi vrai pour le Clˉ)

[ ion ] en mer » 30 ‰ & [ ion ] en eau douce » 23 ‰

Eau Eau

Phénomène de smoltification :

- Stimulation du métabolisme (consommation d’O₂ et mobilisation des réserves énergétiques),

- Stimulation du comportement migratoire,

- Mémorisation olfactive des caractéristiques de l’environnement (= imprinting),

- Augmentation de l’activité NaK–ATPasique branchiale (= osmorégulation),

- Mise en place des capacités hypo–osmorégulatrices nécessaires à la vie en milieu marin.

Activité NaK–ATPasique

Smoltification

Fév. Mars Avril Mai Juin

L’osmorégulation est réalisée, chez les poissons, à partir de la NaK–ATPase avec un pic en mai. La smoltification est sous la dépendance des hormones.

Évolution des taux plasmiques hormonaux lors de la smoltification :

- Diminution de l’insuline, car le saumon mobilise ses réserves,

- Diminution de la prolactine, hormone d’acclimatation à l’eau douce (aussi rôle de reproduction chez les vertébrés supérieurs)

- Pic de l’hormone de croissance,

- Pic des hormones thyroïdiennes,

- Pic du cortisol.

La smoltification dépend aussi de facteurs abiotiques :

Ces transformations ne peuvent se réaliser qu’à certaines conditions de température et de photopériode.

- Augmentation de température,

- Augmentation de la durée du jour.

Il faut aussi que le poisson ait atteint une certaine taille, donc un certain poids. Sinon, il restera une année de plus en rivière et reprendra ce cycle l’année prochaine.

Autre exemple : Anguille, Anguilla anguilla :

La reproduction se fait en milieu marin (mer des Sargaces) Les individus sont matures vers 9 ans pour le mâle et vers 12 ans pour la femelle.

L’anguille va subir des transformations (= métamorphoses)

La larve de l’anguille est une larve leptocéphale, de 5 à 10 mm et transparente.

Elle se transforme en civelle de 60 mm qui se rapproche de la forme adulte.

Ø Réglementation de la taille des populations : stratégies « r » et « k » et facteurs indépendants ou dépendants de la densité :

Caractère :	Espèce à stratégie « r »	Espèce à stratégie « k »
Mécanisme homéostatique	Limité	Souvent perfectionné
Temps de maturation	Court	Long
Durée de vie	Brève	Longue
Taux de mortalité	Souvent élevé	Généralement faible
Nombre de jeunes produits par reproduction	Élevé (beaucoup de jeunes avec peu de survie)	Restreint (peu de jeunes avec plus de chances de survie)
Nombre de reproduction au cours de la vie	Généralement une	Souvent plusieurs
Âge de la 1^ère reproduction	Précoce	Avancé
Taille des petits ou des œufs	Petite	Grande
Soins parentaux	Peu	Important
Climat	Variable, imprévisible	Assez constant
Mortalité	Indépendante de la densité (surtout dépendante du climat)	Dépendante de la densité (protégé du climat)
Courbe de survie	De type III	De type I
Taille de population	Variable, inférieure à K	Assez constante, proche de K
Compétition	Généralement faible	Généralement intense
Valeur de r	Élevée	Faible
Mode de dispersion	Espèce mobile, vagabonde	Espèce peu mobile, sédentaire
Type d’écosystème	Jeune	Mature

Climat et milieu

Instable, imprévisible Stable, prévisible

Mortalité Régulation dépendante

de type catastrophe de la densité.

Espèce à sélection « r » Espèce à sélection « k »

Densité de la population

Aptitude compétitive

Aptitude colonisatrice

§ Régulation de la taille des population par les facteurs indépendants de la densité :

Ils concernent la quasi totalité des facteurs abiotiques (froid, sécheresse, pesticides, etc.)

Ils exercent plus une modification de type catastrophe sur les populations animales et végétales.

" On observe un certain pourcentage de mortalité en fonction de l’intensité du facteur et avec des valeurs extrêmes durant des périodes occasionnelles.

Les invertébrés terrestres et aquatiques (par exemple) sont plus sensibles à ces facteurs que les vertébrés (comme les mammifères)

Exemple :

La relation entre la densité moyenne des troupeaux de buffles et la pluviométrie annuelle moyenne dans différentes régions de l’Est africain.

Densité moyenne

Précipitations annuelles moyennes (en mm)

L’effectif des grands herbivores est ajusté à la quantité de nourriture herbacée disponible.

Et la vitesse de croissance des herbages dépend de la pluviométrie du mois précédent.

§ Régulation de la taille des population par les facteurs dépendants de la densité :

Les effets de surdensité sur l’individu sont multiples :

- Affaiblissement physiologique,

- Diminution de la croissance individuelle,

- Baisse de la fécondité et de la longévité,

- Modification du comportement,

- Augmentation du stress par stimulation du cortisol (= hormone du stress)

" Baisse de la densité (feed back) et parfois modifications génétiques.

Disponibilité des ressources alimentaires :

Nombre de vers de farine

Dans 64 grammes de farine

Dans 16 grammes de farine

Temps

Effets de la densité sur la composition par la taille et la biomasse :

Exemple d’une population de patelles :

Taille (en mm) Biomasse

70 110

400 600 Densité (en m^–2)

Très rapidement, plus la densité augmente, plus la taille des individus diminue.

Réduction de la fécondité ou de reproduction :

Exemple du grand plantain :

Nombre moyen de graines

par individu reproducteur : 10 000

(échelle log)

1 000

100

0 10 100 Graines semées par m²

Exemple de la mésange charbonnière :

Taille moyenne des couvées :

Pour 10 couples " 11 petits par couple

Pour 90 couples " 8 petits par couple

Nombre de couples reproducteurs

Plus la densité augmente, plus la reproduction et la fécondité diminue.

Influence de la compétition intra–spécifique sur la fécondité :

Exemple de la souris domestique :

Densité de la population :	Faible	Moyenne	Forte	Très forte
Nombre d’individus par m² :	30	100	310	1 600
Nombre de femelles gestantes :	58	49	51	43,4
Nombre moyen de jeunes par portée :	6	5,7	5,6	5,1

Avec l’augmentation de la densité, on observe une diminution du pourcentage des femelles gestantes et une diminution du nombre de jeunes par portée.

Une forte densité a des répercussions négatives sur la santé et la survie des individus avec une mortalité élevée.

Une telle influence est surtout due au stress.

Survie vers de farine

(en %)

0 20 60 100 120 Nombre d’insectes

Par 0,5 gramme de farine.

v La population et son patrimoine génétique : le polymorphisme :

Ø Population stable : loi (ou équilibre) de Hardy–Weinberg :

Les populations naturelles sont caractérisées par leur diversité génétique.

" Pour un locus donné, chaque gène peut être représenté par des allèles différents.

Les individus qui composent la population sont tous génétiquement différents.

Leurs caractéristiques phénotypiques qui résultent de l’expression du génotype (modulé par les interactions avec l’environnement) sont elles–mêmes différentes.

Environnement

Génotype Phénotype

On dit que l’ensemble des gènes que possède la population à un instant donné constituent le patrimoine génétique de cette population.

On parle de pool–génétique ; ce dernier représente l’ensemble des allèles de la population.

Le phénotype exprime les potentialités du génotype modulées par les interactions avec l’environnement.

La génétique des populations a été crée en 1920 et s’est développée à partir de la théorie scientifique de l’évolution de Darwin (1859)

Elle permet d’évaluer l’important de la diversité génétique de la population.

Si tous les individus d’une population portent des allèles identiques, on a que des homozygotes.

Dans ce cas, on parle de fixation d’allèles dans la population.

Dans la plus part des cas, il existe 2 allèles pour un gène donné.

Donc on peut calculer les différentes fréquences alléliques. Et on analyse, dans l’espace et dans le temps, le maintient ou l’évolution de cette diversité génétique.

Au cours de l’évolution, il peut y avoir des variations de ces fréquences alléliques et de telles variations sont l’illustration de ce qu’on appelle la micro–évolution.

" C’est la loi, ou l’équilibre, de Hardy–Weinberg.

Soit un locus autosomal avec 2 allèles : A et a d’un organisme diploïde de fréquences alléliques A(p) et a(q)

♀ / ♂	A	a
A	A–A (p²)	A–a (p.q)
a	A–a (p.q)	a–a (q²)

Les fréquences génotypiques se déduisent des fréquences alléliques selon la relation :

Dans les zones polluées, les phalènes foncées échappent aux prédateurs.

Expérience de lâcher et recapture :

	Phalènes typiques	Phalènes carbonaria
Forêt poluée	17 %	34 %
Forêt non polluée	12,5 %	6 %

Dans les 2 cas, on observe un facteur de 2 de différence :

- 2 fois plus de carbonaria en forêt polluée,

- 2 fois plus de typique en forêt non polluée.

Il y a une distribution des fréquences des 2 formes vers la moitié du 20^ème siècle. Cette distribution est géographique et d’ailleurs très suggestive. Elle est corrélée à la localisation des activités industrielles.

Hasard et évolution :

Le processus de sélection et le rôle de prédation se font sous 3 conditions :

- La variabilité inter–individuelle par la pigmentation,

- Ce caractère est relié à la survie (via la prédation),

- La pigmentation est un caractère héréditaire.

" L’inégalité devant le succès reproducteur provoque une modification des fréquences alléliques au sein de la population.

Remarque :

Les phalènes sombres ne sont pas apparues avec la population. Elles existaient déjà avant en faible pourcentage.

§ Autre exemple : Mus musculus vivant dans une grange :

f(A–A) = 0,226 ; f(A–a) = 0,4 ; f(a–a) = 0,374

Donc p = f(A) = 0,226 + 0,2 = 0,426

Et q = f(a) = 0,374 + 0,2 = 0,574

D’après la loi Hardy–Weinberg, on devrait avoir une fréquence des hétérozygotes :

f(A–a) = 2 p.q = 0,489

Mais les croisements ne se font plus au hasard. On a alors défini un coefficient de consanguinité F :

Soit : H_HW, la fréquence des hétérozygotes selon Hardy–Weinberg : H_HW = 2 p.q

H_Obs, la fréquence des hétérozygotes observée.

" Le coefficient de consanguinité : F = (H_HW – H_Obs) /H_HW = (0,489 – 0,4)/0,489 = 0,18

Remarque : Plus H_Obs tend vers H_HW, plus F tend vers 0.

À l’échelle de quelques générations, on peut appliquer la loi de Hardy–Weinberg. Mais l’évolution devient non négligeable dans le temps.

Ø La spéciation :

Il existe 2 types de spéciation.

- La spéciation allopatrique :

Espace

Temps

- La spéciation sympatrique :

§ La spéciation allopatrique :

Elle consiste en la formation d’une nouvelle espèce à la suite de l’isolation géographique d’une population qui l’a séparée de la population mère.

§ La spéciation sympatrique :

On la retrouve surtout chez les végétaux et elle est plutôt due à des accidents lors de la division cellulaire.

On rencontre des exemples comme :

- L’autopolyploïdie où une même espèce double son patrimoine génétique.

- L’allopolyploïdie :

2 espèces se croisent. Après la fécondation, il y a absence de méiose (comme cela aurait dû être) On obtient alors une nouvelle espèce qui double son patrimoine génétique

Exemple :

Gilia minor + Gilia aliquanta

Diploïde Diploïde

9 chromosomes 9 chromosomes

Gilia malior

18 chromosomes

Tétraploïde

Remarque :

Les espèces peuvent doubler leur patrimoine génétique (absence de méiose)

Ou elles peuvent avoir n chromosomes en plus (ou en moins) à cause d’une méiose inégalement faite.

Relation spécifique

v Niche écologique :

Il s’agit de l’ensemble des conditions dans lesquelles vit et se perpétue la population. Il correspond à un espace à n dimensions (facteurs abiotiques et biotiques)

- Axe spatial,

- Axe tropique,

- Axe temporel, etc.

Ø Niche fondamentale :

Elle réunit les conditions idéales pour la survie de l’espèce.

Exemple :

Balanus et chthamalus vivent sur les mêmes rochers en atlantique nord et entrent donc en compétition.

L’espèce balanus présente une croissance plus rapide. L’espèce chthalamus présente, quant à elle, une plus grande résistance à la dessiccation.

Balanus Chthalamus

Adulte Larve Adulte Larve

Niveau supérieur de grande marée

Niveau supérieur de morte marée

Niveau inférieur de morte marée

Niveau inférieur de grande marée

Balanus remporte la victoire dans la zone inférieure.

Mais chthalamus est plus performante dans la zone supérieure.

v Neutralisme :

Il s’agit de la cohabitation pacifique en toute ignorance.

Exemple :

La forêt de feuillus : Il n’y a pas de compétition pour la nourriture ou pour l’espace.

Les étages occupés et les régimes alimentaires sont relativement différents.

Autour (épervier)	Rapace diurne Poursuite aérienne	Oiseaux, petits mammifères
Chouette hulotte	Rapace nocturne	Oiseaux, rongeurs
Pic noir	Vie dans les arbres	Insectes
Pigeon ramier	Vie à partir du sol	Vers, insectes, bourgeons, graines
Pic épeiche	Grimpeur dans les arbres	Graines, insectes

En théorie, il n’y a pas de compétition. Mais s’il y a un problème environnemental, on peut envisager une compétition.

Le neutralisme existe–t–il vraiment ?

Est–il temporaire ?

Il y a souvent dans le temps vers un conflit ou une coopération.

v Relation de coopération :

Ø Commensalisme :

Il s’agit de l’art de profiter sans nuire : une espèce va profiter de la présence d’une autre espèce sans réduire la valeur sélective de celle–ci (= contribution à la génération suivante)

Le profit consiste à la protection, la nutrition, le déplacement sans porter préjudice à l’espèce utilisée.

Exemples :

- Les plantes épiphytes (= qui vivent sur d’autres plantes) comme les mousses, les orchidées.

" Notion de support avec une capture d’ions et un accès à la photosynthèse.

- La phorésie, les balanes (coquillages) fixées sur une baleine.

" Notion de support et de transport.

- Le concombre de mer avec un poisson qui s’en sert de logis.

" Notion de gîte, de protection.

On parle d’inquilinisme et d’espèces inquilines. En général, il n’y a pas de dépendance pour la nourriture.

- La souris, considérée comme une espèce commensale de l’homme.

Il en va de même pour le rat, sauf quand ils sont vecteurs de pathologies.

- Le Bernard l’Ermite qui vit avec une anémone posée sur sa coquille.

- Le crabe pinnothère qui vit dans les moules. Il évite ainsi la dessiccation, la prédation et profite des battements ciliaires de la moule pour la respiration (l’eau étant bien oxygénée)

Remarque :

Le cloisonnement des relations ne sont pas aussi simple et évolue en fonction des connaissances que l’on a des espèces.

Ø Du commensalisme au mutualisme :

Il s’agit d’une relation bénéfique aux 2 espèces mais qui n’est pas obligatoire, vitale.

Exemples :

- Les grands herbivores (comme le buffle de Tanzanie) et les oiseaux (comme le héron–garde–bœuf) Les oiseaux se nourrissent des puces et avertissent d’un danger en s’envolant.

- Le poisson clown et l’anémone. Cette dernière produit des toxines par une attaque ciblée. Le poisson présente un mucus sur les écailles et est ainsi reconnu par l’anémone qui ne va pas attaquer.

Les relations peuvent être plus ou moins importantes.

- Les oiseaux dispersent les graines et se nourrissent de la chair autour de la graine.

Relation animaux – plantes :

Les animaux dispersent le pollen et se nourrissent du nectar (riche en glucose et en acides aminés) ou bien dispersent les graines et se nourrissent des fruits charnus.

Exemples :

La majorité des plantes présentant des fleurs aux couleurs vives ou les conifères comme le genévrier et l’if.

§ Notion de co–évolution :

Quand le mutualisme devient très poussé, il y a formation de couples fidèles. Il peut donner lieu, dans certains cas extrêmes, à une relation obligatoire à la limite de la symbiose.

Exemples :

- Le colibri possède un long bec pour aller chercher le nectar dans un plante longue (orchidée)

L’évolution de la structure de la fleur a conduit à une spécialisation du pollinisateur (une espèce de pollinisateur par espèce de plante en cas extrême)

" La production de nectar par la plante est telle que le colibri est obligé de visiter plusieurs fleurs pour se nourrir.

La pression génétique réciproque conduit, par modification de la structure génétique de chaque espèce en présence, à une évolution conjointe de celle–ci.

Un changement évolutif dans un trait des individus d’une population survient en réponse à un trait des individus d’une 2^nde population et provoque une réaction évolutive de celle–ci.

Janzen, 1980

Exemples :

- Certaines orchidées attirent des individus mâles d’hyménoptères via l’émission de substances imitant les phéromones sexuelles des femelles.

- L’association fourmis (pseudomyrmex) – acacias (cornigera) permet une protection mutuelle.

L’acacia cornigera conserve son feuillage toute l’année.

Certaines espèces sont dépourvues de défense chimique (glucosides à cyanogène) que l’on trouve chez d’autres espèces. Elles bénéficient de la protection des fourmis contre les phytophages (comme les pucerons)

Les colonies de fourmis creusent des nids dans les épines transformées en organes boursouflés.

Expérience : On fait des élevages d’acacias :

Un lichen correspond à un partenaire fongique et une plante formant un réseau complexe de 2 types d’organismes différents.

H₂O, CO₂,

Sels minéraux Vitamine B, Lumière

Polyoles, etc.

Champignon Algue

H₂O, sels minéraux, Vitamine C,

Nombreux antibiotiques, etc.

Écologie :

Les lichens vivent dans les environnements les plus hostiles. Ils sont les colonisateurs de nouveaux milieux.

" Notion de source de nourriture.

§ Rumen :

Le rumen fait parti du tube digestif.

On observe à la dégradation anaérobie de la cellulose et des produits terminaux par les micro–organismes (bactéries, champignons, protozoaires) du tube digestif des herbivores.

Le rumen correspond à un fermenteur. La cellulose est un polysaccharide des parois des cellules végétales.

Cellulose

Pyruvate

Lactate Butyrate

Éthanol Acétate CO₂ CH₄

§ Nodosité :

Il s’agit d’une symbiose entre le rhizobium et légumineuse et permet la fixation de l’azote atmosphérique.

Les légumineuses concernent le pois, soja, luzerne, le trèfle.

De plus, les nodosités se composent de cellules végétales renfermant des bactéries fixatrices d’azote du genre rhizobium.

Parfois, cette association revêt un caractère facultatif : lors de niveaux d’azote élevés dans le sol, la plante peut se développer en l’absence de bactéries.

§ Autre exemple de symbiose (endosymbiose) :

Exemples :

- Des algues symbiotiques intracellulaires produisant, à partir de carbone C1 (CO₂ fournis par l’hôte), des sucres simples.

Algues

Hôte

Produits fournis

Zoochlorelles

Protozoaires

Cœlentérés

Plathelminthes

Maltose, glucose,maltose, etc.

Zooxanthelles

Corail

Glucose

- L’exemple des zooxanthelles :

L’algue vit incluse dans les cellules du corail.

Les couches superficielles des chaudes sont pauvres en nutriments et riches en émission d’ultra violets. Elles sont dépourvues de la base de la chaîne alimentaire marine (= plancton) Les zooxanthelles vont servir de succédané.

Les coraux (de la famille des Scléractinaires) « cultivent » leurs propres phytoplanctons. Les zooxanthelles absorbent le CO₂ libéré par ces coraux et fournissent en retour divers nutriments.

Les zooxanthelles (du groupe des Dinoflagelles) sont des algues unicellulaires dont la taille environne les 10 µm. Leur couleur brune est idéale pour absorber la lumière.

Elles peuvent vivre indépendamment d’un hôte. En pleine eau, elles se nourrissent via la photosynthèse et les nutriments présents dans l’eau en se déplaçant à l’aide de 2 flagelles.

L’algue bénéficie de la protection du corail contre les animaux dits « brouteurs » de plancton en résidant dans son corps ainsi que les déchets inorganiques que le corail excrète.

En contre partie, elle fournit à son hôte des composés de carbones organiques (sucres) indispensables aux besoins énergétiques du corail.

À l’intérieur des cellules du corail, les zooxanthelles récupèrent le CO₂ produit par le corail lors de la respiration et lui rend de l’O₂.

Elles interviennent aussi dans la formation du squelette en aidant la précipitation des carbonates de calcium que l’animal sécrète, favorisant son développement et sa croissance.

Si le corail procède à une reproduction asexuée (par bourgeonnement ou fractionnement), les zooxanthelles sont transmises via les tissus de la colonie mère.

S’il procède à une reproduction sexuée (en cas de crise environnementale), les zooxanthelles sont intégrées par la larve de corail en pleine eau au cours de son stade planctonique.

Celles–ci migrent vers l’endoderme, perdent leurs flagelles et sont incorporées par ingestion dans les cellules avec la formation d’une vacuole protectrice (vésicule interne limitée par une membrane)

Habituellement, ces vacuoles sont digérées par le corail mais un mécanisme encore inconnu protège celles contenant l’algue.

Calcification :

Il s’agit de l’élaboration du squelette des coraux. C’est un autre phénomène au cours duquel les zooxanthelles jouent un rôle important.

Le squelette est constitué de carbonates de calcium (CaCO₃) Les zooxanthelles consomment le CO₂ favorisant la précipitation du CaCO₃.

Eau de mer

Carbonates, bicarbonates, HCO₃^2–, …

Polype (= corail)

Zooxanthelles

Composés azotés (ammoniaque, Photosynthèse

ammonium, nitrite, nitrate)

Métabolisme des glucides,

Composés phosphorés protides et lipides

phosphates

O₂

Respiration du polype

CO₂ Composés organiques simples

Métabolisme du polype (glycérol, glucose, acides aminés,

peptides)

Croissance et calcification

Hormones, vitamines

Conclusion :

La symbiose corail – zooxanthelles permet la survie des récifs des récifs corailliens (qui sont dits « les poumons de l’océan »

Autre exemple :

En 1977, on a mis en évidence l’existence de communautés animales autours des sources hydrothermales, près des îles Galápagos.

Au milieu des dorsales océaniques (= séparations des plaques), il y a une sortie de fluides à 250 °C.

La vie s’est quand–même installée : des annélides surnommés les « vers de Pompéi » car ils sont soumis à des pluies de cendres. Ils vivent le long des parois des « fumeurs ».

Ce sont des animaux très thermophiles : la température de l’eau environne les 80 °C et peut atteindre les 100 °C.

Il existe une symbiose avec des bactéries. Celles–ci permettent l’utilisation de l’énergie fournie par de composés soufrés (H₂S et sulfates) par phosphorylation d’ATP.

La symbiose permet aussi :

- de rester discret

Par exemple, l’association crabe – bryozoaires (où le crabe se cache)

- de se signaler :

Par exemple, l’association poisson – bactéries bioluminescentes.

v Relation conflictuelle :

Ø Compétition :

Il s’agit de 2 espèces qui partagent les ressources alimentaires, l’espace, etc.

On a déjà traité un exemple de compétition : le cas de balanus et chthalamus.

Autre exemple : L’exclusion par compétition d’un protiste par un autre dans un environnement « simple » tel que le labo.

On effectue des cultures de paramécies :

- Paramecium caudatum seul,

- Paramecium aurelia seul,

- Les 2 ensembles dans le même bassin.

Soit les courbes de croissances de chaque culture :

Paramecium caudatum Paramecium caudatum Culture avec les 2

Remarque : Le laboratoire présente des conditions stables ; donc un seul avantage d’une espèce lui permet de remporter sur l’autre.

Dans l’environnement, tous les facteurs ne sont pas « tip–top » pour chaque espèce et ne sont pas stables. Il y a rarement une exclusion (disparition)

Ø Amensalisme :

Il s’agit de l’inhibition, par une espèce donnée, de la croissance ou de la reproduction d’une espèce voisine géographiquement. Cela entraîne une diminution de la concurrence spatiale.

Exemples :

- Les antibiotiques synthétisés et libérés par les champignons.

- Libération de quelques « poisons » :

- L’oxalate : inhibition de l’absorption du Ca²⁺ (cas de l’épinard, de la rhubarbe ou du thé qui inhibe l’assimilation du Fer),

- Des huiles ou résines comme le cannabis,

- Des glucosides comme la digitaline ou le cyanure,

- Les anti–hormones comme les anti–thyroïdiens des crucifères (le chou) ou les anti–stéroïdiens dans le trèfle,

- Les inhibiteurs enzymatiques comme les inhibiteurs de la Trypsine,

- Les tanins = composés polyphénols (comme dans le vin, qui a un effet coupe faim),

- Les alcaloïdes comme la cocaïne, le curare (bloquant les réactions enzymatiques) et la strychnine (qui agit au niveau du cœur)

Ce sont des armes chimiques chez les végétaux, mais aussi chez les animaux.

- Les thermites :

Ce sont des animaux à corps mou, très vulnérables. Ils doivent développer des défenses physiologiques et chimiques.

Plusieurs stratégies de défenses ont été observées :

- Le labre est très développé, permettant de badigeonner la cuticule de l’adversaire de céto–aldéhydes toxiques.

- La tête a une forme cubique pour obstruer l’entrée de la termitière.

- Le termite présente un tube allongé projetant des substances gluantes,

- Il possède de puissantes mandibules fendant la cuticule d’une fourmis attaquante et une glande frontale sécrétrice d’une substance nocive, anticoagulante au niveau de la plaie.

Ø Prédation :

Les êtres vivants possèdent 4 richesses :

- Leur matière (corps, organes),

- Leurs procédés (réactions chimiques, enzymes, etc.),

- Leur travail (déplacement, soins aux jeunes, etc.),

- Le fruit de leur travail (nids, etc.)

Les richesses des uns sont les convoitises des autres.

On trouve en particulier 2 types de systèmes :

- Le système prédateurs – proies (SPP),

- Le système hôtes – parasites (SHP)

· Le mimétisme :

Il s’agit d’un système d’interaction entre 3 acteurs :

La mimèse défensive : (ou l’art du camouflage)

Elle permet de passer inaperçu.

" Il s’agit d’une défense passive ; on parle d’homochromie ou d’homomorphie.

La mimèse agressive :

Elle permet de se protéger ou de chasser sans être repéré par la proie.

Le mimétisme batésien :

Travaux de Bates sur les papillons de la forêt amazonienne.

L’individu ne cherche pas à se cacher mais à duper l’adversaire.

" On parle d’homotypie.

Le mimétisme müllérien :

L’individu ressemble à une autre espèce voisine pour renforcer le signal. Ces 2 espèces étant néfastes, ce mimétisme est un avantage réciproque.

" On observe ainsi une notion de couleurs d’avertissement.

« se méfier du jaune et noir »

Exemples :

- Frelon,

- Salamandre,

- Coléoptère bombardier : jet d’acide à une température élevée proche de 100 °C grâce à une glande sous–divisée en 2 chambres :

- Dans l’une : une solution d’hydroquinase et de peroxyde d’hydrogène,

- Dans l’autre : un mélange enzymatique de catalases et de peroxydase.

- Fourmis des bois : acide formique.

Cas particulier : Le coucou

Il s’agit d’un mimétisme au service du parasitisme social. Les œufs de coucou ressemblent de par leur taille et leur couleur aux œufs de l’hôte. Une espèce de coucou donné pond un type d’œufs donné.

Certains hôtes rejettent les œufs (défauts de mimétisme) On observe une notion de co–évolution.

De plus, le coucou est un gros oiseau mais son œuf est tout petit.

La femelle surveille le nid qu’elle occupe dès qu’il est laissé libre. Elle avale un œuf, pond le sien et s’envole. Cette opération prend 10 secondes.

L’œuf de coucou éclot en 1^er et pousse les autres œufs hors du nid.

Autres cas de mimétisme :

- Pour faire peur, impressionner,

- Feindre une blessure pour attirer un prédateur hors du nid,

- Feindre la mort, etc.

· Détection des proies :

Exemple : Le scorpion des sables :

C’est un prédateur nocturne qui est insensible aux stimulations visuelles, auditives et olfactives.

" La détection se fait grâce aux vibrations du sol par des mécanorécepteurs.

Le scorpion est capable de repérer la source du signal en détectant et interprétant les infimes différences de temps et d’intensité entre les stimuli perçus par ses récepteurs situés en différentes parties du corps (au niveau des tarses)

Il est capable de paralyser la proie avec un venin neurotoxique qu’il a inoculé avec l’aiguillon localisé au bout de la queue.

Ces récepteurs ont une précision de l’ordre de l’angström (10^–10 m)

Lorsque le scorpion capte une vibration, il va se tourner dans la direction de la source des vibrations.

À 8 cm, il y a une corrélation parfaite entre l’angle de réaction et celui de la source (par rapport à la direction du corps)

À partir de 15 cm, l’orientation du scorpion est de moins en moins précise et de plus en plus variable (= écart par rapport à la moyenne qui augmente)

Le scorpion a besoin de ses 8 pattes :

j k

j Pas de réaction

k Pas de réaction non plus

Sable

Limite physique

Autre exemple : Le python :

Il présente une perception infrarouge et capte ainsi la chaleur de la proie dans l’obscurité.

Il possède 13 paires de fossettes sensibles aux infrarouges et innervées (" neurones thermosensibles, reliés au cerveau)

Chez les mammifères, c’est le système somato–sensoriel qui est responsable des sensations de toucher, de pression, de température, de douleurs, etc.

Une main d’homme, ou un rat, est placé à 50 cm des fossettes. Cela déclenche une action électrique des neurones impliqués dans la perception.

Les fossettes sont capables de détecter une variation de 0,003 °C

Exemple : La chouette :

Elle exploite de légères différences entre les sons perçus par l’oreille droite et ceux se l’oreille gauche.

Cela lui permet de localiser, dans l’obscurité, sa proie avec une précision extrême par un léger décalage temporel entre le moment où le signal parvient à chacune des 2 oreilles.

· Attaque de la proie :

Le prédateur va soit attendre (dans l’ombre) soit agir (seul ou en groupe)

Exemples de chasse en meute : les lionnes et les pélicans.

Quelques façons de tuer la proie :

- Par des cellules urticantes (nématocystes de l’hydre),

- Par des venins : neurotoxines ou hémotoxines (a_bungarotoxine qui est un antagoniste de l’Acétyl_choline en se liant à ses récepteurs)

" Le prédateur possèdent une batterie d’enzymes protéolytiques, afin de neutraliser ou d’inactiver ces toxines au niveau du tube digestif.

· Défense contre l’attaque :

Exemple : Les étourneaux :

Quand ils repèrent un prédateur, ils se regroupent.

Autres moyens de résister aux prédateurs :

" Armures : carapaces, épines, bois (chez les cervidés)

§ Parasitisme :

Il existe à toutes les échelles du vivant, de l’écosystème à la molécule :

Il y a une notion de discontinuité de l’habitat et il faut une contamination.

La transmission peut se faire :

- par un contact direct ou indirect,

- par la consommation,

- par un vecteur piqueur,

- par des stades libres actifs (larves aquatiques),

- etc.

D Les parasites sont différents des parasitoïdes qui se situent entre les parasites et les prédateurs. Exemple : Un insecte pond des œufs au sein d’un organisme qui évolueront en chenilles entraînant la mort de l’organisme.

Il existe 3 types de parasitisme :

- L’ecto–parasitisme qui se fait à l’extérieur de l’organisme,

- Le méso–parasitisme qui se fait dans des cavités naturelles de l’hôte (voie pulmonaire, tube digestif, vessie, voies génitales, etc.)

- L’endo–parasitisme qui se fait dans le milieu interne de l’hôte (appareils circulatoires sanguin et lymphatique, espaces inter– et intra– cellulaires)

· Cycle biologique – notion de séquence :

La séquence correspond au nombre d’hôtes. Le cycle est soit holoxène (à 1 hôte), soit hétéroxène (à plusieurs hôtes)

Exemple de cycle à 1 hôte : Ascaris :

Il est l’agent de l’ascaridiose (maladie)

- Ponte d’œufs dans le duodénum (une femelle peut pondre 2 000 000 d’œufs par jour),

- Expulsion via les féces,

- 1^er stade juvénile libre à l’extérieur avec au maximum 5 ans de survie,

- Contamination par ingestion (porc ou humain selon l’espèce),

- 2^ème stade juvénile : Perforation du tube digestif et migration dans le sang jusqu’aux poumons,

- 3^ème stade juvénile : Expulsion par la toux.

Exemple de cycle à 2 hôtes : Ténia :

Contamination de l’homme avec un hôte intermédiaire (bovin ou porcin)

Exemple de cycle à 3 hôtes : Douve de chine (trématode) :

- Stade adulte dans les canaux biliaires chez différents mammifères,

- Ponte d’œufs et évacuation par les féces dans le milieu aquatique,

- 1^er stade larvaire (miracidium) :Ingestion par des gastéropodes (une dizaine d’espèces d’eau douce concernées) et multiplication végétative des larves

- 2^ème stade larvaire (cercaires) : Expulsion de larves nageantes et contamination de poissons (une centaine d’espèces concernées) à travers la peau,

- Enkystement dans les muscles : 3^ème stade larvaire,

- Contamination de l’humain par consommation de viande crue,

- Dékystement dans le tube digestif,

- Migration dans les canaux biliaires et maturation en adultes.

Jusqu’à 2 500 parasites par malades…

· Cycle biologique des trématodes :

- Stade adulte chez un vertébré, souvent dans le tube digestif, parfois dans les poumons, les reins ou l’appareil circulatoire,

- Œufs évacués dans le milieu extérieur et naissance dans l’eau

" Larve aquatique ciliée : miracidium

- Pénétration d’un hôte, souvent un mollusque,

- Transformation en sporocyste fils ou rédiés (anatomie légèrement différente) qui produisent de très nombreux cercaires,

- Départ du mollusque pour une survie de quelques heures dans le milieu aquatique,

- Favorisation.

· Rencontre et favorisation :

¨ Favorisation comportementale :

Exemple : Le gammare (crustacé)

" Durant les 1^ères phases de la contamination, il y a une concentration des parasites en kystes au niveau du cerveau.

Ils forment un maillon sérotoninergique : il y a plus de sérotonine chez le gammare fou.

Autre exemple : La fourmi suicidaire :

La contamination entraîne un changement de comportement.

La fourmi va monter sur un brin d’herbe et s’agiter. Elle augmente ainsi les chances de se faire manger par un mouton.

¨ Favorisation anatomique :

Exemple : Le gobie :

Il y a une concentration des métacercaires au niveau des nageoires du poisson, dégradant ainsi les tissus musculaires.

Le poisson présente donc des difficultés pour se déplacer et éviter un prédateur (comme le bar)

Autre exemple :

Le poisson est rendu aveugle par une concentration des parasites dans les yeux.

¨ Favorisation : se faire remarquer (mimétisme) :

Exemple : La fourmi du genre Leptothorax :

Une fourmi saine est de couleur sombre alors qu’une parasitée va devenir de couleur claire. Elles se font ainsi remarquées par les oiseaux prédateurs.

¨ L’heure du rendez–vous :

Les cercaires n’ont que peu de temps pour trouver leur hôte (quelques heures)

Le rendez–vous se fait en fonction de la présence de rongeurs, d’humains ou autre en tant que réservoir du schistosome.

Il y a une sélection dans les populations d’allèles du parasite par la différence de chronobiologie (polymorphisme génétique)

Chaque espèce de schistosome a son propre rythme en relation avec l’activité de son hôte.

Il existe un rythme précis de sortie parfaitement reproductible pour différents mollusques infectés par la même espèce de schistosome.

Il s’agit d’une adaptation correspondant à une heure de rendez–vous.

Exemple :

Les cercaires qui doivent contaminer des animaux nocturnes sortiront vers 21 – 23 heures.

¨ Éviter la contamination :

Exemple : Le biset (une espèce de pigeon) :

La contamination se fait par contact, notamment lors de la reproduction. Les femelles ont la capacité de repérer les mâles contaminés (dits pouilleux)

En présence de poux, le pigeon présente une perte de plumes. Il y a donc une déperdition de chaleur. L’oiseau est alors obligé de se nourrir d’avantage et de s’investir plus dans la thermorégulation.

Il est donc moins actif pour les parades. De plus, un mâle sain présente un plumage aux couleurs plus vives que celui d’un mâle pouilleux.

· Un changement de cycle peut être avantageux pour le parasite :

2 situations :

- Soit l’humain est infesté directement,

- Soit les cercaires se transforment en métacercaires (larves enkystées) et contaminent un hôte intermédiaire.

On aurait pu croire qu’allonger le cycle en ajoutant un hôte augmenterait le besoin énergétique.

Or, d’un point de vue écologique ou évolutif, ajouter un hôte intermédiaire n’est pas un désavantage mais plutôt un avantage

Le passage escargot – crabe – humain (par exemple) est plus évident que le passage direct escargot – humain. À partir de l’escargot, le crabe est plus accessible ; il en va de même pour l’humain.

" Cette possibilité « d’attendre » permet d’augmenter les chances de contaminer l’humain.

L’hôte intermédiaire peut être obligatoire ou supplémentaire.

Si toute fois le parasitisme a lieu, l’organisme peut répondre par son système immunitaire.

Le parasitisme peut modifier certains traits de vie comme une maturité sexuelles acquise plus rapidement.

Il peut aussi apporter certains avantages à l’hôte et devenir une association symbiotique.

Anthropisation des écosystèmes

v Introduction :

Les principaux changements environnementaux d’ampleur planétaire provoqués par l’activité humaine (d’après Barbault) :

Population humaine

(effectif et activité)

Industries Agriculture

Accroissement du CO₂ Cycles biogéochimiques Changement d’usage des terres

atmosphérique de l’azote (en particulier) et altérations des milieux

Changements climatiques Érosion de la

planétaires biodiversité

Exemple : Depuis 1950 :

- Les besoins en céréales ont été multipliés par 3,

- La consommation des produits de la mer a été multipliée par 4,

- La consommation d’eau de viande (bœuf et mouton) et la demande en bois de chauffage ou de construction ont été multipliées par 3,

- L’emploi de combustibles fossiles ainsi que les émissions de carbone ont été multipliés par 4.

Il existe une pression accrue (directe et/ou indirecte) sur l’environnement et une pollution de la biosphère (physique, chimique et biologique)

v La croissance démographique = la « bombe P » :

Il a fallu 2 millions d’années pour avoir 1 milliard d’individu (à la fin du 18^ème siècle)

En 1930, il y a 2 milliards d’individus " On double en 130 ans.

En 1945, il y a 4 milliards d’individus " On double en 45 ans.

Dans cette suite logique :

En 2025, il devrait avoir 8 milliards d’individus (hypothèse moyenne faite par les USA)

" Soit une naissance tous les € de seconde.

Selon les bureaux statistiques des USA, on prévoyait 5,996 milliards pour le 07 janvier 1999 et 6,140 milliards pour le 27 avril 2001.

Au niveau des vrais chiffres (en millions) : le 4 – 05 – 2004

De plus, 75 % de la population est répartie sur 10 % des terres.

" Problème de densité

Et un déséquilibre Nord – Sud au niveau de la consommation et de la pollution.

Exemple : La consommation des céréales pour l’élevage sur la consommation totale :

USA : 70 % Inde : 2 %

" Seule une partie de la population mondiale a le privilège de consommer de la viande (coût écologique élevé : 6 à 8 kg de céréales pour 1 kg de viande)

En ce sens, la pêche et l’aquaculture sont importantes ; il s’agit de la seule source de protéines animales.

Autre exemple : L’émission mondiale de carbone :

Un américain (ou un européen) émet 7 fois plus qu’un chinois et 13 fois plus qu’un brésilien.

La France est le 2^ème utilisateur d’engrais après les USA.

v Exemples de pollution et leurs répercussions :

Ø Engrais et pesticides :

Le problème majeur est que les molécules s’accumulent dans les êtres vivants.

Exemple : La bioaccumulation du DDT (= dieldrine) :

Il s’agit d’un insecticide.

[DDT]_Eau = 3 .10^–6 mg.L^–1

[DDT]_Zooplancton = 4 .10^–2 mg.L^–1

[DDT]_{Petit Poisson} = 0,5 mg.L^–1

[DDT]_{Gros Poisson} = 10 mg.L^–1

[DDT]_Prédateur = 25 mg.L^–1

" Il y a un facteur de concentration de 1 million.

Il s’agit de substances lipophiles qui s’accumulent dans les lipides.

L’emploi d’engrais a été multiplié par 10 en 40 ans.

De 1950 à 1990, on est passé de 14 à 150 millions de tonnes, créant un déséquilibre des cycles géochimiques (azote, phosphore) et une contamination des nappes phréatiques.

De plus, les engrais sont très peu purifiés et on observe la présence de métaux lourds.

Exemple : Insecticides et herbicides chimiques utilisés à grande échelle :

Hydrocarbures chlorurés	DDT	Poison de contact. Action sur la transmission de l’influx nerveux (système cholinergique)
Organophosphates	Malathion	Dérivés de l’acide phosphorique. Action sur le système nerveux, plus toxique mais moins persistant que les hydrocarbures chlorurés.
Carbanates	Carbaryl	Dérivés de l’acide carbamique. Action identique aux organophophates.
Régulateurs de croissance	Méthoprène	Mime des hormones et enzymes naturelles des insectes.

Exemple : La croissance du nombre d’espèces rapportées pour être résistantes à au moins un insecticide :

500

400

300

200

100

1910 1930 1950 1970 1990

Dosage :

Il est nécessaire, mais les méthodes de dosages des molécules présentent des inconvénients majeurs :

- Les molécules nouvelles ne sont pas détectées puisque non recherchées,

- Il y a une absence de renseignements à propos de l’impact réel des molécules chimiques sur les organismes vivants,

- Il y a aussi une absence de renseignements à propos d’interactions éventuelles entre ces molécules toxiques.

" Concept de « bio–monitoring » consiste en la surveillance d’espèces sentinelles, espèces bio–indicatrices et bio–marqueurs.

Ø Espèces sentinelles = espèces bio–indicatrices ; concept de bio–monitoring :

Exemple : L’escargot Helix aspersa :

Ils présentent une accumulation dans leurs viscères des métaux lourds d’un sol contaminé. Ils sont placés sur le bord de l’autoroute ; ensuite le dosage du polluant est réalisé dans les viscères (ici, le plomb)

Il y a une corrélation entre la teneur en plomb du milieu et celle des viscères des escargots.

1 Teneur en Plomb

8 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Exemple de bio–marqueur : L’activité acétyl_cholinestérasique :

L’acétyl_cholinestérase (AchE) est un marqueur de neurotoxicité par :

- des insecticides organophophorés (OP),

- les carbanates (CS),

- les herbicides (triazines)

- et de nombreux métaux (comme le zinc, le cuivre, le cadmium ou l’aluminium)

L’acétyl_choline est un neurotransmetteur qui est

Neurone souvent mis en trop grande quantité.

L’accumulation de l’acétyl_choline dans l’espace synaptique entraînerait la transmission permanente causant une tétanie musculaire, suivie de la mort de l’organisme.

" L’acétyl_cholinestérase est là pour dégradé l’acétyl_choline.

Les produits toxiques ont une molécule qui inhibe l’acétyl_cholinestérase.

Autre exemple : Les chalutages de limandes à partir des côtes allemandes :

Niveau de l’activité de l’acétyl_cholinestérase chez la limande

1 2

4 5 6 7 8 9 600

3 500

400

300

200

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Le niveau le plus élevé est localisé aux stations 7 à 9. Puis il diminue jusqu’aux stations 1 à 3 qui sont les plus contaminées.

Ce type d’expérience a aussi été vu avec les étoiles de mer.

Ø Eutrophisation :

Elle est due à une fertilisation excessive des eaux qui correspond à un apport massif de composés azotés et phosphorés issus de diverses origines.

Origine : Détergents : 33 %,

Élevages : 13 %,

Engrais agricoles : 18 %,

Industries : 6 %,

Etc.

Description du phénomène :

j Prolifération d’algues à la surface (phytoplancton)

" Surcharge de biomasse végétale,

" Baisse de la transparence des eaux,

" Activité photosynthétique concentrée dans les strates supérieures,

" Augmentation du taux de O₂ dans les eaux superficielles.

k Mort et décomposition d’une masse considérable d’algues au niveau inférieur

" Développement de bactéries aérobie,

" Consommation et non renouvellement de l’O₂,

" Disparition des salmonidés (truites) et remplacement des cyprinidés (carpe),

l Disparition de l’O₂ dans les couches profondes

" Fermentation anaérobie avec dégagement de SH₂ et de NH₃,

" État septique (en opposition à un état aseptique)

C’est–à–dire non viable d’un point de vue biologique, contaminé.

Ø Activité humaine et rejet de gaz dans l’atmosphère :

Exemple :

La déforestation : CO ; CH₄ ; NO₂ et NO₃ (oxydes d’azote)

Le chauffage, les gaz d’échappement et combustibles : CO₂ ; CH₄ ; SO₂ ; NO₂ et NO₃

Exemple : Évolution de la concentration atmosphérique en CO₂ :

1850 : 290 ppm

1930 : 305 ppm

1990 : 350 ppm

" Augmentation de 30 % en 40 ans avec une courbe exponentielle.

Ces gaz posent un problème d’effet de serre important.

Exemple : Les pluies acides :

qui peut se déplacer très loin

" Réaction avec l’eau des nuages

" Formation d’acides nitrique et sulfurique

" Retombée de ces acides sous de pluie ou de neige.

Conséquences sur l’environnement :

Mort d’arbre,

Acidification de l’eau de rivière (eau peu tamponnée)

" Attaque des tissus et mort des poissons.

v Biodiversité :

Ø Notion de biodiversité :

Biodiversité

Diversité écologique

Diversité des espèces

Diversité génétique

- Diversité génétique :

Il s’agit de la diversité des gènes au sein d’une espèce.

Il existe un variabilité génétique entre les espèces et entre les individus d’une même espèce.

- Diversité spécifique :

Il s’agit de la diversité des espèces proprement dites.

- Diversité écosystémique :

Il s’agit de la diversité du niveau d’organisation supérieure du vivant : l’écosystème.

On estime environ 1,7 millions d’espèces qui ont été décrites et on estime que le nombre d’espèce de la planète varie de 10 à 100 millions.

Nombres d’espèces décrites :

En gros, les insectes présentent 1 million d’espèces sur 1,8 millions d’espèces décrites, soit environ la moitié.

Et les mammifères présentent 4 400 espèces, soit environ le quart.

Ø Espèces en voie de disparition :

Exemples :

Le puma, le loup, le perroquet, l’ocelot, le panda, l’éléphant, le gorille, l’ours, le tigre, etc.

Cause :

La dégradation du milieu et le braconnage.

Il faut savoir que les disparitions d’espèces existent depuis toujours. L’espèce a une durée de vie moyenne (1 à 2 millions d’années pour les mammifères, 10 millions d’années pour les invertébrés terrestres et marins)

Durant les temps géologiques, il y a eu 5 grandes crises d’extinction (avec 65 à 95 % d’espèces éliminées)

L’homme doit veiller à ne pas provoquer une 6^ème crise par la dégradation des milieux, leur surexploitation et l’utilisations de polluants.

Il existe 2 types de facteurs déterminants la probabilité de survie d’une population :

- Les facteurs écologiques qui agissent sur une échelle temporelle écologique et qui impliquent principalement les caractéristiques démographiques de la population.

- Les facteurs évolutifs qui agissent sur une période plus longue (échelle temporelle évolutive) et qui impliquent principalement les caractéristiques génétiques de la population.

La persistance ou l’extinction d’une population se jouent sur :

- Sa probabilité de survie sur les décades (facteurs démographiques : r, immigration, émigration, etc.),

- Sa probabilité de survie sur plusieurs générations (facteurs évolutifs : variabilité génétique, structure des populations, sélection, etc.)

Exemples de dégradation du milieu :

Exploitation des forêts,

Certains aménagements,

Exemple : La mer d’Aral (au sud de la russie) qui a régressé à cause d’un détournement de canaux pour l’irrigation de culture de coton.

C’était le 4^ème plus grand lac du monde avec 68 000 km². Aujourd’hui, elle a perdu les • de son volume et 20 espèces de poissons sur les 24 qu’elle présentait.

La pêche est devenue dérisoire perdant ainsi 60 000 emplois. De plus, sont taux de concentration en sels et produits toxiques est devenu fulgurant, au point que la mortalité présente là–bas est l’une des plus élevées au monde.

§ Exemple de surexploitation du milieu : la pêche :

(exploitation des océans)

La Consommation mondiale des produits de la mer ne cesse d’augmenter :

1960 : 30 millions de tonnes ; 1990 : 90 millions de tonnes 2002 : 130 millions de tonnes

L’offre :

En 20 ans, les stocks européens de harengs, de cabillauds, de merlans et d’églefins ont fondus de 50 à 80 % (diminution importante de la ressource)

La commission a suggéré de réduire de 30 à 60 % les capacités globales de pêche de l’UE. Elle a ainsi mis en place des TAC (Totaux Admissibles de Capture) définis par espèce, puis répartis en quotas entre les différents états.

" On rentre dans la politique de gestion des stocks.

Exemple : La morue en France :

1970 : 140 000 tonnes 2005 : 10 000 tonnes

Comment maintenir la demande sans détruire les espèces ?

Soit : On utilise de « nouvelles espèces » (nouvelles sur le marché, mais existantes depuis longtemps) comme le grenadier, l’empereur, le sabre et le sonneur (= espèces de grand fond, que les avancées technologiques ont permis de pêcher)

Soit : On utilise des techniques aquacultures.

Depuis les années 90, la pêche de capture s’est stabilisée et l’aquaculture ne cesse d’augmenter :

1985 : 8 % de la consommation,

2000 : 30 % de la consommation,

2030 : 50 % de la consommation.

Cette augmentation est accompagnée d’une innovation des techniques, notamment la technique de transgenèse qui crée une polémique.

C’est le cas des salmonidés qui présentent une croissance 8 à 10 % supérieure à un saumon normal.

Ces espèces transgènes ne sont pas autorisés sur le commerce et restent en études expérimentales. On s’inquiète d’un appauvrissement de la biodiversité et de la possibilité de croisement avec des espèces sauvages (il existe un problème d’échappement d’individus d’élevage)

Les techniques d’aquaculture consistent en un élevage intensif dans des cages – bassins en mer (pour le saumon et le bar) ou dans les terres (pour le tilapia) avec un apport d’aliment sous forme de granulés.

Exemple : La truite et le saumon :

Les ressources mondiales sont en constante augmentation :

1970 : 550 000 tonnes, dont 50 000 tonnes de truites de saumons d’élevage.

1990 : 2 200 000 tonnes, dont 19 9000 000 tonnes de truites et de saumons d’élevage.

Au niveau européen :

La pêche est stabilisée depuis 1990 à 18 000 tonnes.

L’élevage : En 1990 " quelques milliers de tonnes,

En 2001 " 130 000 tonnes.

50 % de la consommation de bar en France sont issus de l’aquaculture.

§ Introduction d’une nouvelle espèce induisant l’appauvrissement de la biodiversité :

Cette introduction peut être volontaire ou accidentelle.

Exemple : La perche du Nil :

Il s’agit d’un prédateur très efficace qui atteindre 200 kg.

Elle a été implantée pour relancer l’économie de la pêche.

La perche a supplanté les 300 espèces autochtones. La pêche étaient moins diversifiée mais a été augmenter par 5 en tonnage.

Maintenant, cette espèce est réduite au cannibalisme et son avenir est à son tour compromis.

Exemple : L’invasion de la méditerranée par Caularpa taxifolia (racemosa) :

Son introduction a été accidentelle

Peut–être en 1984 à partir des aquariums du musée de Monaco ?

Cette algue ne cesse de coloniser le milieu :

750 m² en 1992 et 1 700 m² en 1996

1 hectare = 10 000 m²

Sa dissémination se fait par reproduction végétative et par le transport de bouture (avec les bateaux)

Elle présente la capacité à recouvrir tous les substrats disponibles (roche, sable, herbiers de phanérogames) Elle peut recouvrir jusqu’à 100 % des fonds du 1 à 35 m de profondeur.

Il s’agit d’un risque majeur pour les écosystèmes littoraux de la méditerranée, en particulier pour les herbiers de posidonies endémiques qui oxygènent l’eau et servent d’abri à de nombreuses espèces.

Ø Conclusion :

L’homme a pris, avec la révolution industrielle, une telle place dans la biosphère que la régulation des équilibres est menacée.

C’est une de ses responsabilités majeures.

Notion de développement :

" 2 postulats :

j Satisfaire les besoins des générations actuelles sans oblitérer ceux des générations futures.

" Notion de responsabilité du monde que nous lèguerons à nos enfants.

k Un développement ne peut être durable que s’il prend en compte à la fois le social, l’environnement et l’économie.

" Concilier rentabilité, protection de l’environnement et des hommes.

Avec la perspective d’une crise climatique, en relation avec l’explosion démographique, l’homme pourra–t–il anticiper ?

Alors qu’il semblerait impuissant à régler les problèmes concrets du moment présent.

Type	Situation des 2 symbiotes (A et B)	Exemple
Ectosymbiose	Juxtaposition des 2 symbiotes ou contact superficiel	Lichens
Mésosymbiose	A est à l’intérieur (dans une cavité) de B	Rumen
Endosymbiose	A est à l’intérieur (dans des vésicules d’endocytose) des cellules de B	Nodosité

Introduction générale

Dynamique des populations Génétique des populations

Variations d’abondance Pool génétique

Écologie

Population

Relations intra–spécifiques

Relations inter–spécifiques

Et symbiose

Population : pièce élémentaire des systèmes écologiques

Zooplancton marin

Mécanisme homéostatique

Relation spécifique

Jusqu’à 2 500 parasites par malades…

Anthropisation des écosystèmes

Méthoprène