Transcript Chapitre 3.1 – Les changements naturels dans les écosystèmes

Chapitre 3.1 – Les changements naturels dans les écosystèmes
Introduction
• Quand un organisme nait, il appartient à une espèce, mais il a
ses propres traits uniques aussi.
Ex : Les humains naissent avec différentes couleurs d’yeux, différentes
tailles… Il y a des variations au sein d’une même espèce.
• Parfois, ces caractéristiques uniques donnent à cet individu un
avantage compétitif dans une niche écologique.
• La sélection naturelle est un processus graduel selon lequel
les individus qui sont mieux adaptés survivent et se
reproduisent et transmettent leurs caractéristiques
favorables.
• Ceux avec des traits défavorables ont moins de chance de
reproduire et de transmettre leurs traits
Ex : Le saumon avec une queue un peu plus large est capable de
nager un peu plus rapidement et un peu plus loin dans une rivière.
Chapitre 3.1 – Les changements naturels dans les écosystèmes
Radiation Adaptative ou Évolutive
• Plusieurs espèces différentes sont issues d’une même espèce à
l’origine
• La radiation adaptative ou évolutive décrit l’évolution d’un ancêtre
commun en différentes espèces qui habitent des niches
écologiques différentes.
• Chaque niche écologique favorise une caractéristique différente.
L’organisme s’adapte et se développe de manière différente.
– Ex : Les scientifiques pensent que 13 espèces d’oiseau Géospize
(finches) qui occupent des niches écologiques différentes sur les îles
Galápagos proviennent d’une seule espèce venant d’Amérique du Sud.
Le changement des écosystèmes avec le temps
• La succession écologique désigne les changements de types
d’organisme qui se produisent avec le temps dans une région.
• Il y a deux types de succession : primaire et secondaire
Chapitre 3.1 – Les changements naturels dans les écosystèmes
1. La succession primaire
• La succession primaire a lieu dans un
endroit dépourvu de sol, comme après la
glaciation ou après une éruption volcanique.
① Le vent et la pluie transportent des spores d’organismes,
comme les lichens.
– Les lichens (formé d’un champignon et d’une algue) obtiennent
leurs nutriments de la roche en secrétant des produits
chimiques qui dégradent la roche.
② Quand les lichens meurent, ils se décomposent et ajoutent
de la matière organique au sol en formation.
③ Le vent et la pluie amènent d’autres organismes
④ Les premiers organismes à survivre et à se reproduire dans
une région s’appellent des espèces pionnières.
Les espèces pionnières sont adaptées aux conditions
rigoureuses et au sol pauvre en nutriments.
Chapitre 3.1 – Les changements naturels dans les écosystèmes
1. La succession primaire (suite)
⑤ Au cours du temps, souvent après des centaines
d’années, l’accumulation des roches météorisées et la
décomposition des espèces pionnières créent plus de sol
et le rendent plus fertile
⑥ Les facteurs abiotiques changent continuellement lorsque
des espèces nouvelles de plantes et d’animaux arrivent.
Chacun se concurrencent alors pour des nutriments,
l’humidité et la lumière solaire.
⑦ Plusieurs niches écologiques sont crées et la biodiversité
augmente
⑧ Éventuellement, la succession primaire conduit à la
formation d’une communauté mature, appelée
communauté climacique, comme les forêts boréales ou
les prairies
Chapitre 3.1 – Les changements naturels dans les écosystèmes
2. La succession secondaire
• La succession secondaire a lieu dans un endroit ayant déjà un
sol, comme après un feu de forêt.
① Le feu élimine la vie existante dans un secteur qui a déjà un
sol et de la matière organique.
② Le sol qui est exposé, contient déjà des graines qui peuvent
grandir, des micro-organismes, des vers et des insectes.
③ Puisque le sol est déjà présent avec des organismes vivants,
la succession secondaire se produit
beaucoup plus rapidement, en une
dizaine d’années
Chapitre 3.1 – Les changements naturels dans les écosystèmes
L’effet des phénomènes naturels sur les écosystèmes
• Quelques perturbations peuvent détruire des habitats, réduire la
biodiversité et causer des successions. Voici 4 exemples :
1. Les inondations :
• L’eau n’est pas contenue dans les barrières normales ou
artificielles.
• Les inondations se produisent généralement dans les endroits
où les niveaux d’eau peuvent changer rapidement (rivières,
côtes, lacs…), après de fortes précipitations ou fonte des
neiges ou tsunami…
• Si l’eau devient contaminée ou renferme des produits
chimiques, cela peut causer des maladies aux êtres humains,
l’érosion et la pollution du sol.
• Le changement climatique et le réchauffement global
peuvent augmenter le nombre d’inondations.
Chapitre 3.1 – Les changements naturels dans les écosystèmes
L’effet des phénomènes naturels sur les écosystèmes
2. La sécheresse :
• La sécheresse se produit dans les régions où les précipitations
sont inférieures à la moyenne pendant plusieurs mois ou
années.
• Les plantes et les animaux meurent dus au manque d’eau.
• Les changements climatiques peuvent empirer les
sécheresses.
4. Les tsunamis :
• Un grand tremblement de terre ou une éruption volcanique
peut créer une énorme vague qui se déplace rapidement et
inonde les régions côtières.
• Ces vagues énormes détruisent les habitats et le grand
volume d’eau salé modifie la composition du sol.
Chapitre 3.1 – Les changements naturels dans les écosystèmes
L’effet des phénomènes naturels sur les écosystèmes
3. Les infestations par des insectes :
• entraînent souvent une succession dans les forêts parce que
les insectes détruisent des arbres plus anciens et plus faibles.
– Ex : Le dendroctone de pin (Mountain pine beetle).
– Le dendroctone du pin a une relation symbiotique avec un type
de champignon qui empêche l’arbre d’utiliser de la résine pour
se protéger contre les insectes.
• Les arbres peuvent être stressés à cause de la surpopulation,
la sècheresse ou du broutage des animaux, ce qui entraîne
une diminution de leur production de résine (et donc une
diminution de leur protection).
• Le réchauffement climatique et le manque
de feux de forêt permet aux insectes de
s’étendre plus rapidement que dans le passé.
3.2 Les effets de l’être humain sur les écosystèmes
1. Qu’est-ce que la durabilité ?
• La durabilité est la capacité d’un écosystème à maintenir les
processus écologiques permettant la continuité de
l’écosystème. (Ex: transfert de nutriments, réseaux
trophiques, circulation d’énergie…)
• = utilisation des ressources d’un écosystème pour répondre à
nos besoins actuels, sans réduire la santé de cet écosystème
pour les générations futures
Remarque: Un écosystème durable offre des possibilités économiques et
protège la biodiversité et la santé d’un écosystème:
- L’utilisation du territoire = utilisation des terres pour l’expansion
urbaine, l’agriculture, l’industrie, l’exploitation minière et la foresterie
- L’utilisation des ressources = façon d’utiliser les matières naturelles
comme le sol, le bois, l’eau, le gaz naturel, le pétrole, les minéraux …
- L’économie des régions/pays dépend souvent de l’exportation de
matières premières
3.2 Les effets de l’être humain sur les écosystèmes
2. Quelle est la différence entre la perte d’habitats et la fragmentation des
habitats ?
• Perte d’habitat = destruction de l’habitat (ne peut soutenir les espèces
qui y vivait)
• Fragmentation des habitats = division d’un habitat en parties plus petites
et isolées (Construction d’une route)
Modifie la pollinisation des plantes, la dispersion des graines, le
déplacement des organismes sauvages, la reproduction …)
3.2 Les effets de l’être humain sur les écosystèmes
3. Qu’est-ce que le déboisement ? Quel sont les effets du déboisement ?
• Déboisement = Couper les forêts pour les besoins humains sans
replanter les arbres.
• Cela réduit le nombre de plantes et animaux d’un écosystème et dégrade
le sol par érosion (car il y a moins de plantes pour maintenir le sol en
place), ce qui enlève les nutriments du sol et empêche les plantes de
pousser.
4. Quels sont les avantages de l’aération ?
• L’aération (= casser la compaction du sol) réduit le ruissellement et
l’érosion en améliorant le mouvement de l’air, l’eau et des microorganismes dans le sol.
3.2 Les effets de l’être humain sur les écosystèmes
5. Nommer quatre exemples de contamination qui résultent de la
surexploitation des ressources.
• Exemples de contamination liées à l’exploitation minière sont :
l’introduction de produits chimiques, toxines, déchets, micro-organismes
dans l’environnement.
6. Explique les effets de la surexploitation des ressources sur les écosystèmes.
• La surexploitation entraîne l’extinction d’espèces et la perte de diversité
génétique, ce qui diminue la résistance aux maladie et la capacité
d’adaptation aux changements.
3.2 Les effets de l’être humain sur les écosystèmes
7. Donne la définition du terme le savoir écologique traditionnel. Résume les
divers facteurs considérés quand le savoir écologique traditionnel est
employé pour examiner un écosystème.
• Le savoir écologique traditionnel se donne sous forme d’histoires, chants,
croyances, rituels, lois communautaires, et pratiques liées à l’agriculture,
les forêts et les ressources océaniques.
• Le savoir écologique traditionnel reflète les connaissances sur le climat,
les ressources, les caractéristiques biotiques et abiotiques, les cycles des
plantes et animaux.
• Utile pour élaborer des plans d’utilisation et de restauration du territoire
Ex: Utilisation du brûlage contrôlé pour la gestion des forêts en
Colombie-Britannique
Chapitre 3.3 – Les effets des espèces introduites sur les
écosystèmes
1. Introduction
• Des espèces indigènes sont des plantes et des animaux qui
se trouvent naturellement dans une région.
• Beaucoup de nouvelles espèces ont été introduites au
cours des 400 dernières années, à cause de l’immigration
vers l’Amérique du Nord, de populations venant des autres
continent.
• Ces nouvelles plantes et animaux sont appelés espèces
introduites. Ce sont des espèces étrangères, non indigènes
ou exotiques.
• La plupart des espèces introduites sont inoffensives ou
même bénéfiques à leur nouvel environnement.
• Parfois une espèce introduite envahi l’habitat d’une espèce
indigène et diminue la biodiversité. On les appelle espèces
envahissantes introduites.
Chapitre 3.3 – Les effets des espèces introduites sur les
écosystèmes
2. Les effets des espèces envahissantes introduites
• Les espèces envahissantes profitent souvent de leur nouvel habitat
• Elles n’ont pas de prédateurs naturels, sont des compétitrices
agressives, et se reproduisent rapidement.
• La compétition : Bien que la communauté originale soit adaptée au
partage des ressources, les envahisseurs perturbent cet équilibre.
• La prédation: Si l’espèce envahissante est un prédateur, elles ont un
avantage car les espèces indigènes n’ont peut-être pas les
adaptations nécessaires pour survivre.
• La maladie et les parasites: En affaiblissant certaines espèces, un
micro-organisme qui envahit un écosystème peut le modifier
entièrement ou modifier les niches écologiques.
• La modification de l’habitat : Quelques espèces envahissantes
peuvent modifier la structure physique de l’écosystème en
creusant, en bloquant la lumière ou en modifiant la chimie du sol.
Chapitre 3.3 – Les effets des espèces introduites sur les écosystèmes
3. Des espèces envahissantes introduites en Colombie Britannique
Feuille d’exercice « Les espèces introduites envahissantes en
Colombie-Britannique (p138-144) »
Le myriophylle à épi
Le rat mulot
Le ouaouaron
L’étourneau sansonnet
Chapitre 3.3 – Les effets des espèces introduites sur les écosystèmes
4. La sauvegarde d’un écosystème assiégé
•
• L’intervention humaine est souvent nécessaire pour sauver les
écosystèmes établis.
•
Exemple en Colombie-Britannique :
• L’équipe de rétablissement de l’écosystème du chêne de Garry (GOERT) essaie
de sauver les écosystèmes de chênes de Garry des envahisseurs.
• Cette équipe est formée de gouvernements, autochtones,
environnementalistes, scientifiques et gens d’affaires.
– 95% de l’écosystème original a été perdu à cause du développement
urbain. Les 5% qui restent sont menacés par des espèces envahissantes.
– Les chênes de Garry sont des espèces clé
• Quelques envahisseurs de l’écosystème des chênes
de Garry sont: Le genêt à balai, le lierre, l’écureuil
gris, la spongieuse (papillon)
Les forêts de chênes de Garry sont les forêts de
l’avenir car elles sont mieux adaptées aux
sécheresses estivales que les forêts de douglas
taxifolié.
Complète le tableau suivant en donnant pour chacune des méthodes un exemple d’une
espèce introduite et de ses effets sur l’écosystème.
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Méthode
Espèce introduite
Effets sur l’écosystème
(étrangère)
Compétition
- Ces herbes sont en compétition
Soliva sessilis
avec quatres espèces indigènes
natives.
(carpet burweed)
- Des epines sur les extrémités
transpercent la peau des animaux et
humains
Prédation
Fourmis folles jaunes
Maladie et
parasites
- Ces fourmis fabriquent des supercolonies
- Dévorent toutes les plantes et
mangent certains jeunes reptiles,
oiseaux et mammifères.
- Ces fourmis ont tués 20 millions de
crabes sur l’île Christmas
- Lamproie paralysantes
- Les lamproie utilisent une bouche
suceuse pour s’attacher aux poissons
et sucer leurs fluides corporels.
- Rouille vésiculeuse
- Les champignons de rouille
vésiculeuse affaiblissent les défenses
de l’écorce des pins blancs, ce qui les
oiseaux et mammifères.
- Ces fourmis ont tués 20 millions de
crabes sur l’île Christmas
Maladie et
parasites
Modification
de l’habitat
- Lamproie paralysantes
- Les lamproie utilisent une bouche
suceuse pour s’attacher aux poissons
et sucer leurs fluides corporels.
- Rouille vésiculeuse
- Les champignons de rouille
vésiculeuse affaiblissent les défenses
de l’écorce des pins blancs, ce qui les
rends plus vulnérables aux
infestations d’insectes.
- Endommage l’environnement en
fouillant le sol et en se roulant par
terre et en propageant des graines
qui perturbent la succession naturelle.
- Mangent les oiseaux, reptiles,
grenouilles, organismes du sol, fruits,
graines et bulbes indigènes.
- Considéré comme l’espèce la plus
invasive du monde.
Sanglier sauvages
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Qu’est ce qu’une espèce indigène?
= plantes ou animaux qui habitent naturellement dans une région
2. Donne un exemple en Colombie britannique : Les quenouilles
3. Qu’est ce qu’une espèce introduite?
= nouvelles plantes ou animaux amenés par les humains (espèces
étrangères, non indigènes ou exotiques)
4. Donne un exemple en Colombie britannique : salicaire pourpre
5. Quel impact ont la plupart des espèces introduites ?
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6. Quel impact négatif une espèce introduite peut-elle avoir sur l’écosystème dans
lequel elle s’installe ?
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7. Pourquoi les scientifiques pensent-ils que la biodiversité dans le monde est
grandement menacée par les espèces introduites ?
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8. Quelles sont cinq façons pour une espèce introduite d’affecter une espèce
8. Quelles sont cinq façons pour une espèce introduite d’affecter une espèce
indigène ?
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9. Donne quatre exemples d’espèces introduites qui ont eu un impact sur des
écosystèmes en Colombie britannique.
La Salicaire commune, le myriophylle à épi, le rat surmulot, le ouaouaron,
l’étourneau sansonnet ou le genêt à balais...
10. Sur l’île de Vancouver, trois plantes introduites sont devenues envahissantes.
Quelles sont-elles et avec quelle espèce-clé indigène sont-elles en compétition ?
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11. En quoi le genêt à balai est-il tellement difficile à contrôler ?
Le genêt à balai produit jusqu’à 18 000 graines par plantes. Sa couleur jaune
attire les insectes pour la pollinisation et il s’adapte bien aux sécheresses.
12. Quel petit mammifère rongeur est considéré comme une espèce envahissante
dans la forêt de chêne Garry et pour quelles raisons ?
L’écureuil gris, car il surpasse l’écureuil roux indigène pour la cueillette de
glands, il peut emmagasiner plus de gras et mieux survivre dans un habitat
détruit.
13. Pour quelles raisons les scientifiques pensent-ils qu’avec les changements climatiques le
13. Pour
quelles raisons
les scientifiques
les changements
GOERT
représente
le futur pour
nos forêts ici pensent-ils
en Colombiequ’avec
britannique
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climatiques
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GOERT
représente
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Les forêts de chênes de Garry sont les forêts de l’avenir car elles sont mieux adaptées aux
britannique estivales
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sécheresses
que les forêts de douglas taxifoliés
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14. Lis l’article sur les rats p.145 et réponds aux questions 1 à 6 sur une autre feuille.
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Espèces
Méthode d’introduction
Effets sur l’écosystème
Salicaire
commune
Graines d’Europe dans
les années 1800
- détruit les écosystèmes humides et
étouffe les autres plantes.
- Trop dense pour offrir une protection
aux animaux.
myriophylle
à épi
Apportées en Amérique
du Nord dans les années
1800.
- coupe la lumière du soleil pour les
organismes vivants dessous
- interfère avec les activités de
récréation des humains
Rat
surmulot
Échappé des navires des
premiers explorateurs et
commerçants de fourrure
européens.
- se nourrit n’importe quoi
- mange les œufs et de jeunes
oiseaux marins, ce qui cause leur
déclin.
ouaouaron
introduit en ColombieBritannique en 1930 pour
- envahi les habitats
- mange les grenouilles indigènes
$
européens.
déclin.
ouaouaron
introduit en ColombieBritannique en 1930 pour
approvisionner les
restaurants en cuisses de
grenouilles
- envahi les habitats
- mange les grenouilles indigènes
- attaque les canards et petits
mammifères
l’étourneau
sansonnet
Fin des années 1800, 50
couples ont été amenées
en Amérique du Nord
- Supplante les oiseaux indigènes
pour les sites de nidification
- Dévaste les récoltes de fruits et
céréales
genêt à
balais
Introduites dans le milieu
des année 1800 comme
plante décorative du
jardin.
- Remplace les buissons indigènes
- endommage les habitats des
oiseaux et papillons indigènes
- crée un surplus de Nitrogène qui
interfère avec la croissance d’autres
espèces indigènes
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