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Écologie Marine formation SSI
Biologie du développement (Université Claude-Bernard-Lyon-I)
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Biologie du développement (Université Claude-Bernard-Lyon-I)
Téléchargé par Renaud L'oeuf Fêlé (renaudlefile@hotmail.com)
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Écologie Marine
Introduction :
Avec ce cours vous comprendrez que :
*l’océan est composé de nombreux écosystèmes différents qui ont une grande étendue de
caractéristiques les définissants.
*La vie dans notre océan a évolué en une incroyable diversité d’organismes qui habitent
différents écosystèmes.
*les composantes physiques de nos océans, comme les caractéristiques de l’eau, la
température, la salinité et ses mouvements interagissent avec les systèmes vivants.
*il y a de nombreux impactes naturels et humains sur notre océan.
*les humains peuvent influencer sur la santé, la gestion et la récupération de notre océan.
Les océans sont une partie vaste, dynamique et intégrante de notre monde.
Etonnamment, ce n'est qu'au siècle dernier que nous avons commencé à
connaître l'importance de nos océans. Et, même avec notre technologie moderne
et nos capacités d'ingénierie, nous avons seulement exploré environ 5% des
océans du monde. Compte tenu de l'énormité et de la complexité des océans, il
faut de nombreux experts dans de nombreux domaines pour créer notre réseau de
connaissance.
L'écologie marine est un domaine large et passionnant qui capte notre attention et
notre curiosité. Ce cours fournit une compréhension générale de tous les sujets
dans ce domaine. C'est à dire l'étude de la façon dont les organismes interagissent
les uns avec les autres et l'environnement, le flux d'énergie à travers les
communautés et le lien entre les écosystèmes océaniques. Cela nécessite une
compréhension variée des sujets issus des disciplines scientifiques, y compris
l'ingénierie et la technologie. Immergez vous dans ce cours et obtenez un aperçu
de ces sujets et ainsi découvrez quel est votre rôle dans l'écologie changeante des
écosystèmes marins.
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Quel que soit votre objectif final, le meilleur moyen d'atteindre cette formation c'est via le
pack Divemaster; celui-ci comprend les programmes Enriched Air Nitrox, Deep Diving,
Navigation, Night and Limited Visibility, Science of Diving, Diver Stress & Rescue, React
Right et Dive Guide.
I Écosystèmes marins :
Pourquoi les océans ont-ils des écosystèmes et des habitats différents ? Pouvez-vous
identifier certains des facteurs qui contribuent aux différents écosystèmes des océans ?
Objectifs :
1) Identifier les principaux écosystèmes des océans.
2) Décrire les facteurs et les processus qui conduisent à différents écosystèmes.
3) Expliquer pourquoi chaque écosystème peut avoir des organismes uniques et
différents qui y vivent.
Les écosystèmes marins sont de taille et de caractéristiques diverses, comprenant
des baies et bras de mers, des récifs coralliens, des estuaires à l'embouchure de
rivières et des eaux profondes.
Tous sont des exemples de l'incroyable beauté de notre monde aquatique. Les
caractéristiques qui décrivent chaque écosystème sont le résultat d'un
environnement à la fois physique et vivant. Les mers et les océans sont variés tant
par leurs propriétés physiques que leurs interactions avec la terre ainsi que
l'influence des rivières et des cours d'eau.
Les organismes s'adaptent aux paramètres physiques, environnementaux et
biologiques spécifiques trouvés dans chaque écosystème, conduisant à une riche
diversité de la vie.
Il existe un large éventail d'écosystèmes marins dans nos océans Les écosystèmes marins
interagissent avec les terres, les rivières et les cours d'eau.
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Que nous en soyons conscients ou non, nous dépendons tous de l'océan pour maintenir la
vie. Il a un impact sur notre vie quotidienne bien plus important que la plupart des gens ne
le pensent. Il fournit la majeure partie de l'oxygène que nous respirons, dicte les régimes
climatiques, contrôle le cycle de l'eau et fait vivre des millions d'emplois. Directement ou
indirectement, il nourrit la planète entière. Nous tirons de nombreux produits de l'océan,
notamment des algues dans les aliments et des médicaments qui sauvent des vies. Il existe
un potentiel énorme pour guérir de nombreuses maladies avec des médicaments créés à
partir de composés provenant de l'océan. Il est impératif que nous comprenions tous
l'importance de l'océan et son interconnexion avec la vie sur la planète.
A) Les écosystèmes intertidaux :
Les régions intertidales se répartissent en deux zones générales selon le type de substrat,
dur ou meuble. La zone intertidale rocheuse est l'un des écosystèmes marins les mieux
étudiés, contenant un ensemble diversifié d'organismes qui prospèrent malgré des
conditions rapidement changeantes et souvent déplorables. Il s'agit notamment des
variations de l'exposition à l'air, de la température, de la salinité et de l'action des vagues.
La distribution des organismes dans les zones intertidales rocheuses dépend
principalement de la durée d'exposition à l'air qu'ils subiront à mesure que la marée
reculera. Beaucoup de ces organismes peuvent seulement se nourrir, respirer de l'oxygène
et se reproduire lorsqu'ils sont immergés dans l'eau de mer. Le niveau de la marée peut
limiter de nombreux aspects de leur vie. L'exposition à l'air contribue également aux
changements spectaculaires de température et de salinité.
Sous les latitudes tropicales ou lors des chaudes journées d'été dans les régions tempérées,
les organismes peuvent sécher (se dessécher) ou surchauffer. Dans les régions polaires et
pendant les hivers tempérés, ils peuvent être soumis à des températures de congélation ou
de gel à marée basse. De même, avec la salinité, la pluie et la neige peuvent se diluer tandis
que l'évaporation et la congélation peuvent concentrer les sels. L'action des vagues peut
littéralement arracher les organismes de leur attachement aux roches, tandis que dans les
zones calmes, les organismes peuvent se couvrir de sédiments, bloquant la lumière et la
nourriture.
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La plupart des régions intertidales rocheuses sont densément peuplées par des
combinaisons d'invertébrés sessiles (par exemple des bernacles, des moules, des anémones)
et de macroalgues (par exemple le varech).
Ces organismes se disputent férocement l'espace. Différents organismes occupent
généralement des zones distinctes liées à leur tolérance à l'exposition aux variables
environnementales, en particulier au bord supérieur. Ils font également face à la
concurrence ou à la prédation sur le bord inférieur.
B) Les estuaires :
Lorsque les rivières d'eau douce rencontrent la mer, les écosystèmes estuariens sont
généralement des habitats de sédiments meubles. De nombreux sédiments marins sont
transportés dans l'océan depuis la terre par les rivières. Les macroalgues (dans les étendues
de vase), les plantes de marais salés et les mangroves s'épanouissent dans ces zones de
salinité intermédiaire et fluctuante. Les sédiments généralement fins sont dus à la
réduction du débit d'eau dans les zones semi-fermées.
Les organismes qui vivent dans ces écosystèmes comprennent une variété d'organismes de
l'endofaune ainsi qu'une gamme d'espèces qui s'attachent directement aux plantes. Ceux-ci
comprennent de nombreux filtreurs tels que les éponges, les bivalves et les jets marins, ainsi
que de petits herbivores comme les escargots qui se déplacent le long des brins d'herbe des
marais salés. Ces habitats sont également connus comme des zones de pépinières en raison
de la diversité des espèces, des invertébrés et des poissons qui habitent ces zones comme les
juvéniles où ils peuvent se cacher parmi les herbes ou les racines de mangrove.
Il existe également une variété d'organismes terrestres et aériens allant des insectes aux
primates qui vivent dans le feuillage. En raison de leur proximité de la terre, ces régions
côtières et estuariennes ont une abondance de nutriments et de nourriture. Une partie de
cette quantité est exportée vers d'autres écosystèmes marins, devenant ainsi une
importante source de nourriture et un lien entre la terre et la mer.
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C) Les forêts de varech:
Les zones rocheuses sont parmi les habitats marins les plus riches de tout l'océan. Dans les
eaux plus froides, les macroalgues dominent, particulierement les macroalgues les plus
grandes et les plus complexes. Le varech peut former de vastes forêts sous-marines avec de
riches communautés d'invertébrés, de poissons et de mammifères marins.
Le varech prospère dans les zones riches en nutriments et sont très productifs le long des
côtes où se produit l'upwelling. Leur profondeur est limitée par la pénétration de la
lumière. Le varech s'attache au substrat rocheux avec une forte accroche et se redresse
dans l'eau à l'aide de flotteurs remplis de gaz appelés pneumatocystes. Une fois qu'il atteint
la surface, il continue de croître le long de la surface formant une canopée. Le varech géant
trouvé le long de la côte de Californie peut grandir jusqu'à 0,6 mètres par jour lorsque les
conditions sont favorables!
Définition : upwellding : La remontée d'eau (upwelling en anglais) est un phénomène
océanographique qui se produit lorsque de forts vents marins (généralement des vents
saisonniers) poussent l'eau de surface des océans, laissant ainsi un vide où peuvent
remonter les eaux de fond et avec elles une quantité importante de nutriments.
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D) Les récifs coralliens:
Dans les eaux plus chaudes, les coraux colonisent les zones rocheuses, formant l'un des
écosystèmes les plus productifs et diversifiés du monde. Des milliers d'espèces différentes
peuvent être trouvées sur un seul récif, qui poussent avec les coraux eux-mêmes. Ils
continuent à construire une surface plus dure avec leurs squelettes de carbonate de
calcium. 25% de la vie marine vit ensemble sur les récifs coralliens, et les récifs coralliens
représentent moins de 1% du fond marin.
Avec tant d'espèces et d'individus différents, les organismes ont de nombreuses occasions de
travailler ensemble et de se faire concurrence. Pour éviter la concurrence, il existe de
nombreuses espèces spécialisées ainsi que de nombreux exemples de répartition des
ressources. Les récifs coralliens sont riches de relations symbiotiques. Sans eux, les coraux
eux-mêmes n'existeraient pas comme ils le font aujourd'hui.
Vivant dans le tissu du corail, de minuscules cellules d'algues photosynthétiques sont
appelées zooxanthelles. Les coraux et les zooxanthelles ont une relation mutualiste où le
corail fournit aux zooxanthelles une protection, du dioxyde de carbone (CO2) et des
nutriments, et les zooxanthelles fournissent de la nourriture au corail. Les zooxanthelles
peuvent fournir 90 à 100% de la nourriture pour un corail! Parce que les zooxanthelles ne
peuvent que photosynthétiser et fournir de la nourriture aux coraux lorsque la lumière du
soleil est suffisante (par exemple, le jour), les coraux peuvent également attraper leur
propre nourriture en déportant leurs tentacules. Ces tentacules sont appelés nématocystes.
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E) Les habitats océaniques ouverts:
En quittant le plateau continental, nous entrons dans les plus grands habitats sur Terre, en
haute mer et en mer profonde. La partie supérieure de l'océan, connue sous le nom
d'épipélagique, est généralement exempte de structures et loin du fond, à l'exception des
monts sous-marins et des îles dispersés. Ici, la base de la chaîne alimentaire est le
phytoplancton, mais ce phytoplancton n'est pas uniformément dispersé dans tout
l'épipélagique. Il est concentré dans les zones et les saisons où la lumière et les nutriments
favorisent la prolifération du phytoplancton.
Lorsque ces proliférations se produisent, il y a des proliférations conséquentes dans le
zooplancton et un afflux de plus gros consommateurs qui se rassemblent pour le festin. Cela
peut entraîner la formation de boules d'appâts, où de vastes bancs de petits poissons
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comme les harengs, les anchois ou les sardines se rassemblent pour manger le plancton. Les
grands poissons pélagiques comme les thons, les espadons voiliers et les requins, ainsi que
les oiseaux de mer et les mammifères marins, se joignent bientôt à eux, passant à travers
les bancs de poissons pour se nourrir.
Il existe plusieurs exemples de coopération et de coordination pour s'alimenter et de
nombreuses stratégies de prédation différentes, ainsi que des stratégies pour ne pas être
consommées. Les dauphins sont connus pour souffler l'air sous l'eau en formant des «filets
de bulles», obligeant les poissons en banc à se resserrer plus étroitement ensemble avant
que les dauphins et les poissons plus gros ne viennent. Ces prédateurs sous-marins
commencent également à rapprocher la boule d'appât de la surface pour les empêcher de
s'échapper, les rendant également plus accessibles aux plongeons des oiseaux de mer.
F) Les zones subtidales:
Les habitats subtidaux sont toujours sous l'eau, même à marée basse. Certains des habitats
subtidaux les plus riches se trouvent le long du plateau continental. Tout comme dans la
zone intertidale, les habitats subtidaux peuvent également être constitués de substrats durs
ou mous. La plupart des plateaux continentaux sont couverts de sable et de boue et ont des
types similaires d'organismes de l'endofaune, de la méiofaune et de l'épifaune. Les
organismes épifaunaux, ceux qui se déplacent le long du sable ou de la boue, tels que les
oursins plats et les holothuries, sont plus communs et diversifiés ici.
Dans les eaux peu profondes et chaudes, les herbiers marins sont courants car ils peuvent
prendre racine dans le substrat meuble. Les herbiers marins fournissent une structure qui
peut servir d'habitat de nurserie, tout comme les marais salés et les mangroves. Les
herbiers marins, ainsi que d'autres organismes qui vivent sur et parmi eux, fournissent
également une source de nourriture pour les grands herbivores comme les lamantins et les
tortues marines.
G) Les mers profondes:
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Au-dessous de la couche épipélagique, les rayons du soleil diminuent puis
disparaissent. La majeure partie de l'océan est profonde, froide et sombre, et la vie
devient plus disparate. La plupart des organismes des grands fonds dépendent
encore de la nourriture produite à la surface. Ils se nourrissent de détritus ou de
«neige marine» qui coulent vers le fond marin. Dans la couche suivante,
mésopélagique, ou «zone crépusculaire», il y a toujours une lueur de lumière par
le haut, et les animaux qui vivent ici ont généralement de très grands yeux
sensibles.
La plupart des organismes qui vivent dans cette partie de la mer profonde peuvent
également produire leur propre lumière par des réactions chimiques dans leurs
cellules ou à l'aide de bactéries symbiotiques. Un organisme produisant sa propre
lumière, ou bioluminescence, a plusieurs objectifs. Il peut l'utiliser pour la
communication entre les individus, l'identification des espèces, la défense pour
confondre les prédateurs et attirer les proies. Ici, avec la faible lumière d'en haut, il
est également utilisé pour le camouflage.
De nombreuses espèces d'invertébrés (par exemple des calmars) et de poissons
(par exemple des "bristlemouths" ou poissons à bouche hérissée) ont des rangées
de photophores, d'organes légers, en particulier le long de leur surface ventrale.
Ceux-ci sont extrêmement doués pour produire une lumière qui correspond à la
lumière d'en haut, les aidant à se fondre pour se cacher des prédateurs qui se
cachent dessous. Après une profondeur de 1000 mètres, il n'y a plus de lumière
d'en haut et pas d'utilisation pour ce type de camouflage de contre-illumination,
bien que la bioluminescence soit encore utilisée à d'autres fins.
Parce que les organismes peuvent être très dispersés dans cet habitat
gigantesque, être généraliste est une très bonne stratégie pour se nourrir. La
plupart des poissons ont des bouches extrêmement larges pour leur taille et leur
estomac extensible, de sorte qu'ils peuvent essayer de manger tout ce qui arrive,
même si c'est plus grand que ce qu'ils sont! Même si beaucoup de ces poissons
de mer semblent très féroces, la plupart d'entre eux sont très petits. Beaucoup ont
même réduit les systèmes musculaires et corporels pour les aider à conserver
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autant d'énergie que possible parce que la nourriture à ces profondeurs peut être
imprévisible et il peut y avoir une longue attente jusqu'au prochain repas.
Dans certaines zones de la mer profonde, cependant, nous avons récemment
appris qu'il y a une abondance de vie. Lorsque les premiers submersibles ont été
construits, capables de résister à une pression extrême et d'explorer les fonds
marins, on s'attendait à ce que peu ou pas de vie soit trouvée là-bas. Au lieu de
cela, les scientifiques ont découvert des écosystèmes de haute mer extrêmement
riches qui ont prospéré sans l'énergie de la lumière du soleil pour conduire la
photosynthèse. Ils ont compté sur l'énergie de produits chimiques comme le
sulfure d'hydrogène (H2S) provenant de la croûte océanique.
Les évents hydrothermaux se forment lorsque l'activité géologique provoque des
fissures dans la croûte qui laissent l'eau s'infiltrer et chauffer, dissolvant ainsi les
produits chimiques avant de retourner dans l'océan. Les bactéries
chimiosynthétiques utilisent ces produits chimiques pour produire des molécules
d'aliments biologiques, formant la base de ces écosystèmes. Les bactéries forment
des relations symbiotiques avec plusieurs espèces d'eau profonde (par exemple
les vers tubicoles géants), tout comme la relation entre les coraux et les
zooxanthelles.
H) Les sédiments mous:
Les substrats mous incluent le sable et la boue, le sable ayant une taille de grain plus
grande que la boue. Les zones de sédiments mous sont principalement peuplées d'animaux
de l'intérieur, tels que les palourdes et les vers, qui enfouissent ou creusent des terriers dans
les sédiments. Les organismes microscopiques qui vivent entre le sable et les grains de boue
sont des connus sous le nom de méiofaune.
Il y a un nombre relativement petit d'organismes qui restent à la surface parce que les
sédiments sont facilement remués et n'offrent donc aucune zone de fixation stable. Ces
organismes éprouvent parfois des changements drastiques à mesure que la marée monte et
descend. À marée haute, ils sont submergés dans l'eau de mer. À marée basse, l'eau recule et
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s'écoule à travers les sédiments, rapidement à travers le sable et lentement à travers la
boue. Les grains sont si fins et bien assemblés dans des zones boueuses que l'eau ne pénètre
que dans les premiers centimètres, fournissant aux organismes de la nourriture et de
l'oxygène.
La base du réseau trophique dans ces régions est généralement le plancton dérivant avec
les marées, ou la méiofaune, qui devient une source de nourriture importante pour les
organismes de dépôt. Des débris de déchets et de déchets (détritus) se déposent dans la
terre ou dans d'autres écosystèmes marins, ce qui s'ajoute à la base alimentaire. Les grands
prédateurs se déplacent en fonction des marées, les oiseaux dominent à marée basse et les
poissons à marée haute, se nourrissant souvent de proies enfouies.
I) Les liens:
Bien que l'océan contienne de nombreux écosystèmes distincts, il existe des liens importants
entre les écosystèmes. Cela signifie que les changements qui affectent un écosystème
peuvent avoir des influences importantes sur les autres. Ces liens ont été étudiés de près
dans les régions tropicales, en particulier entre les mangroves, les herbiers marins et les
récifs coralliens.
Normalement, les mangroves et les herbiers contribuent à ralentir le mouvement de l'eau.
Cela permet aux sédiments de se déposer hors de la colonne d'eau, accumulant les
sédiments mous ainsi que de nombreux polluants. Les plantes ou autres organismes qui
vivent dans ces écosystèmes utilisent les nutriments, ce qui laisse une quantité relativement
faible d'eau vers les récifs coralliens.
Étonnamment, les récifs coralliens se développent dans les eaux avec peu de nutriments. Ils
sont capables de réussir cela grâce à la symbiose avec leurs zooxanthelles. Quand un récif
reçoit une abondance de nutriments, les algues, qui peuvent pousser beaucoup plus vite que
les coraux, peuvent envahir le récif et provoquer un changement de phase vers un
écosystème moins productif et moins diversifié.
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Ce déphasage peut être exacerbé par la surpêche, en particulier chez les poissons
herbivores et les invertébrés. Lorsque les mangroves et les herbiers sont retirés (par
exemple pour le développement) ou endommagés et détruits par les activités humaines
(dragage, hélices de bateaux, polluants), des niveaux accrus de nutriments et de sédiments
peuvent s'infiltrer dans le récif et endommager les coraux.
De plus, la perte de l'habitat de nurseries et de l'infection des populations de diverses
espèces, y compris frange de poissons de récif, d'invertébrés et de nombreuses espèces de
haute mer. Ces changements peuvent contribuer au déclin des espèces ciblées par les pêches
locales et commerciales et peuvent empêcher le rétablissement des populations de poissons
exploités. Beaucoup de ces zones ont également contribué à attirer des touristes, qui
constituent une composante importante de leurs économies.
J) Zones océaniques:
1. Pélagique 2. Littoral 3. Néritique 4. Benthique 5. Épipélagique 6. Mésopélagique
7. Bathypélagique 8. Abyssopélagique 9. Hadopélagique
L'océan peut être divisé en plusieurs zones, dont les plus générales sont benthiques (fonds
marins) et pélagiques (colonnes d'eau). Ils peuvent être distingués par la proximité des
côtes et de la profondeur. Commençant depuis la terre et se déplaçant vers l'océan, nous
rencontrons la transition de la terre à la mer, connue comme la zone intertidale, ou la zone
entre la marée haute et marée basse.
Une autre zone de transition importante est celle où les rivières d'eau douce rencontrent
l'eau de mer, formant des estuaires ou des zones de salinité intermédiaire. Ces régions
forment les habitats marins les plus dynamiques où les organismes peuvent être exposés à
l'air, aux températures extrêmes, à la salinité, à la sédimentation et à l'action des vagues.
En se déplaçant sur le plateau continental, nous rencontrons des habitats côtiers
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benthiques et pélagiques. Ceux-ci comprennent plusieurs des écosystèmes marins les plus
productifs et les plus diversifiés du monde (et les sites de plongée préférés) tels que les récifs
coralliens sous les tropiques et les forêts de varech dans les régions plus froides.
Au bord de la pente continentale, les fonds marins plongent à de grandes profondeurs,
formant la mer profonde, l'habitat le plus grand et le plus stable sur Terre. Si vous restez
près de la surface de l'océan au-dessus de ces eaux profondes, vous vous trouvez dans la
zone épipélagique, la limite inférieure de cette zone est déterminée par la pénétration de la
lumière du soleil. Dans ces eaux supérieures (100-200 mètres), il y a suffisamment de
lumière pour que les organismes photosynthétiques convertissent l'énergie du soleil en
énergie chimique stockée dans les molécules alimentaires.
En dessous de cette profondeur, vous entrez dans «zone crépusculaire» ou zone
mésopélagique, où il n'y a que la lueur de la lumière d'en haut. Aucun rayon de soleil
n'atteint moins de 1000 mètres. Ici, il y a des ténèbres, de l'eau froide, une salinité stable,
une pression immense et une nourriture rare, mais il y a toujours de la vie.
II Biodiversité de la vie marine:
Pourquoi la compréhension des principes de l’évolution aide-t-elle à comprendre comment
nous classons les organismes ? Il y a beaucoup d’animaux semblables dans l’océan comme
sur Terre. Pensez à une contrepartie terrestre pour certains des organismes décrits de ce
chapitre.
Objectifs :
1) Construire une explication des processus fondamentaux de l'évolution et
comment ils conduisent à une espèce.
2) Reconnaître comment classer les animaux marins dans leurs catégories
taxonomiques respectives.
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Plus de 70% de la Terre est couverte d'océan. Le nombre d'organismes et la diversité des
espèces qui vivent dans ce vaste espace sont incroyables. Comment cette diversité est-elle
née et comment pouvons-nous commencer à organiser ce que nous savons de la vie dans
l'océan? Les caractéristiques et les couleurs, les formes et les tailles, et les adaptations
physiques et comportementales des espèces ont des points communs et des différences.
Comment ont-ils évolué afin qu'ils puissent survivre avec succès dans ce qu'ils appellent la
maison?
Seulement 5% de l'océan a été exploré jusqu'à présent. En explorant ce chapitre, pensez au
nombre d'organismes différents qui vivent dans l'océan ou qui dépendent de l'océan pour
survivre. Imaginez combien il y en a d'autres qui n'ont pas encore été découverts. Nous
pouvons apprendre beaucoup de la diversité de la vie qui compose notre écosystème
océanique.
A) Évolution :
1. Archées (Archaea) 2. Eucaryotes (Eukarya) 3. Bactéries 4. Plantes 5.
Animaux 6. Champignons 7. Protistes 8. Chordés (Chordata) 9. Classe:
Mammifères Famille: Delphinidés Espèce: Orcinus Orca
L'histoire de la vie sur Terre remonte à au moins 3,5 milliards d'années et a abouti à
l'incroyable éventail d'organismes vivants sur terre et dans la mer. Les gens ont été étonnés
par la variété de la vie sur Terre depuis des siècles, mais ce n'est que lorsque Charles
Darwin a développé la théorie de l'évolution et les découvertes de Gregor Mendel en
génétique que nous avons commencé à la comprendre.
Tous les êtres vivants sont composés de cellules,ils sont constitués des mêmes éléments
constitutifs atomiques, construisent et décomposent les mêmes types de molécules
(glucides, lipides, protéines et acides nucléiques), utilisent l'énergie pour croître et se
reproduire et peuvent sentir et réagir à leur environnement. Les niveaux de complexité et le
nombre de façons différentes dont les organismes ont résolu les mêmes problèmes font
partie de ce qui rend la biologie si fascinante.
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La capacité de reproduction donne à tous les êtres vivants la capacité d'évoluer. L'évolution
est le changement génétique dans une population d'organismes au fil du temps et est un
phénomène qui résulte à la fois des similitudes et des différences que les descendants
héritent de leurs parents.
La variation des combinaisons de gènes que les nouveaux individus reçoivent de leurs
parents peut entraîner des différences de survie. Les individus qui réussissent le mieux dans
leur environnement continuent généralement à se reproduire et à transmettre leur
information génétique aux générations futures. Au fil du temps, cela peut entraîner des
changements dans la population qui la rendent mieux adaptée à cet environnement.
Cependant, si l'environnement change, la sélection peut favoriser différents caractères et
différents individus peuvent survivre, changeant à nouveau la population ou l'espèce. Le
processus par lequel les caractères héréditaires provoquent un succès reproductif
différentiel est appelé sélection naturelle. Ce processus conduit à la modification
progressive des traits particuliers d'une population. De nouvelles espèces se forment
lorsqu'une population ne se reproduit plus avec une autre, coupant ainsi le flux
d'informations génétiques. Comment pensez-vous que la variation des gènes de la
descendance conduit à l'évolution ?
B) Classification et taxonomie :
Pour commencer à comprendre l'incroyable diversité des êtres vivants, les biologistes
utilisent un système de classification commençant par des groupes très larges (domaine /
règne) dans lesquels tous les organismes du groupe partagent des caractéristiques clés
telles que le type cellulaire (par exemple, procaryote vs. eucaryote ou plante vs. animal).
Les organismes de chaque groupe sont comparés avec tous les autres organismes pour voir
les caractéristiques qu'ils partagent. Ceux qui partagent le plus de caractéristiques sont
placés dans des groupes de plus en plus petits jusqu'à ce qu'une espèce particulière soit
identifiée comme un groupe taxonomique unique.
Regardez le diagramme ci-dessous. Plus les deux espèces sont semblables, plus elles
partagent de groupes et plus elles sont étroitement apparentées. La taxonomie est l'étude
de la classification et utilise une combinaison de caractéristiques anatomiques et
d'informations moléculaires / génétiques pour comprendre la parenté de différents
groupes d'organismes.
Le nom scientifique d'une espèce est composé de ses noms de genre et d'espèce, et est
toujours écrit en italique. Par exemple, Ocinus orca est le nom scientifique de l'épaulard.
Dans cet exemple, «orque» est le nom commun, qui est généralement plus facile à dire que
le nom scientifique, mais qui peut prêter à confusion lorsque différentes personnes parlent
différentes langues ou ont une variété de noms communs locaux. Tout au long du cours,
nous utiliserons des noms communs et scientifiques à mesure que nous apprenons la vie
marine.
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C) Plantes (producteurs primaires)/ phytoplancton microalgues et
algues:
Une division majeure entre la vie sur Terre est la capacité de produire de la nourriture ou
non. La production alimentaire se produit à la fois sur terre et en mer en convertissant
l'énergie du soleil en énergie chimique qui peut être stockée dans des molécules organiques
comme les sucres, les graisses et les protéines. Ceux d'entre nous qui n'ont pas cette
capacité de produire des aliments dépendent de ces organismes, connus sous le nom de
producteurs primaires, pour produire des aliments excédentaires que nous pouvons
consommer. La production primaire dans l'océan prend une variété de formes, mais les
producteurs primaires les plus répandus dans l'océan sont de minuscules organismes
unicellulaires appelés phytoplancton.
Dans l'océan, ces organismes ne peuvent absorber suffisamment de lumière pour produire
de la nourriture, par le biais de la photosynthèse, que s'ils se trouvent dans les 100 à 200
premiers mètres de l'océan. Comme les plantes terrestres, elles ont besoin de la lumière du
soleil, du dioxyde de carbone (CO2), de l'eau et de divers nutriments, en particulier de
l'azote et du phosphore (N, P), pour se développer et se nourrir. Ces phytoplanctons
microscopiques forment la base du réseau trophique pour la plupart des écosystèmes
marins. Leur productivité est influencée par plusieurs facteurs, qui varient d'un endroit à
l'autre et incluent la quantité disponible de lumière du soleil et de nutriments.
En plus du phytoplancton dérivant, il existe une grande variété de macroalgues (algues non
microscopiques) et même quelques plantes qui vivent dans l'océan et contribuent à la
production primaire marine. Les macro-algues sont divisées en trois groupes principaux,
qui correspondent à leur coloration. Comme tous les producteurs primaires, les algues
contiennent des pigments tels que la chlorophylle qui les aident à absorber la lumière du
soleil pour la photosynthèse. Ces pigments sont ce qui donne leur couleur aux plantes et aux
algues. Les différents groupes de macroalgues diffèrent dans leurs combinaisons de
pigments, ce qui donne des algues brunes (Phaeophyta), des algues rouges (Rhodophyta) et
des algues vertes (Chlorophyta). Les macro-algues ont généralement besoin d'une surface
dure, comme la roche, pour pousser et se trouvent le long des côtes dans les régions
tropicales et tempérées. Ils forment parfois de vastes forêts de varech sous-marines comme
celles que l'on trouve au large de la Californie.
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Un seul type de plante vraie (plante à fleurs) peut vivre submergé dans l'eau de mer salée -
les herbiers. Contrairement aux macroalgues, ces plantes se trouvent généralement le long
des côtes calmes avec des fonds sableux ou vaseux et sont plus fréquentes dans les régions
tropicales. Peu d'autres types de plantes peuvent se rapprocher de l'océan. Les exceptions
sont les graminées des marais salés et les mangroves, bien que, contrairement aux herbiers,
ces plantes ne peuvent pas être entièrement submergées dans l'eau de mer. Ils vivent le long
des bords de la mer avec seulement une partie de la plante sous l'eau, même à marée haute.
Malgré cette limitation, ils forment d'importants écosystèmes marins dans les eaux froides
(marais salés) et chaudes (mangroves).
D) Animaux – Les invertébrés:
La plupart des animaux sur Terre sont des invertébrés, des espèces sans épine dorsale ou
colonne vertébrale. L'océan contient une variété étonnante de ces créatures sans épines de
toutes formes et tailles, du zooplancton microscopique au calamar colossal qui se promène
dans la mer profonde. Tous les principaux groupes d'animaux connus (Embranchements)
comprennent des espèces qui vivent dans des environnements marins. Étudier la diversité
de la vie dans l'océan n'est pas si différent d'étudier la diversité de la vie sur Terre. Nous
nous concentrerons sur quelques-uns de ces groupes particulièrement communs et ceux qui
jouent un rôle clé dans leurs écosystèmes.
1) Les éponges :
Le moins complexe de toute la vie animale sont les éponges-Embranchemet Porifera. Ceux-
ci, comme beaucoup d'autres animaux que nous allons apprendre, sont des filtreurs. Ils
filtrent les morceaux de nourriture hors de l'eau de mer pendant qu'elle les traverse. Pour
ce faire efficacement, ils ont de nombreux pores ou des trous qui permettent à l'eau dans et
ensuite pomper l'eau. Les éponges se présentent sous plusieurs formes, tailles et couleurs et
sont courantes dans les eaux chaudes et froides. Ils dominent fréquemment les zones
rocheuses en dessous des profondeurs où la lumière est suffisante pour la photosynthèse.
Au-dessus de ces profondeurs, ils rivalisent avec les producteurs primaires tels que les
macroalgues et les coraux (qui contiennent des algues microscopiques).
2) Les Cnidaires :
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Le groupe suivant, connu pour ses capacités de piqûres, comprend une gamme d'animaux
allant des anémones aux coraux et aux méduses - Embranchement Cnidaria. Ces
organismes ont tous des cellules urticantes spécialisées appelées nématocystes qui se
déclenchent au contact et peuvent transmettre une piqûre douloureuse et parfois mortelle
à des humains et à d'autres espèces marines sans méfiance. Les cnidaires sont de deux
types: polypes attachés au fond avec une bouche et des tentacules vers le haut (anémones,
coraux); ou nage libre méduse avec la bouche et les tentacules pointés vers le bas
(meduses). Les tentacules armés de cellules urticantes sont utilisés pour capturer des proies
et pour se défendre.
Bien que les méduses soient considérées comme nageant librement, elles ne peuvent pas
nager à contre-courant et font donc partie du plancton, ou des organismes dérivants. Les
coraux et les anémones nécessitent une surface dure sur laquelle se fixer. Certaines espèces,
appelées coraux durs, peuvent construire leur propre structure pierreuse à partir de
carbonate de calcium (CaCO3). Ces structures forment les récifs coralliens du monde et
sont les plus grandes structures géologiques construites par les êtres vivants. Chaque tête
de corail ou récif est une colonie de nombreux petits polypes individuels interconnectés.
3) Les Mollusques :
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Les mollusques-Embranchement Mollusca-composent le deuxième plus grand
embranchement animal et comprennent un éventail impressionnant d'espèces,
beaucoup avec des coquilles colorées et d'autres sans coquilles du tout. Tous ont
un corps mou avec un pied musclé. Les principaux groupes de mollusques
comprennent les gastéropodes (escargots, patelles, ormeaux, nudibranches), les
bivalves (palourdes, moules, huîtres) et les céphalopodes (calmar, seiche, poulpe).
Beaucoup d'entre eux broutent des algues (par exemple des escargots, des
patelles, des ormeaux) ou filtrent (par exemple des moules, des huîtres), tandis
que d'autres sont de superbes chasseurs et maîtres du déguisement (par exemple
seiche, poulpe).
Comme les coraux durs, les mollusques à coquilles utilisent également du
carbonate de calcium (CaCO3) pour construire leurs parties dures. Les coquilles
aident à leur fournir une protection. Les animaux sans coquilles doivent se
protéger de manière plus créative. Les nudibranches, ou escargots sans coquille,
sont souvent de couleur vive pour avertir les prédateurs potentiels qu'ils pourraient
être toxiques. Les céphalopodes ont certaines des compétences de camouflage
les plus incroyables du règne animal et peuvent changer de couleur et de texture
pour se fondre complètement dans leur environnement. Cependant, si un
prédateur se rapproche trop, ils ont une autre surprise: un nuage d'encre sombre
pour leur donner suffisamment de temps pour se mettre en sécurité.
4) Les Arthropodes :
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Le record pour l'embranchement le plus grand de tous les animaux va aux Arthropodes-
Embranchement Arthropoda. Ce groupe est massif car il inclut les insectes, qui sont
incroyablement diversifiés mais principalement limités à la terre et à l'air. La plupart des
arthropodes marins sont des crustacés. Les crustacés comprennent l'animal le plus
abondant sur Terre, les copépodes, les bernacles collées aux rochers et toutes les crevettes,
les crabes et les homards. Tous ceux-ci ont un exosquelette dur qui est bon pour la
protection, mais le rend très difficile à cultiver.
Contrairement aux mollusques, qui peuvent continuer à grossir avec leur coquille, les
arthropodes doivent se débarrasser de leur exosquelette et en faire un nouveau, plus gros
(mue) à mesure qu'ils grandissent. Les arthropodes dans l'océan remplissent une variété de
rôles allant des copépodes planctoniques et du krill, qui constituent une composante
importante du zooplancton, aux crabes ou langoustes carnivores ou prédateurs qui vivent
au fond de la mer.
5) Les Échinodermes:
Les échinodermes sont le dernier grand groupe d'invertébrés que nous explorerons et
comprennent plusieurs espèces qui jouent un rôle clé dans l'écologie de plusieurs
écosystèmes marins différents. Ces animaux peuvent être reconnus par leur symétrie
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radiale en 5 parties, visible dans les étoiles de mer et les ophiures, mais un peu moins
manifestement dans les oursins épineux, les oursins plats et les holothuries. Une autre
caractéristique qu'ils ont en commun sont leurs pieds tubulaires, qu'ils utilisent pour se
déplacer, capturer des proies, se camoufler, et même sentir leur environnement.
Les étoiles de mer sont des prédateurs importants dans les eaux chaudes et froides où leur
présence ou leur absence peut entraîner des changements majeurs dans les écosystèmes.
Les oursins broutent les algues comme leurs cousins des étoiles de mer, et peuvent aussi
causer des changements dramatiques dans les écosystèmes si leurs populations deviennent
trop grandes. Cela se produit généralement à la suite de la surpêche de leurs prédateurs, ce
qui peut avoir des conséquences majeures sur la productivité, la biodiversité et l'abondance
de la vie marine dans leur écosystème. Les concombres de mer, un autre échinoderme, sont
connus comme les aspirateurs de l'océan lorsqu'ils ramassent du sable et de la boue et
nettoient tous les matériaux organiques (morts et déchets), aidant ainsi à recycler ces
nutriments vers les producteurs primaires.
B) Animaux – Les vertébrés:
Les vertébrés comprennent tous les animaux avec des épines dorsales. Ils
appartiennent à l'embranchement Chordata, avec un sous-embranchement qui
comprend quelques cordés d'invertébrés qui partagent certaines caractéristiques
de notocorde, musculaires et sensori-motrices. Au fur et à mesure que les
vertébrés se développent, ils remplacent la notochorde par une colonne vertébrale
et forment un crâne qui protège leur cerveau. Les vertébrés comprennent les
poissons, les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères.
1) Les Poissons:
Les poissons sont le plus grand et le plus ancien groupe de vertébrés. Ils sont
caractérisés par des branchies et des membres postérieurs avec des phalanges.
Ils peuvent être divisés en trois groupes principaux: les poissons sans mâchoires,
les poissons cartilagineux et les poissons osseux.
Les poissons osseux :
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Les poissons osseux (classe: Osteichthyes) sont aisément le plus grand groupe de
poissons, avec plus d'espèces que tous les autres groupes de vertébrés combinés!
Ils ont les mêmes types de nageoires que les poissons cartilagineux, mais sont
généralement beaucoup plus flexibles et maniables que ceux des poissons
cartilagineux. Leur squelette est composé d'os au lieu de cartilage, et leurs écailles
ressemblent plus à des ongles qui se chevauchent que des dents minuscules. Ces
poissons sont variés et comprennent de petits poissons de récifs tropicaux de
couleur vive, des dragons de mer ressemblant à des algues, de vastes bancs de
petits poissons argentés et le poisson le plus rapide de la mer, le puissant voilier et
le thon.
Des espèces de poissons osseux se trouvent dans les océans du monde entier,
des pôles aux tropiques. Certains vivent dans l'océan profond, dans les lacs et
rivières d'eau douce, et même sur terre! Contrairement aux poissons cartilagineux
qui sont tous carnivores, ce groupe comprend des espèces herbivores, omnivores
et carnivores. Les espèces herbivores telles que les poissons-perroquets sont
d'importants consommateurs de macroalgues marines. Certains jouent même des
rôles importants dans la bioérosion, ou la conversion de récifs coralliens ou de
roches en sable! Malgré l'absence de système électrosensoriel, les poissons
osseux marins partagent de nombreuses similitudes dans leurs capacités
sensorielles avec les poissons cartilagineux et comprennent certains des
principaux prédateurs de l'océan.
Les poissons cartilagineux :
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Les poissons cartilagineux (classe: Chondrichthyes) comprennent les requins et les raies.
Ces poissons ont tous des squelettes faits entièrement de cartilage, cinq types de nageoires
(pectorales, pelviennes, dorsales, anales, caudales), généralement cinq fentes branchiales
externes, et plusieurs rangées de dents. Ils ont aussi un type d'écailles appelé écailles
placoïdes, qui ressemblent à des dents minuscules et aident l'eau à couler doucement sur
leur corps. Ce groupe contient le plus gros poisson de la mer, le requin-baleine. Il peut
atteindre 18 mètres de long et filtrer les aliments sur certains des plus petits animaux de
l'océan, le zooplancton. Les deux autres espèces de requins nourrisseurs, le requin pèlerin et
le requin-mégamouth, sont également massives. Cependant, la plupart des requins sont
étonnamment petits à 1,8 mètre ou moins. Ils vivent dans une variété d'habitats - la haute
mer, les récifs coralliens, la mer profonde, et certaines espèces s'aventurent même dans
l'eau douce.
Les raies ainsi que quelques autres espèces telles que les poissons-guitares et les poissons-
scies, sont connues sous le nom de batoïdes. Beaucoup d'entre eux sont assez plats et vivent
près du fond, ou même enterrent dans le sable pour se cacher des prédateurs. Quelques
espèces, comme les raies mantas filtrantes, errent en pleine mer.
Les poissons chondrichtyens sont connus pour leur système électrosensoriel extraordinaire,
qui leur permet de détecter les champs électriques créés par les êtres vivants dans l'océan.
Avec tous leurs autres sens, tels que la vision (détection de lumière), l'olfaction (odeur /
goût, détection chimique), l'ouïe (détection du son) et la ligne latérale (détection du débit
d'eau), ce sens les aide à prédateurs les plus réussis du monde.
Les poissons sans mâchoire :
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Les poissons vivants sans mâchoires, comme son nom l'indique, n'ont pas de
mâchoire supérieure et inférieure qu'ils peuvent ouvrir et fermer. Au lieu de cela, ils
ont une bouche en forme de disque couplée à une langue râpeuse. Il y a un
nombre relativement petit d'espèces vivantes sans mâchoires, bien qu'elles soient
beaucoup plus diverses il y a 400 millions d'années à l'ère des poissons.
Aujourd'hui, on trouve des myxines, principalement des charognards dans les
profondeurs connues pour leur capacité à produire des quantités massives de
boue. Un autre exemple sont les lamproies, qui peuvent aussi s'aventurer dans
l'eau douce et endommager les prises commerciales de poisson en râpant une
partie de la chair de leur proie.
Les amphibiens et reptiles:
Peu d'amphibiens peuvent tolérer l'eau salée. Les amphibiens vivant aujourd'hui
qui sont les plus proches d'animaux marins sont les grenouilles mangeuses de
crabes, qui vivent dans les mangroves et les marais de l'Asie du Sud-Est.
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Plusieurs reptiles, cependant, viennent de l'océan. Ceux-ci comprennent les
tortues de mer, les serpents de mer, les iguanes marins et les crocodiles d'eau
salée. À l'exception des serpents de mer, toutes ces espèces doivent retourner à la
terre pour se reproduire en pondant des œufs. Les tortues de mer et les iguanes
marins sont principalement des herbivores: les tortues marines mangent des
herbiers et des éponges et l'iguane marin mange des algues.
Les serpents de mer et les crocodiles se nourrissent de diverses espèces
animales. La tortue luth, la plus grande des tortues de mer et le plongeur le plus
profond des reptiles, préfère manger des méduses à la dérive. La plupart des
reptiles marins se trouvent dans les tropiques, bien que la tortue luth se déplace
dans les eaux profondes tempérées et froides.
Les oiseaux:
Plusieurs espèces d'oiseaux sont considérées comme des oiseaux de mer, mais seulement
quelques-unes passent beaucoup de temps dans l'eau. Les pingouins sont les plus adaptés à
la vie marine et ont perdu la capacité de voler, mais se déplacent rapidement dans l'eau en
utilisant leurs ailes comme des nageoires. Tous les pingouins vivent dans l'hémisphère sud,
la plupart dans les eaux froides de l'océan Austral. Tous, comme les autres oiseaux,
retournent à la terre ou à la glace pour se reproduire et élever leurs poussins. Les manchots
se nourrissent de krill, de petits poissons et de calmars, particulièrement abondants durant
l'été antarctique.
D'autres oiseaux marins comprennent une variété d'espèces, des oiseaux de rivage qui
chassent les vagues à la recherche de petits mollusques et de crustacés jusqu'aux
majestueux albatros qui planent d'un bout à l'autre de la Terre à la recherche de
nourriture.
Certains oiseaux de mer peuvent replier leurs ailes pour ressembler à des missiles et
plonger de l'air à la mer dans leur quête de poisson, tandis que d'autres planent avec leurs
ailes étendues à la surface, ne mouillant jamais dans leur quête de fruits de mer.
Les mammifères:
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Les mammifères marins comprennent une variété d'espèces qui ont quitté la terre
temporairement ou définitivement pour la mer. Certaines espèces passent encore une
partie ou la majeure partie de leur temps sur la terre, mais se nourrissent exclusivement
d'espèces marines, comme l'ours polaire et les pinnipèdes (phoques et lions de mer).
D'autres, comme les siréniens (lamantins et dugongs) et les cétacés (baleines et dauphins)
sont entièrement marins. Même la loutre de mer, le plus petit des mammifères marins,
arrive rarement à terre. Les loutres de mer passent la majeure partie de leur temps
enveloppées dans des feuilles de varech à la surface de la mer.
Le plus grand des mammifères marins de tous les animaux jamais découverts est la baleine
bleue. Mesurant jusqu'à 30 mètres, c'est l'une des nombreuses espèces de baleines à fanons
équipées de grandes plaques de fanons, une substance kératineuse, dans leur bouche
massive pour les aider à filtrer les aliments minuscules. Comme les requins-baleines, ces
baleines se nourrissent également de petits zooplanctons tels que le krill et les petits
poissons qu'ils ramassent dans leurs énormes mâchoires. Ils consomment toute leur
nourriture pendant toute l'année en quelques mois dans les eaux polaires, puis migrent
vers les mers tropicales pour se reproduire. Les baleines à dents comprennent des dauphins
aussi petits que la Vaquita (0,9 mètre) jusqu'à l'épaulard et le cachalot (18 mètres et plus).
Les épaulards, ou orques, sont connus pour leurs techniques de capture de proies
stratégiques et coopératives, ce qui en fait un prédateur marin de premier ordre capable de
se nourrir d'animaux encore plus gros qu'ils ne le sont. Les cachalots sont les plongeurs les
plus profonds de tous les animaux respirant de l'air, atteignant des profondeurs de plus de
1981 mètres. Les mammifères marins sont connus pour leurs capacités auditives, en
particulier celles qui utilisent l'écholocalisation, envoyant des ondes sonores qui se
répercutent en arrière pour les aider à percevoir leur environnement.
Les vertébrés sont un groupe varié d'organismes dans l'océan et le seul groupe qui a des
membres qui volent, marchent ou nagent. Pouvez-vous penser aux vertébrés les plus petits,
les plus grands et les plus uniques qui existent dans les océans?
III Écologie marine:
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D’où vient l’énergie dans un écosystème ? Comment le transfert d’énergie entre les
organismes façonne-t-il les écosystèmes et les relations entre les espèces ? Quelles théories
écologiques influencent les interactions et l’interdépendance de la vie dans l’écosystème
marin ?
Objectifs :
Expliquer comment l'énergie du soleil est convertie en matière et se déplace à travers une chaîne alimentaire

et un écosystème.
Développer un argument logique axé sur la façon dont les écosystèmes sont régis par les processus

écologiques et d'identifier comment ils opèrent à travers les interactions entre les espèces et l'environnement.
Imaginez plonger dans l'océan. Que remarquez-vous ? Les facteurs vivants (biotiques) et
non vivants (abiotiques) constituent les écosystèmes océaniques. L'écologie marine est
l'étude de ces facteurs, de la manière dont les organismes interagissent entre eux et avec
leur environnement. L'interdépendance entre les composantes et les processus de l'océan
est la clé pour comprendre l'émerveillement et la beauté de ce monde incroyable.
Ce sont les interactions entre les organismes vivants dans l'océan et leur environnement qui
façonnent les écosystèmes. Chaque écosystème de l'océan est constitué d'un réseau
d'interactions où chaque organisme est affecté par un autre organisme qui coexiste dans
cet espace. Ces interactions entre organismes sont les liens qui permettent à un écosystème
de fonctionner. Si l'un de ces organismes est retiré d'un écosystème, un lien est rompu et un
écosystème commencera à changer ou à changer et pourrait éventuellement s'effondrer.
Les facteurs environnementaux affectent également le comportement, les adaptations et les
interactions de la vie dans l'océan.
Les océans sont une partie vaste, dynamique et intégrante de notre monde. Étonnamment,
ce n'est qu'au cours du dernier siècle que nous avons commencé à apprendre l'importance
des océans. Et, même avec notre technologie moderne et nos capacités d'ingénierie, nous
n'avons exploré qu'environ 5% des océans du monde. Compte tenu de l'énormité et de la
complexité des océans, il faut de nombreux experts dans de nombreux domaines différents
pour bâtir notre réseau de connaissances.
A) Producteurs primaires :
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1. Producteurs primaires 2. Consommateurs primaires 3. Consommateurs
secondaires 4. Prédateurs supérieurs 5. Perte d'énergie
Un écosystème est un conglomérat de multiples populations et communautés
d'espèces avec leur environnement abiotique ou non vivant. Rappelez-vous qu'à la
base de tous les écosystèmes se trouvent les producteurs primaires. Dans l'océan,
ils comprennent à la fois des organismes microscopiques (phytoplancton et
certaines bactéries / Archaea) ainsi que des organismes macroscopiques
(macroalgues et plantes marines).
La production primaire implique la formation de molécules organiques complexes,
comme les hydrates de carbone, à partir de molécules inorganiques simples
comme le CO2 et H2O. L'énergie est nécessaire pour que cette réaction se
produise. Jusqu'à la fin des années 1970, on croyait que toute vie dépendait de
l'énergie du soleil pour conduire cette réaction appelée la photosynthèse. Nous
savons maintenant qu'il existe des écosystèmes dans les fonds marins qui tirent
leur énergie de produits chimiques tels que le sulfure d'hydrogène, H2S, dans un
processus appelé chimiosynthèse. Le résultat final de ces deux réactions est la
formation de sucres simples qui fournissent de l'énergie non seulement aux
producteurs primaires pour qu'ils puissent vivre et grandir, mais aussi à tous les
consommateurs du monde.
Cette énergie est libérée pour utilisation par tous les êtres vivants dans un
processus appelé respiration cellulaire, où les molécules organiques sont
décomposées en molécules inorganiques simples avec de l'oxygène (respiration
aérobie) ou sans (respiration anaérobie). L'oxygène que nous respirons est aussi
un produit de la photosynthèse. Il est présent à des niveaux aussi élevés dans
notre atmosphère en raison des premières formes de vie sur Terre, des
cyanobactéries et de la variété de producteurs primaires supplémentaires qui ont
évolué depuis. Dans la majeure partie de l'océan, les principaux producteurs
primaires sont le minuscule phytoplancton.
1) Niveaux trophiques :
Les producteurs primaires forment la base de chaque réseau alimentaire,
fournissant de la nourriture pour toutes les autres créatures sur Terre. Les
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organismes qui consomment directement les producteurs primaires sont connus
en tant que consommateurs primaires. Dans l'océan, ils comprennent le
zooplancton, les invertébrés herbivores et les vertébrés herbivores. Ces
organismes deviennent à leur tour des aliments pour les consommateurs
secondaires, tels que les planctivores et les carnivores. Les consommateurs
tertiaires et tous les consommateurs de plus haut niveau se nourrissent de ces
espèces et sont appelés carnivores.
Ces groupes sont connus sous le nom de niveaux trophiques. Un écosystème
avec moins de niveaux trophiques a moins de groupes de consommateurs de haut
niveau. Lorsque l'énergie se déplace à travers le réseau trophique lorsque la
nourriture est consommée, digérée et que les déchets sont produits, une grande
partie de cette énergie est perdue. En effet, à chaque niveau trophique, une
moyenne de 90% de l'énergie contenue dans les organismes du niveau inférieur
est perdue. Par exemple, lorsqu'un copépode mange du phytoplancton, seulement
10% de l'énergie qu'il consomme est convertie en énergie stockée dans son corps.
Les mêmes pertes d'énergie se produisent au niveau suivant, quand un anchois
mange des copépodes. Cette perte d'énergie constante à chaque niveau trophique
explique pourquoi il y a moins d'individus à chaque niveau supérieur - chacun doit
consommer beaucoup d'individus au niveau inférieur pour avoir suffisamment
d'énergie pour survivre. Cela signifie également qu'en s'alimentant aux niveaux
trophiques inférieurs, il y a une plus grande abondance de nourriture et que la
nourriture est plus riche en énergie. C'est pourquoi les plus grandes espèces
marines (baleines à fanons, requins-baleines, etc.) se nourrissent à de faibles
niveaux trophiques - sur le zooplancton ou sur les petits poissons qui consomment
du zooplancton.
2) Chaîne alimentaire :
Les espèces connues comme les prédateurs supérieurs, au sommet de la chaîne
alimentaire, tirent profit de la présence de quelques prédateurs. Cependant, ils
dépendent de la productivité de tous les niveaux inférieurs pour avoir assez de
nourriture. À mesure que le nombre de niveaux trophiques augmente, il y a un plus
petit nombre de grands prédateurs, comme les épaulards et les requins blancs, qui
peuvent être soutenus. La situation devient cependant plus complexe, car de
nombreuses espèces passent différentes parties de leur vie à différents niveaux
trophiques, ce qui signifie qu'elles ont différents groupes de prédateurs et de
proies potentiels.
La plupart des poissons et invertébrés osseux, par exemple, ont un stade de vie
planctonique où les œufs ou les larves dérivent avec le plancton se nourrissant
d'un festin de phytoplanctons et / ou d'autres zooplanctons jusqu'à ce qu'ils soient
assez gros pour consommer des proies plus grosses. En tant qu'adultes, ils
peuvent se nourrir de plus gros organismes à des niveaux trophiques supérieurs et
ainsi se déplacer eux-mêmes jusqu'à un niveau trophique supérieur.
3) Cycles nutritifs :
Alors que l'énergie circule dans un écosystème (par exemple, le soleil → le
phytoplancton → le zooplancton → les petits poissons → les gros poissons et les
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mammifères marins), les nutriments circulent continuellement à travers les êtres
vivants et leur environnement. Plusieurs éléments (et éléments nutritifs) sont
nécessaires aux êtres vivants. Les plus importants d'entre eux sont le carbone, C,
l'hydrogène, H, l'oxygène, O, l'azote, N et le phosphore, P. Ils sont absorbés par
les producteurs primaires de l'eau de mer et sont incorporés dans des molécules
organiques. Les glucides et les graisses contiennent C, H et O; les protéines
comprennent toutes celles-ci plus N; et les acides nucléiques comprennent C, H,
O, N et P. Ces molécules sont essentielles pour tous les êtres vivants pour
l'énergie, la structure (parties des cellules et des corps), les hormones, les
enzymes et les acides nucléiques (ADN et ARN) qui contiennent l'information
génétique.
Au fur et à mesure que les organismes sont consommés, ces molécules sont
utilisées, reconfigurées et / ou excrétées en tant que déchets. Ces déchets, ainsi
que les tissus des organismes morts, sont consommés par les charognards, les
organismes de dépôt et les microbes qui contribuent au processus de recyclage
des nutriments, convertissant les matières mortes et les déchets en nutriments
pouvant être utilisés par les producteurs primaires.
Le carbone, l'hydrogène et l'oxygène sont proprement recyclés entre les processus
de photosynthèse et de respiration cellulaire. La photosynthèse utilise le CO2,
l'H2O et la lumière du soleil pour produire des sucres simples et de l'O2. La
respiration cellulaire utilise les produits, libérant de l'énergie stockée avec
du CO2 et de l'H2O. Les produits de l'un sont les réactifs de l'autre et sont
directement échangés entre producteurs et consommateurs.
L'azote et le phosphore nécessitent une étape supplémentaire. Pour l'azote, cela
s'appelle la fixation de l'azote et est réalisée par diverses archées et bactéries qui
transforment les molécules de déchets en nutriments utilisables ou en azote
«fixe». Il existe un nombre extraordinaire de types différents de bactéries dans
l'eau de mer et seul un très petit pourcentage est pathogène. La plupart sont des
composants essentiels de l'écosystème marin pour leur rôle dans la production
primaire et le cycle des éléments nutritifs.
4) Symbioses :
Mis à part les interactions trophiques, les organismes interagissent de diverses
façons avec d'autres individus de leur écosystème. De nombreux exemples de
coopération et de concurrence ont été identifiés dans les écosystèmes marins. On
sait que de nombreuses espèces ont des relations symbiotiques avec d'autres
espèces. Il existe trois types de relations symbiotiques, toutes comprenant un hôte
et un symbiote.
Dans les relations symbiotiques parasitaires, le symbiote, ou parasite, profite alors
que l'hôte est lésé par la relation. Les parasites marins comprennent une variété
d'espèces d'invertébrés qui s'attachent ou résident intérieurement ou
extérieurement sur d'autres espèces marines. Un type de crustacé, l'isopode
parasite, se blottit dans les cavités branchiales des poissons, croque sur leurs
filaments branchiaux et dîne sur leur sang.
Ceci réduit la surface de surface des filaments branchiaux du poisson, ce qui
pourrait réduire son efficacité respiratoire et donc ses niveaux d'énergie.
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Dans les relations symbiotiques mutualistes, l'hôte et le symbiote bénéficient de la
relation. Par exemple, de nombreuses espèces jouent le rôle de nettoyeurs. Des
poissons et des invertébrés plus propres sont communs dans plusieurs
écosystèmes côtiers, y compris les récifs coralliens et les forêts de varech, et ils
fournissent un service important à leurs hôtes. Ils les nettoient en éliminant les
parasites qui s'attachent ou s'incrustent dans la peau, la bouche et les branchies
des poissons. Les hôtes s'aligneront aux «stations de nettoyage» pour attendre
leur nettoyage des poissons plus propres comme les labres plus propres. Le
nettoyeur obtient un repas car ils consomment autant de parasites qu'ils peuvent
enlever et l'hôte se débarrasse des parasites potentiellement nuisibles.
Le troisième type de relation symbiotique est appelé commensalisme. C'est le plus
difficile à identifier car le symbiote en bénéficie, mais l'hôte n'est pas affecté. Un
exemple possible est celui des rémoras, qui s'attachent aux plus gros poissons ou
reptiles marins avec une nageoire dorsale en forme de disque de meunier et des
tours d'attelage autour de l'océan, se détachant lorsque leur hôte décroche un
repas pour ramasser les restes. Parfois, plusieurs rémoras s'attachent au même
hôte, et dans ces cas, le rémora peut ajouter suffisamment de traînée pour ralentir
l'hôte ou lui faire utiliser l'énergie qu'il aurait autrement utilisée pour la croissance
ou la reproduction. Cela peut déplacer la relation plus vers le parasitisme.
B) Théories écologiques :
1) Compétition :
La compétition se produit lorsque plus d'un individu a besoin d'accéder à la même
ressource, qu'il s'agisse de nourriture ou de divers facteurs abiotiques tels que
l'espace ou la lumière. La compétition peut avoir lieu entre individus de la même
espèce (intraspécifique) ou entre espèces différentes (interspécifique). Dans les
écosystèmes de substrat rocheux (zones intertidales rocheuses, récifs coralliens,
forêts de varech, par exemple), les organismes rivalisent principalement pour
l'accès à l'espace, et les producteurs primaires doivent également être en
concurrence pour l'accès à la lumière.
Les organismes qui vivent dans ces habitats ont développé une variété
d'adaptations pour s'installer et maintenir leur espace ou se battre avec les voisins
pour plus. La concurrence peut être féroce dans les écosystèmes riches avec
beaucoup d'individus. Dans ces cas, le partitionnement des ressources est très
commun. Les espèces coévoluent pour partager une ressource. Ils peuvent diviser
leur utilisation de la ressource par l'espace: l'un se nourrit dans une zone ou un
territoire tandis qu'un autre revendique une zone distincte, l'heure (jour ou nuit), ou
par la spécialisation. La spécialisation permet à chaque espèce de devenir très
efficace pour utiliser un sous-ensemble de la ressource. Par exemple, sur les
plages de sable, de nombreux oiseaux de rivage se nourrissent de petites
palourdes enfouies dans le sable.
Chaque espèce a un bec de forme différente qui lui permet de se nourrir le plus
efficacement possible sur un certain type de palourde. L'avantage de la
spécialisation est une diminution de la compétition pour chaque type de proie
particulier (par exemple, type de palourde), mais un inconvénient est la
dépendance à une étendue limitée d'options de proies. Si cette espèce de
palourde connaît un déclin de la population, l'oiseau peut être incapable de
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rivaliser aussi bien avec une autre source de nourriture. D'autres espèces sont
considérées comme des généralistes et, bien qu'elles ne soient pas aussi efficaces
pour rivaliser avec un type de proie particulier, elles ont de nombreuses options de
proies possibles à consommer. Les deux stratégies sont communes dans les
écosystèmes marins.
2) Capacité de charge :
1. Biodiversité 2. Perturbation 3. Dominance concurrentielle 4. Niveaux de
perturbation intermédiaire et biodiversité élevée 5. Perturbation constante
Chaque écosystème ne peut supporter qu'un certain nombre d'individus d'une
même espèce. Le nombre maximal pouvant être pris en charge est connu sous le
nom de capacité de charge de l'écosystème. La capacité de charge peut dépendre
de plusieurs facteurs, y compris des facteurs abiotiques et biotiques. Les facteurs
abiotiques comprennent l'espace, la lumière, les nutriments, la salinité, la
température et le substrat. Les facteurs biotiques comprennent la compétition, la
prédation et l'abondance des proies. Chaque organisme vivant peut
potentiellement augmenter sa population de façon exponentielle jusqu'à ce que la
capacité de charge soit atteinte. Une fois atteint le nombre maximum d'individus
qu'un écosystème peut supporter, seuls les meilleurs concurrents survivront et se
reproduiront.
La capacité de charge d'un écosystème n'est pas nécessairement fixe et peut
fluctuer en fonction des changements dans l'environnement. Les changements
peuvent inclure le climat, les précipitations, la sédimentation, la pollution et les
changements dans l'abondance des concurrents, des prédateurs et des proies.
Dans certains cas, les changements dans une espèce peuvent avoir des impacts
dramatiques sur l'ensemble de l'écosystème, provoquant un changement de phase
d'un type d'écosystème à un autre. Ce type de changement influence
considérablement la capacité de charge d'une grande variété d'espèces.
Un exemple de décalage de phase peut se produire sur les récifs coralliens.
Lorsque trop de nutriments sont ajoutés et / ou trop de poissons herbivores et
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d'invertébrés sont enlevés, les macroalgues peuvent envahir les coraux et
provoquer un changement de phase de l'écosystème corallien vibrant, diversifié et
productif vers un écosystème nettement moins diversifié et dominé par les algues.
De nombreux récifs coralliens à travers le monde souffrent de ces déphasages dus
à la pollution et à la surpêche.
3) Hypothèse de perturbation:
1. Nombre d'individus 2. Temps 3. Capacité de charge 4. Ressources 5.
Population 6. Croissance exponentielle 7. Concurrence
Un concept écologique important, connu sous le nom d'Hypothèse de Perturbation
Intermédiaire, est illustré dans la zone intertidale rocheuse. Cette hypothèse relie
les niveaux de perturbation avec la diversité. Les zones de forte perturbation, dues
à l'action des tempêtes ou à la prédation, peuvent entraîner une faible diversité car
relativement peu d'organismes peuvent survivre et croître. Dans les zones de
faible perturbation, certaines espèces qui sont des concurrents dominants peuvent
surpasser leurs voisins, prenant le dessus sur la surface rocheuse, ce qui entraîne
une faible diversité.
Aux niveaux intermédiaires de perturbation, toutefois, les espèces dominantes,
comme les moules, sont empêchées de prendre le dessus par des niveaux
modérés de prédation ou l'action des vagues qui effacent continuellement un
espace où d'autres organismes peuvent se déposer, augmentant ainsi la diversité.
Cela signifie que les plus hauts niveaux de diversité devraient se produire là où il y
a des niveaux intermédiaires de perturbation, dans les zones intertidales
rocheuses ainsi que dans d'autres écosystèmes.
4) Espèces clefs:
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Le concept écologique des espèces clés a été appliqué aux forêts de varech de la
Californie. Une pierre angulaire est la pierre au sommet d'une arche qui maintient
tout le reste en place; sans cette pierre, tous les autres tomberaient et l'arc serait
détruit. Dans un écosystème, l'espèce clé est une espèce qui joue un rôle unique
et essentiel dans l'écosystème. S'il est retiré de l'écosystème, tout l'écosystème
peut s'effondrer.
Dans les forêts de varech de Californie, la loutre de mer remplit ce rôle essentiel.
Les loutres de mer ont été chassées jusqu'à l'extinction jusqu'au début des années
1900 et ont depuis subi des déclins de prédation et de maladie. Les scientifiques
ont commencé à remarquer le déclin des forêts de varech survenant avec
l'enlèvement des loutres de mer. Les chercheurs ont découvert que les loutres de
mer se nourrissent de l'oursin. Les oursins sont des brouteurs qui mangent
généralement des morceaux de varech et d'autres macroalgues qui se détachent
et s'installent sur le fond marin.
Lorsque les populations d'oursins deviennent trop importantes, les oursins
commencent à se nourrir de varechs vivants, en grignotant leur ancrage. Une fois
que l'ancrage est consommé, le varech n'est plus attaché et s'éloigne avec le
courant. Sans le varech, il n'y a pas de forêt de varech et pas d'habitat pour tous
les autres organismes qui y vivent. Avec le retrait des loutres de mer qui ne se
nourrissent plus d'oursins, la consommation des ancrages de varech a atteint un
niveau suffisant pour transformer de vastes forêts de varech en prairies d'oursins,
des écosystèmes beaucoup moins diversifiés et productifs.
IV Océanographie:
Les océans sont dans un état constant de changement. Comment les propriétés physiques de
l’eau de mer affectent-elles les océans ? Quel impact le vent et la lune ont-ils sur l’océan ?
Objectifs :
1) Définir les propriétés physiques de l'eau de mer et expliquer comment ces
propriétés affectent les océans.
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2) Identifier les schémas de la façon dont les facteurs physiques agissant sur
l'eau tels que le vent et la gravité de la lune affectent le comportement des
océans.
L'océan est un endroit dynamique et ses habitants vivent dans un environnement
en constante évolution. La nature de l'eau, en ce sens qu'elle est capable
d'absorber des produits chimiques, de dissoudre des substances dures et de
donner et recevoir de la chaleur, fait des océans un environnement très variable.
L'une des principales caractéristiques que nous remarquons avec les océans est
que la température n'est pas constante. De l'équateur, où la température de l'eau
est la plus chaude, jusqu'aux régions polaires, où il se trouve près du point de
congélation, l'écart varie selon l'emplacement et d'autres facteurs.
Nous savons aussi que les océans sont salés. Au cours de millions d'années, la
pluie a dissous les roches sur la terre, libérant ces sels, qui coulent ensuite des
rivières aux océans. Ces propriétés physiques des océans, ainsi que d'autres
telles que le pH et la teneur en oxygène, sont tous des facteurs importants
affectant la vie dans les océans.
Les caractéristiques physiques et les processus influencent notre océan et sont en
constante évolution. Chacun d'entre eux est comme un seul instrument jouant,
mais plusieurs ensemble produisent un orchestre qui dicte les modèles
dynamiques et mobiles qui ont un impact sur l'écosystème marin. La chimie de
l'eau, la physique de la gravité, la géologie du fond de la mer, l'atmosphère et de
nombreux autres éléments influent sur le fonctionnement de notre océan.
1) Polarité de l’eau :
La Terre est un endroit fascinant et très spécial. Qu'est-ce qui le rend si spécial ?
La réponse est simple : l'eau. C'est la seule planète que nous avons découverte
jusqu'ici avec de l'eau liquide à sa surface. Non seulement nous avons de l'eau en
tant que liquide, mais nous avons également les trois états: solide (glace), liquide
(eau) et gaz (vapeur d'eau). Pourquoi l'eau est-elle si spéciale ? Il a plusieurs
caractéristiques importantes qui résultent de ses propriétés uniques et le rendent
essentiel à la vie telle que nous la connaissons.
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L'eau est une molécule polaire, ce qui signifie qu'elle a des côtés opposés, ou
deux «pôles». Il y a une différence de charge autour de l'oxygène et des deux
atomes d'hydrogène à cause de la distribution des électrons. L'eau a des charges
positives partielles près des atomes d'hydrogène et une charge négative partielle
près de l'atome d'oxygène. Cette polarité permet aux molécules d'eau de former
des liaisons faibles, appelées liaisons hydrogène, avec d'autres molécules.
Avec la glace, des liaisons hydrogène se forment entre les molécules d'eau, créant
une structure cristalline. Cette structure, la glace, est moins dense que l'eau
liquide, c'est pourquoi la glace flotte. Les liaisons hydrogène expliquent aussi
pourquoi l'eau peut absorber beaucoup de chaleur (capacité thermique élevée),
former de l'eau pour que les petites choses puissent flotter ou se tenir au-dessus
(tension de surface) et faire de la natation beaucoup plus énergivores que de se
déplacer dans l'air (viscosité).
L'eau salée est tout simplement de l'eau douce mais avec plus "d'éléments», tels
que des sels et autres minéraux dissous. Elle a donc plus de poids que l'eau
douce.
Souvenez-vous que la pression (dirigée de bas vers le haut) exercée sur un objet
immergé est égale au poids de l'eau qu'il déplace. Cela explique pourquoi les
objets flottent plus dans l'océan que dans un lac d'eau douce.
2) Salinité et température:
Parce que l'eau est une molécule polaire, elle dissout également d'autres molécules (un
solvant), en particulier les sels que vous pouvez goûter si vous avalez accidentellement de
l'eau de mer ! En fait, chaque élément connu (le tableau périodique complet) est dissous
dans l'eau de mer ! La plupart ne sont que dans de minuscules concentrations. Le chlorure
de sodium (NaCl), est ce qui compose le plus de la salinité de la mer. La salinité moyenne
(ou teneur en sel) dans l'océan est de 35 parties par mille ou 35 0/00, mais elle peut varier
selon les régions et les habitats. Cela signifie que la cuillère moyenne d'eau de mer contient
96,5% d'eau et 3,5% de sels, ce qui est plus que suffisant pour nous déshydrater si nous le
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buvons. Parmi les facteurs qui influent sur la salinité, mentionnons les précipitations,
l'évaporation, la formation de glace et la fonte des glaces.
Comme la glace se fige et que les liaisons hydrogène forment une structure cristalline de
molécules d'eau, toute autre substance dissoute dans l'eau est rejetée. Cela signifie que la
glace est composée d'eau douce. Lorsque les eaux polaires gèlent, l'eau en dessous devient
salée. Lorsque la glace fond, l'eau douce est ajoutée, abaissant la salinité, tout comme
quand il pleut. À l'équateur où il fait chaud et ensoleillé, une partie de l'eau s'évapore dans
l'atmosphère, augmentant la salinité des eaux tropicales.
La température et la salinité ont toutes deux des influences majeures sur la densité de l'eau
de mer et jouent un rôle important dans la gestion des courants océaniques. Au fur et à
mesure que l'eau devient plus froide, plus de liaisons hydrogène se forment et durent plus
longtemps, rapprochant les molécules d'eau. Cela augmente la densité jusqu'à la formation
de cristaux de glace (ensuite, les molécules sont réparties uniformément). À mesure que
l'eau se réchauffe, les liaisons hydrogène se rompent plus rapidement à mesure que les
molécules commencent à se déplacer plus rapidement et que la densité diminue.
Quand il s'agit de sels, plus la salinité est élevée, plus la densité est élevée. Si froid, l'eau
salée est la plus dense de toutes les combinaisons de température et de salinité, tandis que
l'eau chaude et douce est la moins dense. Comment cela se rapporte-t-il aux courants
océaniques ? Il s'avère que le flux d'eau autour de la Terre dépend de deux choses.
L'un des facteurs est que les vents agissent sur les eaux de surface tandis que l'autre dépend
de l'eau froide et salée qui s'enfonce dans le fond de la mer dans les régions polaires. Cette
eau se déplace lentement, reliant tous les océans du monde dans un cycle continu de
downwelling et d'upwelling. Le downwelling se produit là où l'eau coule, et l'upwelling se
produit lorsque l'eau monte de la profondeur, apportant avec elle une abondance de
nutriments qui aident la vie à la surface à prospérer. C'est ce que l'on appelle la grande
bande transporteuse océanique ou la circulation thermohaline.
3) Courants:
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1. Courant le long du rivage 2. Courant vers le large généré par les bancs de sable 3.
Courant vers le large généré par une baie
Pendant ce temps à la surface, les vents poussent l'eau autour de motifs circulaires géants
appelés gyres. Ceux-ci sont formés à partir de vents constants tels que les alizés qui
déplacent l'eau vers la droite, par rapport à la direction du vent, dans l'hémisphère nord et
vers la gauche dans l'hémisphère sud selon l'effet de Coriolis. Au fur et à mesure que l'eau
s'écoule dans les continents, elle se dévie et forme des gyres séparés dans les océans
Atlantique, Pacifique et Indien. Dans l'hémisphère nord, ils coulent dans le sens des aiguilles
d'une montre, tandis qu'ils s'écoulent dans le sens antihoraire au sud de l'équateur.
4) Vagues et marées:
1. Energie due au déferlement 2. Courant sortant 3. Echappez-vous du
courant en nageant vers la rive en diagonal
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Les vagues sont générées par le vent à la surface de tout plan d'eau. Plus la distance
parcourue par le vent sur la surface de l'eau est grande, plus les vagues sont grandes. Ceci
est connu comme le fetch. Il y a deux catégories de vagues: la houle et la mer du vent.
Localement, la surface de l'eau est affectée par la direction et la force des vents que vous
ressentez à l'époque, c'est la mer du vent. La houle est générée par les vents du passé de
loin. C'est pourquoi un jour sans vent, il peut encore y avoir de grosses vagues.
D'autres types d'ondes fonctionnent à une échelle beaucoup plus grande et sont contrôlés
par des corps célestes, y compris le soleil et la lune. Ces vagues sont connues comme les
marées. Que la marée soit haute ou basse et que la marée soit haute ou basse dépend de
l'endroit où la Terre est par rapport au soleil et à la lune. Le soleil et la lune ont tous deux
une attraction gravitationnelle sur la Terre. Cette force tire l'eau vers le soleil et / ou la
lune, ce qui fait gonfler la surface de la Terre. Si vous êtes sous la partie la plus haute de ce
mouvement, ou du côté opposé où il y a un mouvement égal, vous allez connaître une
marée haute.
La taille et la distance de ces deux corps célestes principaux influencent la force de
l'attraction gravitationnelle. Bien que le soleil soit environ 400 fois plus grand que la lune,
la lune est tellement plus proche qu'elle a une plus grande influence sur nos marées. Mais
pour que se produisent les plus hautes marées hautes et les plus basses marées basses, le
soleil et la lune doivent tirer le long de la même ligne. Cela arrive quand la lune est entre la
Terre et le soleil ou quand la Terre est entre la lune et le soleil, les marées durant cette
période sont connues comme les marées du printemps. Si le soleil et la lune sont
perpendiculaires à la Terre, l'eau sera tirée dans les deux sens, ce qui se traduira par un
renflement moindre vers chacun et une différence plus faible entre les marées hautes et
basses (marées de mortes-eaux). Les marées de printemps se produisent sur la pleine et la
nouvelle lune avec des marées de mortes eaux entre les deux.
Les marées affectent le plus les organismes vivant dans l'habitat connu sous le nom de zone
intertidale, bien que la phase de la lune influence la vie de nombreux organismes marins
que vous apprenez dans ce cours.
1. Nouvelle lune 2. Demi-Lune montante 3. Pleine lune 4. Demi-lune descendante
5. Marée haute 6. Marée basse
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5) Tectonique:
1. Plaque tectonique
Bien que nous reconnaissions cinq bassins océaniques - Atlantique, Pacifique, Indien,
Arctique et Océan Austral - il y a vraiment un océan mondial interconnecté lié par les
courants, le flux d'énergie et l'activité atmosphérique et géologique. La croûte terrestre, ou
couche externe, contient à la fois une croûte continentale et une croûte océanique, qui sont
fondamentalement différentes dans leur composition, leur densité et leurs interactions aux
limites des plaques tectoniques.
Les plaques peuvent s'éloigner les unes des autres (divergence), les unes par rapport aux
autres (convergence), ou se déplacer les unes à côté des autres (transformation). Les deux
principaux processus géologiques influençant l'océan sont la divergence et la convergence.
L'épandage se produit lorsque deux plaques s'écartent et que de nouvelles roches se
forment le long des dorsales médio-océaniques. Cette création de nouvelle croûte océanique
élargit les bassins océaniques. L'océan Atlantique se développe actuellement avec
l'expansion active du fond marin. La destruction de la croûte océanique se produit par
subduction, où une plaque est poussée vers le bas dans le manteau de la Terre aux zones de
convergence, formant des tranchées. Lorsque la subduction se produit plus rapidement que
la propagation, le bassin océanique commence à rétrécir. Cela se passe maintenant dans le
Pacifique, qui contient le point le plus profond de l'océan, la fosse des Mariannes, à près de
11 000 mètres de profondeur.
Ces processus, avec les changements du niveau de la mer, façonnent les bassins océaniques
du monde et créent des monts sous-marins, des îles volcaniques et des sources
hydrothermales qui émergent du fond de la mer et soutiennent des écosystèmes marins
distinctifs.
V Impact Humain:
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Quelles sont les façons dont notre vie quotidienne a un impact sur les océans ? Certains de
nos impacts proviennent de notre influence directe, cependant, certains des impacts sur les
océans sont un impact secondaire. Pouvez-vous les décrire ?
Objectifs :
Identifier les façons dont les humains ont un impact direct et négatif sur les océans.

Reconnaître les grands problèmes mondiaux auxquels la santé de nos océans est confrontée.

Décrire les facteurs et les processus qui mènent à différents écosystèmes.

La surpêche, la pollution, les changements climatiques et la destruction de l'habitat sont les
menaces les plus imminentes qui pèsent sur les océans aujourd'hui. Ceux-ci affectent la vie
océanique et marine à l'échelle locale et mondiale et ont des impacts directs sur la santé
humaine et la stabilité économique. Il n'y a pas de place dans l'océan qui soit libre des effets
du changement climatique ou de la pollution - aucun endroit n'est vraiment vierge. Les
courants océaniques, la distillation globale, les migrations d'espèces et les systèmes
trophiques relient l'océan entier. Ceux-ci sont actuellement dégradés et compromis à
plusieurs niveaux. Notre défi est le rétablissement des populations marines appauvries.
Un écosystème peut décliner si les facteurs abiotiques de l'océan commencent à changer.
Les changements de température, de salinité et même le pH de l'océan peuvent avoir de
profondes répercussions sur la vie dans l'océan. Qu'est-ce qui contribue grandement à ces
changements dans l'environnement océanique ? Activité humaine. L'activité humaine,
comme la surpêche et la pêche destructrice, a également un impact considérable sur
l'écologie marine, dévastant l'interdépendance naturelle de la vie dans l'océan et dans
l'environnement.
1) Surpêche:
Les pêches ont connu des changements spectaculaires au cours des derniers siècles grâce
aux progrès technologiques. Les pêcheurs peuvent voyager plus loin du rivage (bateaux
équipés de moteurs), rester plus longtemps sur l'eau (bateaux plus grands avec
réfrigération), capturer plus de poissons en même temps (machines pour transporter des
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filets massifs et des kilomètres de lignes) et les localiser plus efficacement (avec le sonar, le
GPS, la communication entre les flottes multi-navires et les observateurs aériens) que
jamais auparavant. Tous ces changements nous ont permis d'attraper plusieurs fois le
poisson du monde entier.
Bien qu'on pensait autrefois que la générosité de l'océan était infinie, nous savons
maintenant qu'elle a des limites et, dans de nombreux cas, nous avons déjà dépassé ces
limites. Plusieurs espèces marines ont été chassées ou pêchées jusqu'à l'extinction ou
presque. Actuellement, 70% de toutes les principales pêcheries du monde sont considérées
comme pleinement exploitées ou surexploitées ou ont déjà planté. Une pêche accidentée
signifie que moins de 10% de la population reste dans l'océan. Les pêches représentent
notre dernière source de nourriture majeure qui dépend directement de la productivité des
populations sauvages.
2) Pêche destructrice:
Au fur et à mesure que la demande mondiale pour la vie marine en tant que source de
protéines augmente, la mesure dans laquelle nous allons l'obtenir augmente également.
Cela a conduit à des pratiques de pêche destructrices, qui sont peut-être l'influence la plus
répandue que nous pouvons avoir sur nos environnements marins. Les pratiques de pêche
destructrices sont celles qui affectent non seulement les espèces cibles, mais aussi
l'environnement dans lequel elles se trouvent. Le chalutage des organismes vivant au fond
ou près du fond a le plus d'impact. Les chaluts sont traînés à travers le fond de la mer et
pesés de chaque côté en utilisant ce qu'on appelle des portes qui pèsent plusieurs tonnes.
Ceux-ci sont reliés entre eux par l'ouverture du filet par une chaîne lourde.
Comme ce système est traîné à travers le fond de la mer, la chaîne lourde et les portes
détruisent toute la faune non mobile, comme les éponges, les herbiers et certains types de
coraux qui se trouvent sur son passage. Beaucoup de ces habitats sont si fragiles qu'ils ne se
rétablissent jamais.
Une autre forme de pêche destructrice, souvent pratiquée dans les pays en développement,
est la pêche à la dynamite. La mauvaise réglementation et le manque de moyens financiers
pour contrôler ces pratiques signifient que les pêcheurs peuvent gagner facilement de
l'argent au détriment de la destruction des habitats, et parfois eux-mêmes.
La pêche à la dynamite tue tous les poissons dans les environs immédiats et endommage
sévèrement ceux qui se trouvent juste à l'extérieur de la zone de tir immédiat. Dans les
récifs coralliens, la dynamite détruit les coraux, qui sont les principaux contributeurs aux
habitats complexes abritant des centaines d'espèces de poissons. Sans ces habitats, les
poissons disparaissent. Comme les habitats affectés par le chalutage de fond, les habitats
détruits par la pêche à la dynamite peuvent également ne jamais se rétablir.
3) Pollution des océans:
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La pollution dans l'océan se présente sous plusieurs formes: sonore, thermique,
chimique, physique et biologique. La plupart des polluants proviennent de la terre,
bien que certains soient introduits directement dans l'océan. Les activités de sonar,
d'expédition et de forage qui ont lieu dans l'eau produisent une pollution sonore.
Cela a considérablement augmenté au cours des dernières décennies. Le bruit
peut noyer des sons biologiquement importants pour une variété de vie marine,
des poissons récifaux et des invertébrés aux plus grandes baleines. Dans certains
cas, la pollution sonore peut causer des dommages aux tissus et peut être liée aux
échouages massifs de mammifères marins.
La pollution thermique est généralement le résultat de l'utilisation de l'eau de mer
pour refroidir les machines dans les centrales électriques et une variété d'autres
industries. L'eau de mer froide absorbe la chaleur en excès et est rejetée dans
l'océan à une température plus élevée. Ce processus entraîne la mortalité
d'animaux plus gros au niveau des grilles d'admission et des organismes
planctoniques, y compris les larves, qui ne peuvent pas survivre au changement
de température lorsqu'ils sont balayés dans le système.
4) Pollution chimique:
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La pollution chimique pénètre dans l'océan à partir de sources urbaines, agricoles,
industrielles et pharmaceutiques. Certains des types de polluants les plus
répandus comprennent les eaux usées (traitées ou non), les engrais, les
pesticides, le pétrole et les gaz tels que le CO2. Les eaux usées contiennent des
nutriments, des micro-organismes et un cocktail de médicaments et d'hormones
qui traversent le corps des personnes et ne sont pas filtrés des eaux usées
traitées.
Les éléments nutritifs dans les eaux usées et dans les engrais peuvent entraîner
un processus appelé eutrophisation où l'afflux de nutriments provoque des
proliférations de phytoplancton et d'algues. Certaines de ces proliférations peuvent
être toxiques pour la vie marine et causer des maladies chez les humains
(empoisonnement paralytique des coquillages, par exemple). Ces producteurs
primaires se développent de manière si explosive qu'ils ne sont pas consommés
assez rapidement et commencent à mourir. Les bactéries en décomposition les
décomposent, mais dans le processus utilisent l'oxygène dissous dans l'eau,
créant des zones mortes et tuant la vie marine. Dans les eaux usées non traitées,
des micro-organismes comprenant des virus pathogènes (par exemple l'hépatite)
et des bactéries (par exemple E. coli) peuvent affecter la vie marine et les
humains.
L'utilisation croissante de produits pharmaceutiques tels que les antidépresseurs,
les contraceptifs, les antibiotiques, la caféine, les stéroïdes, la nicotine, les
détergents et les parfums commence également à laisser sa marque sur les
organismes marins et d'eau douce. Par exemple, les chercheurs ont documenté
les changements dans les rapports de masculinité chez certaines espèces
exposées à de faibles concentrations de ces produits chimiques.
Beaucoup de ces polluants peuvent se propager à des distances étonnamment
longues de leur source lorsqu'ils sont transportés à travers le monde selon un
processus appelé distillation globale (évaporation / condensation). Certaines des
concentrations les plus élevées de ces produits chimiques se trouvent
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effectivement dans l'Arctique, où les précipitations sont abondantes et les
polluants se condensent avec la vapeur d'eau. En ce sens, peu importe où ils sont
produits pour avoir un impact global. Alors que la concentration de ces polluants
est encore très faible dans l'eau de mer, elle peut être supérieure de plusieurs
ordres de grandeur chez les animaux marins.
La bioaccumulation se produit lorsque les polluants restent dans le tissu de
l'organisme qui les consomme. Le niveau de polluants devient plus concentré dans
chaque niveau trophique successif. Par exemple, le phytoplancton, tel que les
diatomées, absorbe le polluant de l'eau de mer. Un copépode peut consommer
plusieurs centaines de diatomées pendant toute sa vie jusqu'à ce qu'un petit
poisson consomme le copépode. Ce poisson mange plusieurs centaines de
copépodes avant qu'un gros poisson ne le consomme, et ainsi de suite aux
principaux prédateurs de l'écosystème.
En raison de cette bioaccumulation de polluants, on a constaté que certains des
principaux prédateurs de l'océan, tels que les dauphins, contenaient suffisamment
de produits chimiques toxiques dans leurs tissus pour être considérés comme des
déchets toxiques. C'est aussi la raison des avertissements au mercure sur la
consommation de plusieurs gros poissons comme le thon, l'espadon et les requins.
Les ours polaires ont certaines des charges de toxines les plus élevées mesurées
à 3 milliards de fois les niveaux trouvés dans leur environnement.
Beaucoup de ces produits chimiques sont persistants, ce qui signifie qu'une fois
qu'ils sont dans votre corps, vous ne pouvez pas vous en débarrasser et ils
s'accumulent tout au long d'une vie. Cependant, il y a une exception - les femelles
déchargent les toxines sur les jeunes en développement, et ce facteur a été relié à
l'échec de la reproduction chez plusieurs espèces marines. Parce que certaines
espèces de poisson sont maintenant broyées sous forme de farine de poisson et
nourries à la fois de poisson d'élevage et de bétail, les humains consomment ces
toxines par l'intermédiaire de leur nourriture. Les niveaux sont particulièrement
élevés chez les poissons d'élevage bovins, laitiers et carnivores.
L'utilisation effrénée de pesticides a également conduit à des problèmes de santé
dramatiques à la fois pour les humains et les organismes marins. L'utilisation
généralisée du DDT et de plusieurs autres produits chimiques toxiques a contribué
directement à la quasi-extinction des pélicans bruns et les poissons ont été jugés
dangereux pour la consommation humaine au plus fort de leur utilisation. D'autres
produits chimiques utilisés dans diverses industries, notamment les BPC, les
dioxines, les furannes et les ignifugeants, sont parmi les plus toxiques de tous les
polluants chimiques et affectent plusieurs systèmes corporels d'organismes marins
et d'humains.
Ces produits chimiques sont capables de perturber les systèmes reproducteur,
nerveux, endocrinien et immunitaire, et plusieurs sont connus pour causer le
cancer. D'autres types de polluants chimiques comprennent les métaux lourds tels
que le mercure, le plomb, le cadmium et le cuivre. Ceux-ci peuvent causer de
graves problèmes neurologiques, reproductifs et développementaux et peuvent
perturber le fonctionnement des organes allant des reins aux poumons.
5) L’huile:
L'huile est utilisée pour fabriquer de nombreux produits, y compris le plastique, les
tissus (par exemple le nylon), et de nombreux produits chimiques actuellement
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