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1) Introduction à l’écologie
2) Que signifie le terme interactions en écologie ?
3) Qu’est-ce qu’un facteur écologique ?
4) Les facteurs abiotiques conditionnent la distribution des organismes sur la
planète
5) Les organismes ont développé (3) types d'adaptations pour résister aux
conditions abiotiques défavorables
6) L’écologie requiert beaucoup de connaissances
7) L’écologie apporte les connaissances nécessaires pour cerner les problèmes
environnementaux, les comprendre et les résoudre
8) L’écologie est une science expérimentale difficile
9) L’écologie a progressé grâce à de nouvelles façons de faire
• Science qui étudie les organismes (leur distribution et
leur abondance), toutes les interactions qu’ils ont
avec leur milieu (milieu biotique et abiotique) ainsi
que les conséquences de ces interactions.
1) INTRODUCTION À L’ÉCOLOGIE
Milieu biotique (relatif aux
vivants)
Relations entre les individus de la
même espèce et entre individus
d’espèces différentes.
Milieu abiotique (relatif
au milieu physico-
chimique)
Température, eau,
lumière, vent et sol.
2) Que signifie le terme interactions en écologie ?
Influences réciproques entre les organismes entre eux et entre
les organismes et leur milieu. (4) types d’interactions.
Interaction
directe
Les gros arbres diminuent la quantité de lumière au
sol disponible pour les autres plantes.
Interaction
indirecte
Les excréments des animaux s'incorporent
graduellement au sol avec l'aide des bactéries et
contribuent ainsi à l'enrichissement du sol afin que
les plantes en profitent.
Interaction
immédiate
Un renard qui mange une grenouille.
Interaction
différée
Les faucons influencent le patrimoine génétique des
mulots et en conséquence leur évolution car, ils
restreignent le succès reproductif de certains
individus.
3) Qu’est-ce qu’un facteur écologique ?
C’est un facteur susceptible d'agir sur les organismes vivants en
les éliminant, en modifiant leur densité, en les empêchant de se
reproduire, etc.
Les facteurs écologiques sont les facteurs biotiques et les facteurs
abiotiques.
Facteurs relatifs aux vivants.
Relations entre les individus de la même
espèce (intra spécifiques) et entre
individus d’espèces différentes
(interspécifiques).
Facteurs relatifs au milieu
physico-chimique.
Température, eau, lumière,
vent et sol.
4) Les facteurs abiotiques conditionnent la distribution des
organismes sur la planète
1) Un organisme ne survit que s'il tolère les facteurs abiotiques de son
habitat
Température* — Eau* — Lumière — Vent — Sol
* Facteurs qui influencent le plus, la distribution des organismes
2) Les facteurs abiotiques varient d’une région à l'autre (dans l’espace)
et d'une saison à l'autre (dans le temps)
Hiver : Saison des
pluies
Été : saison sèche
Équateur : chaud et
humide
Pôles : froids et secs
Dynamique des populations animale (1).pptx
Plus les facteurs abiotiques sont favorables, plus les organismes sont
nombreux et variés. Et vice versa.
En allant de l'équateur vers les pôles, la biodiversité diminue car
les conditions abiotiques deviennent difficiles à supporter.
Régions
désertiques
(comme le centre
du Sahara) 
faible biodiversité.
Forêts tropicales
(abondance de
lumière, de chaleur et
d'eau)  grande
biodiversité.
Extrême nord de
l'Arctique et
extrême sud de
l'Antarctique 
faible biodiversité.
5) Les organismes ont développé (3) types d'adaptations pour résister
aux conditions abiotiques défavorables
Adaptation morphologique
Structure physique particulière
telle la présence de plumes.
Adaptation
physiologique
Processus interne
comme le
resserrement des
vaisseaux sanguins
quand il fait froid.
Adaptation comportementale
Action par l'organisme comme se
mettre à l'abri de la pluie.
Pigmentation (caméléon)
Type de vision (nocturne & diurne)
Moyens de locomotion
Taille de certains organes (les griffes & les cornes)
La formes des becs des oiseaux
La formes des pattes des oiseaux (pattes palmés pour vivre dans un milieu
aquatique)
La dentitions des mammifères
Camouflage (animal se confondre avec son ENVR)
Dynamique des populations animale (1).pptx
Dynamique des populations animale (1).pptx
Les techniques de chasse (exemple des loups)
La régulation thermique (exemple de vipère)
Hibernation et estivation ( l'ours et l’escargot)
La migration (les oiseaux)
Le tropisme ( est la réaction de croissance d’un
végétale face aux facteurs du milieu)
Écologie
Génétique
Évolution
Physiologie
Éthologie
Chimie
Géologie
Physique
Mathématiques
6) L’écologie requiert beaucoup de connaissances
7) L’écologie apporte les connaissances nécessaires pour cerner
les problèmes environnementaux, les comprendre et les résoudre
Érosion des terres par déforestation.
Appauvrissement des sols par l’agriculture et l’élevage.
Pollutions de l’eau et de l’air.
Bioaccumulation des pesticides.
Destruction de la couche d’ozone.
Déséquilibres par introduction d’espèces exotiques.
Etc.
Une espèce exotique est une espèce (animale ou végétale)
dont l’introduction par l’homme (volontaire ou fortuite) sur un
territoire menace les écosystèmes
8) L’écologie est une science expérimentale difficile
• Les écologistes étudient des êtres vivants sur de vastes
territoires complexes où il est difficile d'isoler une variable à
l'étude.
• En plus il faut souvent beaucoup de temps pour vérifier
l'effet de cette variable.
9) L’écologie a progressé grâce à de nouvelles façons de
faire
• Les modèles mathématiques assistés par ordinateur
aident à résoudre, hypothétiquement, des questions
d'ordre écologique.
• De même, les expériences en laboratoire et sur le terrain
permettent d'extrapoler les résultats à de vastes
ensembles.
Notion sur la Dynamique des Populations
Chaque organisme représente une espèce animale
Notion
d’Espèce
Chaque organisme représente une espèce végétale
Notion
d’espèce
Espèce
Interfécondité
descendance est fertile
l’unité fondamentale des
classifications
êtres vivants présentant un ensemble de caractéristiques communes
Morphologique Anatomiques Physiologiques Biochimiques Génétiques
Morphologie : forme et structure des organismes vivants
anatomie animale médecine
Anatomiques : organes et tissus
anatomie végétale botanique
Physiologiques : nutrition, reproduction, locomotion …….
Biochimiques : réactions chimiques au sein des êtres vivants
Génétiques : transmissions des caractères héréditaires (entre géniteurs et
leur descendance)
Groupe d’organismes de la même espèce
Occupant une aire de répartition pour permettre des croisements génétiques selon la loi du hasard
Population
Animale
Notion de Population
Population
végétale
Groupe d’organismes de la même espèce
Occupant une aire de répartition pour permettre des croisements génétiques selon la loi du hasard
• Population  Ensemble des membres d’une
espèce dans une aire donnée (= aire de
répartition), à un moment donné.
ECOLOGIE DES POPULATIONS
Une population est un groupe
d’individus de la même espèce
qui occupent simultanément le
même territoire, qui
consomment les mêmes
ressources et qui sont
influencés par les mêmes
facteurs écologiques.
Dynamique des populations animale (1).pptx
L’AIRE DE RÉPARTITION
Cosmopolite
Ubiquiste
L’AIRE DE RÉPARTITION
Aire de répartition
restreinte
Dynamique des Populations
Fluctuations en nombre des
populations d’animaux ou
des plantes
Nt
N
Comprendre les influences
environnementales (les facteurs
responsables) sur les effectifs des
populations
Des études sur des sujets sont incontournables
Comme par exemple
La gestion de la pêche
La gestion cynégétique
Le management des zones protégées
Le contrôles des populations d’animaux dits nuisibles
Gestion de la faune sauvage (Qui à
rapport à la chasse)
Les systèmes Population-Environnement
Les populations naturelles ne sont jamais des entités isolés :
elles s’insèrent dans un environnement avec le quel elles
sont en étroite relation et dont elles dépendent. Ainsi, pour
l’écologiste des populations, la véritable unité fonctionnelle
est le système
Population-Environnement
Les autres Populations
Les systèmes Population-Environnement
Les Populations = Unités Biologiques Fondamentales et sont
caractérisées par une série de variable d’état tel que
L’effectif (ou
la densité)
La structure spatiale
(modalités de distribution
des individus dans le milieu)
La structure
démographique
(âge, sexe et
croissance)
La structure génétique
(fréquences alléliques)
L’organisation
sociale
Les caractéristiques d’une population
L’environnement
Le cadre
climatique et
physico-chimique
où évolue la
population
Les autres populations
Représentent pour
l’espèce étudiée soit :
Des sources de nourritures.
Des ennemis ( prédateurs,
et parasite, herbivores
dans le cas des plantes).
Des compétiteurs qui
peuvent entrer en
concurrence avec elle pour
l’exploitation de la
nourriture ou l’utilisation
de l’espace.
Des espèces coopèrent
(mutualisme et symbiose).
exemple
Dynamique des populations animale (1).pptx
rapace
Facteurs
Physico-
chimiques Lézard
vipère
musaraigne
chenille blatte mouche fourmi lombric criquet
proies
compétition
prédation
En écologie, la compétition est donnée comme le fait que les
individus d’une même espèce compétition-intra spécifiques ou
d’espèces différentes compétition interspécifiques se
concurrencent pour l’accès à des ressources :
Compétition intra-spécifique et interspécifiques
Alimentaires
Territoriales
Partenariales
etc.
La compétition ou la concurrence existe lorsque
A - Les individus de la même espèce ou d’espèces
différentes, cherchent et exploitent la même
ressource présente en quantité limitée
B – Les ressources ne sont pas limitées mais que les
organismes en concurrences se nuisent (un abri, un site
de nidification « site de nidification c’est-à-dire où un
oiseau va pouvoir construire son nid »)
Compétition intra-spécifique
Lorsqu’on parle de compétition en
écologie, on parle d’un affrontement entre
les organismes d’une même espèce, dans
le but d’affirmer leur dominance et
d’établir une certaine organisation sociale
L'affrontement intra spécifique
entre deux antilopes
L'affrontement intra spécifique entre deux papillons
Compétition intra-spécifique
La compétition par
exploitation
La compétition par
interférence
1 2
Indirecte directe
La compétition par exploitation
Il s’agit de l’exploitation excessive d’une ressource
par des individus, ce qui va résulter une diminution
de la disponibilité de cette ressource pour les autres
individus de cette même espèce. Cette compétition
est donc dite indirecte car elle ne cherche pas de
contact physique ou d’interaction directe entre les
individus pour entrer en jeu. Enfin, il est
indispensable que la ressource considérée soit
limitante pour que les individus entrent en
compétition
Compétition intra spécifique
Compétition intra spécifique
La compétition par interférence
il s’agit d’une interaction directe et négative entre deux individus,
où l’un d’eux réduit la capacité de l’autre à exploiter une ressource
commune, quelque soit le niveau de cette ressource. Ces
interactions peuvent prendre différentes formes :
agressive, territoriale, allélopathie, surdéveloppement et
prolifération.
Tout effet direct ou indirect,
positif ou négatif, d’une plante
(micro-organismes inclus) sur une
autre, par le biais de composés
biochimiques libérés dans
l’environnement.
Compétition interspécifique
Sont les relations de types trophiques au sein d’un écosystème, ces relations
sont nombreuses et forment un réseau complexe.
terrestre Aquatique
Compétition interspécifique
La prédation
Le parasitisme
Le mutualisme
La symbiose
Le commensalisme
La phorésie
L’amensalisme
La compétition
Compétition interspécifique
La prédation
- Recherche active d'une proie animale ou végétale pour se nourrir.
- C’est une interaction bénéfique au prédateur (+) et mauvaise pour la proie (-)
- Le prédateur va modifier l’abondance des espèces proies, mais ne conduira pas
ses proies jusqu’à l’extinction afin d’assurer sa survie et la pérennité de ses
ressources,
(+/-)
Compétition interspécifique
Le parasite se nourrit aux dépens de son hôte (vivant) mais ne le
fait pas mourir (à priori).
Taenia saginata (un ver plat) est
un endoparasite de l'intestin de
l’homme après que celui-ci ait
mangé du bœuf parasité et mal
cuit.
Le moustique est
un ectoparasite
au même titre
que les puces,
poux, tiques et
morpions.
Les agents pathogènes qui causent
des maladies sont comparables
aux parasites sauf qu’ils sont
microscopiques et causent souvent
la mort de l’hôte.
Le parasitisme
(+/-)
Puce
Compétition interspécifique
Le parasitisme
Les champignons
parasitent les espèces
végétales au niveau des
parties végétatives ou
reproductrices
Le parasitisme des végétaux
par des végétaux, se fait
généralement au niveau des
plantes supérieures
Les champignons
parasitent les espèces
animales (ectoparasites)
Compétition interspécifique
Le mutualisme
(+/+)
Les deux organismes vont trouver des bénéfices réciproques de manière à augmenter la survie de la
communauté. Celui-ci pouvant être la protection, l’apport de nutriments, la pollinisation……
Les fourmis protègent l’arbre
(coupure des lianes, enlèvement
des spores de champignons,
élimination des insectes …)
L’acacia fournit des protéines aux
fourmis (structures oranges sur
l’image) .
Association fourmis / acacia
Association algue / cnidaire
(coraux)
L'algue fournit des
sucres par
photosynthèse.
Le cnidaire
(animal) fournit
des sous-produits
organiques du
métabolisme aux
algues.
Association algue / champignon
(lichen)
L'algue (A) fournit
des sucres par
photosynthèse.
Le champignon
(C) fournit de
l’humidité et des
éléments minéraux
aux algues.
(A)
(C)
Compétition interspécifique
Le mutualisme
(+/+)
Compétition interspécifique
La symbiose
C’est une interaction biologique dans laquelle les partenaires ne vivre l’un sans l’autre
Certains insectes (termites) xylophages sont dépourvus de cellulase, ces insectes utilisent,
pour pallier cette carence, des symbiotes, ces derniers des protozoaires flagellés et se
trouvent au niveau de la panse rectale des hôtes. Ces symbiotes sont capables d’élaborer la
cellulase pur métaboliser la cellulose. Les protozoaires symbiotes ne peuvent pas vivre
Termites Termitière
Trichonympha = protozoaire flagellé
Compétition interspécifique
Le commensalisme
Un commensal est un animal qui vit au voisinage, sur, ou dans le corps
d’un animal d’une autre espèce, sans lui causer aucun effet. Ce dernier
animal sert au commensal de support, d’abris.
Les hérons garde-bœufs se
nourrissent des insectes que
les gros animaux font sortir de
la végétation et ceux-ci n’en
souffrent pas.
Les oiseaux mangent
également les ectoparasites
qui vivent sur eux.
Commensalisme =
vivre avec, exemple
la souris vivant dans
la maison de
l’homme.
(+/+)
Mouche, Blatte, souris. Sont des commensales de l’espèce humaine
Compétition interspécifique
La phorésie
La phorésie = porter ou transporter. La relation est bénéfique pour un des partenaires
et neutre pour l’autre ; exemple, les acariens portés par des coléoptères coprophages
On donne le nom de phorésie à un
cas particulier de commensalisme
(de transport)
Compétition interspécifique
L’amensalisme
De nombreuses espèces ont un effet négatif
sur les espèces avoisinantes qui, elles sont
neutres, Exemple : la sécrétion par les racines
de Hieraciun de substances toxiques permet
à cette composée d’éliminer les annuelles
l’entourant et de former des peuplements
purs sur d’assez grandes surfaces.
Eucalyptus
Plus simplement, un arbre
faisant de l’ombre aux
jeunes pousses de sous-bois
défavorise leur croissance.
Tous ces cas se regroupent
sous le terme
d’amensalisme.
Voisin du commensalisme
et du parasitisme : une
espèce amensale est
inhibée dans sa
croissance ou dans sa
reproduction par une
espèce inhibitrice.
Compétition interspécifique
La compétition
P. caudatum
P. aurelia
Lorsque deux espèces ayant les
mêmes besoins se gênent pour
satisfaire leurs exigences.
Fluctuation des populations dans le milieu
Les variations des effectifs des
populations sont un vif sujet d’intérêt
pour les sociétés humaines : Exemple
Les stocks
des
poissons
Les moustiques
porteurs des
maladies
Le développement
de certaines
populations peut
conduire à des
situations conflit
Le retour du loup
en France et les
interactions
problématiques
avec les éleveurs
L’augmentation
des dégâts par
les sangliers
Une gestion ou
une régulation
de telles
populations doit
se baser sur des
croissances
appropriées et
sur des
estimations des
effectifs et leur
évolution.
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
1. La densité
 Nombre d’individus par unité de
surface (15 chevreuils /km2 sur une île)
ou de volume (5 daphnies /10ml d’eau).
1- la densité
(1ière caractéristique des populations)
Nombre d’individus par unité d’espace (surface, volume,…..)
Densité
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
1. La densité
- on peut calculer la densité
d’une population sur un territoire de
plusieurs facons.
Equation de la densité
La méthode des quadrats
Par la technique capture et recapture
Equation de la densité
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
D = n/A
D = densité de la population (nombre d’individus par unité d’aire)
n = nombre d’individus de la population (individus)
A = aire du lieu occupé par la population (unités variables)
Exemple, si on compte 200 ours sur une forêt de 170 Km2, quelle
est la densité de cette population?
D = n/A = 200 ours / 170 km2 = 1,18 ours / km2
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
La méthode des quadrats
Par comptage direct des
organismes dans des parcelles :
Pour estimer la taille d’une
population de chênes blancs dans
la totalité d’une zone, on peut
compter le nombre d’arbres qui se
trouvent dans plusieurs
échantillons de 10 m x 100 m,
choisis au hasard puis extrapoler
les résultats à l’ensemble du
territoire.
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
Autre exemple : voici comment on peut procéder pour faire le dénombrement des individus dans
une population et ensuite en calcule la densité.
Pour un territoire de 100 km2, on peut choisir de faire l’échantillonnage sur seulement 50 Km2,
réparti en cinq échantillons (parcelles) de 10 Km2 chacun.
Pour trouver le nombre d’individus, il suffit de compter le nombre d’individus observés dans
chacune des cinq parcelles. Dans notre exemple, disons que nous avons observé les nombres
suivants : 14, 5, 20, 16, 11. on les additionnant, on trouve qu’il ya 66 individus pour les 50 Km2. En
utilisant la formule de la densité, la densité de cette population et de 1,32 individus / Km2.
Recensement
aérien de Buffles
africains
les ≠ types de quadrats
La méthode des quadrats (suite)
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
Par la technique capture et recapture
Cette technique suppose que tous les individus
ont la même chance d’être capturés et que, par
conséquent, le nombre d’individus capturés est un
indicateur de la population totale.
1. Mise en place de pièges.
2. Capture des animaux, marquage et libération des animaux.
3. Attente de quelques jours ou semaines pour que les animaux se
mélangent avec les autres.
4. Remise en place de pièges.
5. Recapture.
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
Par la technique capture et recapture
Population
totale N
Nombre d’animaux capturés
et marqués la première fois
Nombre total d’animaux
capturés la seconde fois
Nombre d’animaux capturés la
seconde fois et qui étaient marqués
=
*
1ère capture : 345 insectes marqués et relâchés
2ème capture : 320 insectes dont 64 marqués
=
M
* C
Cm
Population
totale N =
345 X 320
64
= 1725 individus
Dynamique des populations animale (1).pptx
La densité d'une population n’est
pas une propriété statique mais
plutôt le résultat dynamique d’une
interaction entre les ajouts
d’individus (natalité et immigration)
et leur retrait (mortalité et
émigration). Ainsi, la taille
numérique d’une population varie
dans le temps.
Cette taille peut se
maintenir (naissances =
mortalité), augmenter
(plus de naissances) ou
diminuer (plus de
mortalité).
L’étude de la variation de taille d’une population fait l’objet de
la dynamique des
populations.
La densité d’une population dépend du
bilan entre l’ajout et le retrait d’individus
• Ajouts  natalité, immigration
• Retraits  mortalité, émigration
http://hebergement.ac-poitiers.fr/l-vv-niort/soft2003-3/Fran%E7ais/image/manchots.jpg
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
2- la répartition spatiale des individus
(2ème caractéristique des populations)
2. La répartition spatiale
- sur une surface données, les
individus peuvent être répartis selon
trois mode de dispersion.
Répartition uniforme = répartition égale sur le territoire
Répartition au hasard = aléatoire
Répartition contagieuse = en agrégats
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
la répartition spatiale des individus ou
Dispersion spatiale des individus
DISPERSION UNIFORME : très rare dans la nature
mais fréquente dans les milieux artificiels (plantation)
Répartition égale sur le territoire
À cause de la concurrence pour l’eau
et les sels minéraux (végétaux), le
territoire ou une autre ressource
(animaux).
Des manchots se disputent
chacun un petit emplacement.
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
DISPERSION ALÉATOIRE : chez les espèces qui n’ont aucune tendance à l’agrégation, exemple
plantes supérieures pour lesquelles la distribution des semences est assurée par le vent.
Répartition au hasard sur le territoire
À cause de l’absence d'attirance ou de
répulsion entre les organismes. Mode de
distribution plutôt rare.
Les arbres sont souvent
distribués de façon
aléatoire dans les forêts.
Les graines de pissenlit
se posent au hasard
avant de germer.
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
DISPERSION EN AGRÉGATS
Les individus forment des groupes. Mode le plus courant.
À cause des ressources concentrées
dans des parcelles (végétaux)
À cause du comportement
sexuel et social (animaux)
À cause d’un facteur
écologique comme l’humidité
(animaux)
On peut étudier la distribution d’une
population grâce à la variance tel que
La variance =
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
∑ (X –X )²
N
N = nombre total de prélèvement effectués sur des
surfaces égales
X = moyenne de l’ensemble de prélèvements
X = nombre d’individus de chaque prélèvement
La répartition est uniforme si la variance < à la moyenne
La répartition est au hasard si la variance = à la moyenne
La répartition est contagieuse si la variance > à la moyenne
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
3- Croissance de la population
(3ème caractéristique des populations)
La croissance d’une population est due à deux facteurs opposés, la
natalité et la mortalité : on peut négliger l’émigration et
l’immigration si l’on suppose que la population étudiée est fermée
c’est-à-dire sans échanges avec les populations voisines. Les
démographes proposent :
Deux façons
le modèle exponentiel
le modèle logistique
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
3- Croissance de la population
(3ème caractéristique des populations)
le modèle exponentiel : c’est la capacité d’une espèce à se
multiplier en l’absence de toute contrainte
le modèle logistique : la croissance de l’espèce cesse à
cause de la résistance du milieu (il y a des facteurs militants)
CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
3- Croissance de la population
(3ème caractéristique des populations)
Temps
Taille
de
la
population
(N)
Croissance
logistique
Croissance
exponentielle
La
résistance
du milieu
limite le
potentiel
biotique !
Démonstration de l’équation décrivant le modèle exponentiel
• Soit une population hypothétique vivant dans un milieu idéal.
• La taille de la population augmente chaque fois qu’un organisme
naît et diminue chaque fois qu’un organisme meurt.
Variation de la taille
de la population
(pendant la période
étudiée)
Nombre absolu de naissances
pendant la période
=
Nombre absolu de morts
pendant la période
-
∆ N = F (Naissance) - M (mortalité)
∆ t Nombre de naissances Nombre de morts
Noté
pour
un très
court
instant
dN = f (taux de natalité) * N - m (taux de mortalité) * N
dt
= (f - m ) N
= r max N
r max = taux intrinsèque d'accroissement
maximum de la population.
Le taux de natalité est le rapport entre le
nombre annuel de naissances et la
population totale moyenne sur cette
année.
N = nombre d’individus dans la
population
Le modèles d’accroissement démographique exponentiel (Malthus)
1. Décrit l'accroissement d'une population
vivant dans un milieu idéal (milieu
possédant toutes les ressources
nécessaires : nourriture, habitat en
quantité).
2. Si rien ne freine la croissance d'une
population (le milieu est idéal), celle-ci
s'accroît de plus en plus vite : plus les
individus sont nombreux, plus ils
produisent de rejetons et plus il y a de
rejetons, plus ils se reproduisent
faisant augmenter la population encore
plus.
3. Produit une courbe en J (courbe
exponentielle) : courbe qui débute un
peu lentement car la population est
peu nombreuse au début mais qui
devient rapidement après.
4. Modèle qui reflète le potentiel biotique
de la population ; les membres se
reproduisent « à pleine capacité » .
Équation exprimant le modèle exponentiel
Variation de
la taille de la
population
pendant une
période très
courte
Taux maximal
d’accroissement
pour l’espèce = taux
intrinsèque
d’accroissement =
potentiel biotique
Nombre
d’individus
dans la
population
au début de
la période
d N
d t
r maximum N
=
Taille
de
la
population
(N)
Temps (t)
L’accroissement est de
plus en plus rapide car
il dépend autant de r
que de N.
L’accroissement est plus
lent au départ car la
population est petite.
Problème no 1
• Soit une population
hypothétique composée de
1000 individus vivant dans un
milieu idéal.
• Il y a 34 naissances et 16
morts par année.
• Quel est son taux
d’accroissement intrinsèque ?
Problème no 2
• Soit une population hypothétique
composée de 1500 individus.
• Son taux de natalité est de 0,37
et son taux de mortalité est de
0,25.
• Combien y aura-t-il de
naissances et de morts durant
l’année ?
r max = (f - m)
= 34/ 1000 - 16/ 1000
= 18 / 1000
= 0,018
F (naissances) = f N
= 0,37 * 1500
= 555 naissances
M (morts) = m N
= 0,25 * 1500
= 375 morts
La croissance exponentielle ne se
produit pas habituellement dans la
nature ni au laboratoire
1. Aucune population ne peut croître
indéfiniment parce que l'environnement
(abiotique et biotique) limite son
potentiel biotique en provoquant une
diminution des taux de natalité et une
augmentation des taux de mortalité.
2. Les conditions environnementales qui
limitent le potentiel biotique d'une
population sont regroupées sous le
terme de résistance du milieu
(nourriture, température, refuges,
relations avec les autres espèces,
relations à l'intérieur de l'espèce,
maladies, parasites …)
3. Le nombre maximal d'individus d'une
population stable qui peut vivre dans
un milieu au cours d'une période
relativement longue est la capacité
limite du milieu.
La croissance exponentielle peut se
produire durant certaines périodes et
dans certaines conditions
1. Des espèces exotiques s'introduisent
dans un nouveau milieu où les
prédateurs et les compétiteurs sont
absents. L'étourneau sansonnet et le
moineau domestique ont subi, une
fois introduits en Amérique du Nord,
des explosions de populations.
2. Une espèce pionnière — comme le
pissenlit (espèce ayant de grandes
capacités de reproduction et de
dispersion) s'introduit dans un champ
abandonné.
3. Des bactéries envahissent le tube
digestif d'un nouveau-né.
4. Des champignons envahissent un
cadavre animal ou végétal.
Le modèles d’accroissement démographique logistique (Pierre-François Verhulst)
1. Décrit l'accroissement d'une population
vivant dans un milieu réel (milieu possédant
une quantité limitée de ressources et qui
peut ne supporter qu’un certain nombre
d’individus (capacité limite du milieu ou K).
2. Une population (dans son milieu réel)
s'accroît de moins en moins vite au fur et à
mesure qu'elle s'approche de la capacité
limite (k) pour finir par se stabiliser autour
de celle-ci.
3. Produit une courbe en S (courbe sigmoïde)
: courbe qui débute un peu lentement car la
population est peu nombreuse au début, qui
s'accélère ensuite (petite période
exponentielle) mais qui ralentit ensuite puis
se stabilise à cause de la résistance du
milieu qui devient de plus en plus grande au
fur et à mesure que la taille augmente.
4. Modèle qui reflète la capacité du milieu à
freiner la croissance d’une population.
Équation exprimant le modèle logistique
Variation
de taille
de la
popula-
tion
Taux intrin-
sèque
d’accrois-
sement
maximum
•Facteur de réduction
de r maximum
•Pourcentage de la
population maximale
qui peut encore
s’ajouter.
Taille de
la
popula-
tion au
début de
la pério-
de
d N
d t
r max K - N
K
N
=
Taille
de
la
population
(N) Temps (t)
CAPACITÉ(STOK) LIMITE (k)
La
croissance
ralentit.
La croissance cesse.
Une petite période de
croissance
exponentielle.
L’accroissement est plus
lent au départ car la
population est petite.
Accroissement démographique logistique d’une population où r maximum =
0,05 par individu et par année et où K = 1000 individus
Taille de
la popu-
lation
N
Taux
intrinsèque
d’accrois-
sement
maximum
r max
Facteur qui diminue
r max
K - N
K
Taux d’accrois-
sement
«corrigé»
r max K - N
K
Taux d’accroissement
démographique
(variation de taille de la
population durant la
période)
∆N = r max K - N N
K
20
100
250
500
750
1000
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,98 (1000- 20/ 1000)
0,90
0,75
0,50
0,25
0,00
0,049 (0,05 * 0,98)
0,045
0,038
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  • 1. 1) Introduction à l’écologie 2) Que signifie le terme interactions en écologie ? 3) Qu’est-ce qu’un facteur écologique ? 4) Les facteurs abiotiques conditionnent la distribution des organismes sur la planète 5) Les organismes ont développé (3) types d'adaptations pour résister aux conditions abiotiques défavorables 6) L’écologie requiert beaucoup de connaissances 7) L’écologie apporte les connaissances nécessaires pour cerner les problèmes environnementaux, les comprendre et les résoudre 8) L’écologie est une science expérimentale difficile 9) L’écologie a progressé grâce à de nouvelles façons de faire
  • 2. • Science qui étudie les organismes (leur distribution et leur abondance), toutes les interactions qu’ils ont avec leur milieu (milieu biotique et abiotique) ainsi que les conséquences de ces interactions. 1) INTRODUCTION À L’ÉCOLOGIE Milieu biotique (relatif aux vivants) Relations entre les individus de la même espèce et entre individus d’espèces différentes. Milieu abiotique (relatif au milieu physico- chimique) Température, eau, lumière, vent et sol.
  • 3. 2) Que signifie le terme interactions en écologie ? Influences réciproques entre les organismes entre eux et entre les organismes et leur milieu. (4) types d’interactions. Interaction directe Les gros arbres diminuent la quantité de lumière au sol disponible pour les autres plantes. Interaction indirecte Les excréments des animaux s'incorporent graduellement au sol avec l'aide des bactéries et contribuent ainsi à l'enrichissement du sol afin que les plantes en profitent. Interaction immédiate Un renard qui mange une grenouille. Interaction différée Les faucons influencent le patrimoine génétique des mulots et en conséquence leur évolution car, ils restreignent le succès reproductif de certains individus.
  • 4. 3) Qu’est-ce qu’un facteur écologique ? C’est un facteur susceptible d'agir sur les organismes vivants en les éliminant, en modifiant leur densité, en les empêchant de se reproduire, etc. Les facteurs écologiques sont les facteurs biotiques et les facteurs abiotiques. Facteurs relatifs aux vivants. Relations entre les individus de la même espèce (intra spécifiques) et entre individus d’espèces différentes (interspécifiques). Facteurs relatifs au milieu physico-chimique. Température, eau, lumière, vent et sol.
  • 5. 4) Les facteurs abiotiques conditionnent la distribution des organismes sur la planète 1) Un organisme ne survit que s'il tolère les facteurs abiotiques de son habitat Température* — Eau* — Lumière — Vent — Sol * Facteurs qui influencent le plus, la distribution des organismes 2) Les facteurs abiotiques varient d’une région à l'autre (dans l’espace) et d'une saison à l'autre (dans le temps) Hiver : Saison des pluies Été : saison sèche Équateur : chaud et humide Pôles : froids et secs
  • 7. Plus les facteurs abiotiques sont favorables, plus les organismes sont nombreux et variés. Et vice versa. En allant de l'équateur vers les pôles, la biodiversité diminue car les conditions abiotiques deviennent difficiles à supporter. Régions désertiques (comme le centre du Sahara)  faible biodiversité. Forêts tropicales (abondance de lumière, de chaleur et d'eau)  grande biodiversité. Extrême nord de l'Arctique et extrême sud de l'Antarctique  faible biodiversité.
  • 8. 5) Les organismes ont développé (3) types d'adaptations pour résister aux conditions abiotiques défavorables Adaptation morphologique Structure physique particulière telle la présence de plumes. Adaptation physiologique Processus interne comme le resserrement des vaisseaux sanguins quand il fait froid. Adaptation comportementale Action par l'organisme comme se mettre à l'abri de la pluie.
  • 9. Pigmentation (caméléon) Type de vision (nocturne & diurne) Moyens de locomotion Taille de certains organes (les griffes & les cornes) La formes des becs des oiseaux La formes des pattes des oiseaux (pattes palmés pour vivre dans un milieu aquatique) La dentitions des mammifères Camouflage (animal se confondre avec son ENVR)
  • 12. Les techniques de chasse (exemple des loups) La régulation thermique (exemple de vipère) Hibernation et estivation ( l'ours et l’escargot) La migration (les oiseaux) Le tropisme ( est la réaction de croissance d’un végétale face aux facteurs du milieu)
  • 14. 7) L’écologie apporte les connaissances nécessaires pour cerner les problèmes environnementaux, les comprendre et les résoudre Érosion des terres par déforestation. Appauvrissement des sols par l’agriculture et l’élevage. Pollutions de l’eau et de l’air. Bioaccumulation des pesticides. Destruction de la couche d’ozone. Déséquilibres par introduction d’espèces exotiques. Etc. Une espèce exotique est une espèce (animale ou végétale) dont l’introduction par l’homme (volontaire ou fortuite) sur un territoire menace les écosystèmes
  • 15. 8) L’écologie est une science expérimentale difficile • Les écologistes étudient des êtres vivants sur de vastes territoires complexes où il est difficile d'isoler une variable à l'étude. • En plus il faut souvent beaucoup de temps pour vérifier l'effet de cette variable. 9) L’écologie a progressé grâce à de nouvelles façons de faire • Les modèles mathématiques assistés par ordinateur aident à résoudre, hypothétiquement, des questions d'ordre écologique. • De même, les expériences en laboratoire et sur le terrain permettent d'extrapoler les résultats à de vastes ensembles.
  • 16. Notion sur la Dynamique des Populations
  • 17. Chaque organisme représente une espèce animale Notion d’Espèce
  • 18. Chaque organisme représente une espèce végétale Notion d’espèce
  • 19. Espèce Interfécondité descendance est fertile l’unité fondamentale des classifications êtres vivants présentant un ensemble de caractéristiques communes Morphologique Anatomiques Physiologiques Biochimiques Génétiques
  • 20. Morphologie : forme et structure des organismes vivants anatomie animale médecine Anatomiques : organes et tissus anatomie végétale botanique Physiologiques : nutrition, reproduction, locomotion ……. Biochimiques : réactions chimiques au sein des êtres vivants Génétiques : transmissions des caractères héréditaires (entre géniteurs et leur descendance)
  • 21. Groupe d’organismes de la même espèce Occupant une aire de répartition pour permettre des croisements génétiques selon la loi du hasard Population Animale Notion de Population
  • 22. Population végétale Groupe d’organismes de la même espèce Occupant une aire de répartition pour permettre des croisements génétiques selon la loi du hasard
  • 23. • Population  Ensemble des membres d’une espèce dans une aire donnée (= aire de répartition), à un moment donné. ECOLOGIE DES POPULATIONS Une population est un groupe d’individus de la même espèce qui occupent simultanément le même territoire, qui consomment les mêmes ressources et qui sont influencés par les mêmes facteurs écologiques.
  • 26. L’AIRE DE RÉPARTITION Aire de répartition restreinte
  • 27. Dynamique des Populations Fluctuations en nombre des populations d’animaux ou des plantes Nt N Comprendre les influences environnementales (les facteurs responsables) sur les effectifs des populations Des études sur des sujets sont incontournables Comme par exemple La gestion de la pêche La gestion cynégétique Le management des zones protégées Le contrôles des populations d’animaux dits nuisibles Gestion de la faune sauvage (Qui à rapport à la chasse)
  • 28. Les systèmes Population-Environnement Les populations naturelles ne sont jamais des entités isolés : elles s’insèrent dans un environnement avec le quel elles sont en étroite relation et dont elles dépendent. Ainsi, pour l’écologiste des populations, la véritable unité fonctionnelle est le système Population-Environnement Les autres Populations
  • 29. Les systèmes Population-Environnement Les Populations = Unités Biologiques Fondamentales et sont caractérisées par une série de variable d’état tel que L’effectif (ou la densité) La structure spatiale (modalités de distribution des individus dans le milieu) La structure démographique (âge, sexe et croissance) La structure génétique (fréquences alléliques) L’organisation sociale Les caractéristiques d’une population
  • 30. L’environnement Le cadre climatique et physico-chimique où évolue la population Les autres populations Représentent pour l’espèce étudiée soit : Des sources de nourritures. Des ennemis ( prédateurs, et parasite, herbivores dans le cas des plantes). Des compétiteurs qui peuvent entrer en concurrence avec elle pour l’exploitation de la nourriture ou l’utilisation de l’espace. Des espèces coopèrent (mutualisme et symbiose). exemple
  • 32. rapace Facteurs Physico- chimiques Lézard vipère musaraigne chenille blatte mouche fourmi lombric criquet proies compétition prédation
  • 33. En écologie, la compétition est donnée comme le fait que les individus d’une même espèce compétition-intra spécifiques ou d’espèces différentes compétition interspécifiques se concurrencent pour l’accès à des ressources : Compétition intra-spécifique et interspécifiques Alimentaires Territoriales Partenariales etc.
  • 34. La compétition ou la concurrence existe lorsque A - Les individus de la même espèce ou d’espèces différentes, cherchent et exploitent la même ressource présente en quantité limitée B – Les ressources ne sont pas limitées mais que les organismes en concurrences se nuisent (un abri, un site de nidification « site de nidification c’est-à-dire où un oiseau va pouvoir construire son nid »)
  • 35. Compétition intra-spécifique Lorsqu’on parle de compétition en écologie, on parle d’un affrontement entre les organismes d’une même espèce, dans le but d’affirmer leur dominance et d’établir une certaine organisation sociale L'affrontement intra spécifique entre deux antilopes L'affrontement intra spécifique entre deux papillons
  • 36. Compétition intra-spécifique La compétition par exploitation La compétition par interférence 1 2 Indirecte directe
  • 37. La compétition par exploitation Il s’agit de l’exploitation excessive d’une ressource par des individus, ce qui va résulter une diminution de la disponibilité de cette ressource pour les autres individus de cette même espèce. Cette compétition est donc dite indirecte car elle ne cherche pas de contact physique ou d’interaction directe entre les individus pour entrer en jeu. Enfin, il est indispensable que la ressource considérée soit limitante pour que les individus entrent en compétition Compétition intra spécifique
  • 38. Compétition intra spécifique La compétition par interférence il s’agit d’une interaction directe et négative entre deux individus, où l’un d’eux réduit la capacité de l’autre à exploiter une ressource commune, quelque soit le niveau de cette ressource. Ces interactions peuvent prendre différentes formes : agressive, territoriale, allélopathie, surdéveloppement et prolifération. Tout effet direct ou indirect, positif ou négatif, d’une plante (micro-organismes inclus) sur une autre, par le biais de composés biochimiques libérés dans l’environnement.
  • 39. Compétition interspécifique Sont les relations de types trophiques au sein d’un écosystème, ces relations sont nombreuses et forment un réseau complexe. terrestre Aquatique
  • 40. Compétition interspécifique La prédation Le parasitisme Le mutualisme La symbiose Le commensalisme La phorésie L’amensalisme La compétition
  • 41. Compétition interspécifique La prédation - Recherche active d'une proie animale ou végétale pour se nourrir. - C’est une interaction bénéfique au prédateur (+) et mauvaise pour la proie (-) - Le prédateur va modifier l’abondance des espèces proies, mais ne conduira pas ses proies jusqu’à l’extinction afin d’assurer sa survie et la pérennité de ses ressources, (+/-)
  • 42. Compétition interspécifique Le parasite se nourrit aux dépens de son hôte (vivant) mais ne le fait pas mourir (à priori). Taenia saginata (un ver plat) est un endoparasite de l'intestin de l’homme après que celui-ci ait mangé du bœuf parasité et mal cuit. Le moustique est un ectoparasite au même titre que les puces, poux, tiques et morpions. Les agents pathogènes qui causent des maladies sont comparables aux parasites sauf qu’ils sont microscopiques et causent souvent la mort de l’hôte. Le parasitisme (+/-)
  • 43. Puce
  • 44. Compétition interspécifique Le parasitisme Les champignons parasitent les espèces végétales au niveau des parties végétatives ou reproductrices Le parasitisme des végétaux par des végétaux, se fait généralement au niveau des plantes supérieures Les champignons parasitent les espèces animales (ectoparasites)
  • 45. Compétition interspécifique Le mutualisme (+/+) Les deux organismes vont trouver des bénéfices réciproques de manière à augmenter la survie de la communauté. Celui-ci pouvant être la protection, l’apport de nutriments, la pollinisation…… Les fourmis protègent l’arbre (coupure des lianes, enlèvement des spores de champignons, élimination des insectes …) L’acacia fournit des protéines aux fourmis (structures oranges sur l’image) . Association fourmis / acacia
  • 46. Association algue / cnidaire (coraux) L'algue fournit des sucres par photosynthèse. Le cnidaire (animal) fournit des sous-produits organiques du métabolisme aux algues. Association algue / champignon (lichen) L'algue (A) fournit des sucres par photosynthèse. Le champignon (C) fournit de l’humidité et des éléments minéraux aux algues. (A) (C) Compétition interspécifique Le mutualisme (+/+)
  • 47. Compétition interspécifique La symbiose C’est une interaction biologique dans laquelle les partenaires ne vivre l’un sans l’autre Certains insectes (termites) xylophages sont dépourvus de cellulase, ces insectes utilisent, pour pallier cette carence, des symbiotes, ces derniers des protozoaires flagellés et se trouvent au niveau de la panse rectale des hôtes. Ces symbiotes sont capables d’élaborer la cellulase pur métaboliser la cellulose. Les protozoaires symbiotes ne peuvent pas vivre Termites Termitière Trichonympha = protozoaire flagellé
  • 48. Compétition interspécifique Le commensalisme Un commensal est un animal qui vit au voisinage, sur, ou dans le corps d’un animal d’une autre espèce, sans lui causer aucun effet. Ce dernier animal sert au commensal de support, d’abris. Les hérons garde-bœufs se nourrissent des insectes que les gros animaux font sortir de la végétation et ceux-ci n’en souffrent pas. Les oiseaux mangent également les ectoparasites qui vivent sur eux. Commensalisme = vivre avec, exemple la souris vivant dans la maison de l’homme. (+/+) Mouche, Blatte, souris. Sont des commensales de l’espèce humaine
  • 49. Compétition interspécifique La phorésie La phorésie = porter ou transporter. La relation est bénéfique pour un des partenaires et neutre pour l’autre ; exemple, les acariens portés par des coléoptères coprophages On donne le nom de phorésie à un cas particulier de commensalisme (de transport)
  • 50. Compétition interspécifique L’amensalisme De nombreuses espèces ont un effet négatif sur les espèces avoisinantes qui, elles sont neutres, Exemple : la sécrétion par les racines de Hieraciun de substances toxiques permet à cette composée d’éliminer les annuelles l’entourant et de former des peuplements purs sur d’assez grandes surfaces. Eucalyptus Plus simplement, un arbre faisant de l’ombre aux jeunes pousses de sous-bois défavorise leur croissance. Tous ces cas se regroupent sous le terme d’amensalisme. Voisin du commensalisme et du parasitisme : une espèce amensale est inhibée dans sa croissance ou dans sa reproduction par une espèce inhibitrice.
  • 51. Compétition interspécifique La compétition P. caudatum P. aurelia Lorsque deux espèces ayant les mêmes besoins se gênent pour satisfaire leurs exigences.
  • 52. Fluctuation des populations dans le milieu Les variations des effectifs des populations sont un vif sujet d’intérêt pour les sociétés humaines : Exemple Les stocks des poissons Les moustiques porteurs des maladies Le développement de certaines populations peut conduire à des situations conflit Le retour du loup en France et les interactions problématiques avec les éleveurs L’augmentation des dégâts par les sangliers Une gestion ou une régulation de telles populations doit se baser sur des croissances appropriées et sur des estimations des effectifs et leur évolution.
  • 53. CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION 1. La densité  Nombre d’individus par unité de surface (15 chevreuils /km2 sur une île) ou de volume (5 daphnies /10ml d’eau). 1- la densité (1ière caractéristique des populations)
  • 54. Nombre d’individus par unité d’espace (surface, volume,…..) Densité
  • 55. CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION 1. La densité - on peut calculer la densité d’une population sur un territoire de plusieurs facons. Equation de la densité La méthode des quadrats Par la technique capture et recapture
  • 56. Equation de la densité CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION D = n/A D = densité de la population (nombre d’individus par unité d’aire) n = nombre d’individus de la population (individus) A = aire du lieu occupé par la population (unités variables) Exemple, si on compte 200 ours sur une forêt de 170 Km2, quelle est la densité de cette population? D = n/A = 200 ours / 170 km2 = 1,18 ours / km2
  • 57. CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION La méthode des quadrats Par comptage direct des organismes dans des parcelles : Pour estimer la taille d’une population de chênes blancs dans la totalité d’une zone, on peut compter le nombre d’arbres qui se trouvent dans plusieurs échantillons de 10 m x 100 m, choisis au hasard puis extrapoler les résultats à l’ensemble du territoire.
  • 58. CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION Autre exemple : voici comment on peut procéder pour faire le dénombrement des individus dans une population et ensuite en calcule la densité. Pour un territoire de 100 km2, on peut choisir de faire l’échantillonnage sur seulement 50 Km2, réparti en cinq échantillons (parcelles) de 10 Km2 chacun. Pour trouver le nombre d’individus, il suffit de compter le nombre d’individus observés dans chacune des cinq parcelles. Dans notre exemple, disons que nous avons observé les nombres suivants : 14, 5, 20, 16, 11. on les additionnant, on trouve qu’il ya 66 individus pour les 50 Km2. En utilisant la formule de la densité, la densité de cette population et de 1,32 individus / Km2. Recensement aérien de Buffles africains les ≠ types de quadrats La méthode des quadrats (suite) CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
  • 59. CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION Par la technique capture et recapture Cette technique suppose que tous les individus ont la même chance d’être capturés et que, par conséquent, le nombre d’individus capturés est un indicateur de la population totale. 1. Mise en place de pièges. 2. Capture des animaux, marquage et libération des animaux. 3. Attente de quelques jours ou semaines pour que les animaux se mélangent avec les autres. 4. Remise en place de pièges. 5. Recapture.
  • 60. CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION Par la technique capture et recapture Population totale N Nombre d’animaux capturés et marqués la première fois Nombre total d’animaux capturés la seconde fois Nombre d’animaux capturés la seconde fois et qui étaient marqués = * 1ère capture : 345 insectes marqués et relâchés 2ème capture : 320 insectes dont 64 marqués = M * C Cm Population totale N = 345 X 320 64 = 1725 individus
  • 62. La densité d'une population n’est pas une propriété statique mais plutôt le résultat dynamique d’une interaction entre les ajouts d’individus (natalité et immigration) et leur retrait (mortalité et émigration). Ainsi, la taille numérique d’une population varie dans le temps. Cette taille peut se maintenir (naissances = mortalité), augmenter (plus de naissances) ou diminuer (plus de mortalité). L’étude de la variation de taille d’une population fait l’objet de la dynamique des populations.
  • 63. La densité d’une population dépend du bilan entre l’ajout et le retrait d’individus • Ajouts  natalité, immigration • Retraits  mortalité, émigration http://hebergement.ac-poitiers.fr/l-vv-niort/soft2003-3/Fran%E7ais/image/manchots.jpg CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION
  • 64. CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION 2- la répartition spatiale des individus (2ème caractéristique des populations) 2. La répartition spatiale - sur une surface données, les individus peuvent être répartis selon trois mode de dispersion. Répartition uniforme = répartition égale sur le territoire Répartition au hasard = aléatoire Répartition contagieuse = en agrégats
  • 65. CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION la répartition spatiale des individus ou Dispersion spatiale des individus DISPERSION UNIFORME : très rare dans la nature mais fréquente dans les milieux artificiels (plantation) Répartition égale sur le territoire À cause de la concurrence pour l’eau et les sels minéraux (végétaux), le territoire ou une autre ressource (animaux). Des manchots se disputent chacun un petit emplacement.
  • 66. CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION DISPERSION ALÉATOIRE : chez les espèces qui n’ont aucune tendance à l’agrégation, exemple plantes supérieures pour lesquelles la distribution des semences est assurée par le vent. Répartition au hasard sur le territoire À cause de l’absence d'attirance ou de répulsion entre les organismes. Mode de distribution plutôt rare. Les arbres sont souvent distribués de façon aléatoire dans les forêts. Les graines de pissenlit se posent au hasard avant de germer.
  • 67. CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION DISPERSION EN AGRÉGATS Les individus forment des groupes. Mode le plus courant. À cause des ressources concentrées dans des parcelles (végétaux) À cause du comportement sexuel et social (animaux) À cause d’un facteur écologique comme l’humidité (animaux)
  • 68. On peut étudier la distribution d’une population grâce à la variance tel que La variance = CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION ∑ (X –X )² N N = nombre total de prélèvement effectués sur des surfaces égales X = moyenne de l’ensemble de prélèvements X = nombre d’individus de chaque prélèvement
  • 69. La répartition est uniforme si la variance < à la moyenne La répartition est au hasard si la variance = à la moyenne La répartition est contagieuse si la variance > à la moyenne
  • 70. CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION 3- Croissance de la population (3ème caractéristique des populations) La croissance d’une population est due à deux facteurs opposés, la natalité et la mortalité : on peut négliger l’émigration et l’immigration si l’on suppose que la population étudiée est fermée c’est-à-dire sans échanges avec les populations voisines. Les démographes proposent : Deux façons le modèle exponentiel le modèle logistique
  • 71. CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION 3- Croissance de la population (3ème caractéristique des populations) le modèle exponentiel : c’est la capacité d’une espèce à se multiplier en l’absence de toute contrainte le modèle logistique : la croissance de l’espèce cesse à cause de la résistance du milieu (il y a des facteurs militants)
  • 72. CARACTÉRISTIQUES D’UNE POPULATION 3- Croissance de la population (3ème caractéristique des populations) Temps Taille de la population (N) Croissance logistique Croissance exponentielle La résistance du milieu limite le potentiel biotique !
  • 73. Démonstration de l’équation décrivant le modèle exponentiel • Soit une population hypothétique vivant dans un milieu idéal. • La taille de la population augmente chaque fois qu’un organisme naît et diminue chaque fois qu’un organisme meurt. Variation de la taille de la population (pendant la période étudiée) Nombre absolu de naissances pendant la période = Nombre absolu de morts pendant la période - ∆ N = F (Naissance) - M (mortalité) ∆ t Nombre de naissances Nombre de morts Noté pour un très court instant dN = f (taux de natalité) * N - m (taux de mortalité) * N dt = (f - m ) N = r max N r max = taux intrinsèque d'accroissement maximum de la population. Le taux de natalité est le rapport entre le nombre annuel de naissances et la population totale moyenne sur cette année. N = nombre d’individus dans la population
  • 74. Le modèles d’accroissement démographique exponentiel (Malthus) 1. Décrit l'accroissement d'une population vivant dans un milieu idéal (milieu possédant toutes les ressources nécessaires : nourriture, habitat en quantité). 2. Si rien ne freine la croissance d'une population (le milieu est idéal), celle-ci s'accroît de plus en plus vite : plus les individus sont nombreux, plus ils produisent de rejetons et plus il y a de rejetons, plus ils se reproduisent faisant augmenter la population encore plus. 3. Produit une courbe en J (courbe exponentielle) : courbe qui débute un peu lentement car la population est peu nombreuse au début mais qui devient rapidement après. 4. Modèle qui reflète le potentiel biotique de la population ; les membres se reproduisent « à pleine capacité » . Équation exprimant le modèle exponentiel Variation de la taille de la population pendant une période très courte Taux maximal d’accroissement pour l’espèce = taux intrinsèque d’accroissement = potentiel biotique Nombre d’individus dans la population au début de la période d N d t r maximum N = Taille de la population (N) Temps (t) L’accroissement est de plus en plus rapide car il dépend autant de r que de N. L’accroissement est plus lent au départ car la population est petite.
  • 75. Problème no 1 • Soit une population hypothétique composée de 1000 individus vivant dans un milieu idéal. • Il y a 34 naissances et 16 morts par année. • Quel est son taux d’accroissement intrinsèque ? Problème no 2 • Soit une population hypothétique composée de 1500 individus. • Son taux de natalité est de 0,37 et son taux de mortalité est de 0,25. • Combien y aura-t-il de naissances et de morts durant l’année ?
  • 76. r max = (f - m) = 34/ 1000 - 16/ 1000 = 18 / 1000 = 0,018
  • 77. F (naissances) = f N = 0,37 * 1500 = 555 naissances M (morts) = m N = 0,25 * 1500 = 375 morts
  • 78. La croissance exponentielle ne se produit pas habituellement dans la nature ni au laboratoire 1. Aucune population ne peut croître indéfiniment parce que l'environnement (abiotique et biotique) limite son potentiel biotique en provoquant une diminution des taux de natalité et une augmentation des taux de mortalité. 2. Les conditions environnementales qui limitent le potentiel biotique d'une population sont regroupées sous le terme de résistance du milieu (nourriture, température, refuges, relations avec les autres espèces, relations à l'intérieur de l'espèce, maladies, parasites …) 3. Le nombre maximal d'individus d'une population stable qui peut vivre dans un milieu au cours d'une période relativement longue est la capacité limite du milieu. La croissance exponentielle peut se produire durant certaines périodes et dans certaines conditions 1. Des espèces exotiques s'introduisent dans un nouveau milieu où les prédateurs et les compétiteurs sont absents. L'étourneau sansonnet et le moineau domestique ont subi, une fois introduits en Amérique du Nord, des explosions de populations. 2. Une espèce pionnière — comme le pissenlit (espèce ayant de grandes capacités de reproduction et de dispersion) s'introduit dans un champ abandonné. 3. Des bactéries envahissent le tube digestif d'un nouveau-né. 4. Des champignons envahissent un cadavre animal ou végétal.
  • 79. Le modèles d’accroissement démographique logistique (Pierre-François Verhulst) 1. Décrit l'accroissement d'une population vivant dans un milieu réel (milieu possédant une quantité limitée de ressources et qui peut ne supporter qu’un certain nombre d’individus (capacité limite du milieu ou K). 2. Une population (dans son milieu réel) s'accroît de moins en moins vite au fur et à mesure qu'elle s'approche de la capacité limite (k) pour finir par se stabiliser autour de celle-ci. 3. Produit une courbe en S (courbe sigmoïde) : courbe qui débute un peu lentement car la population est peu nombreuse au début, qui s'accélère ensuite (petite période exponentielle) mais qui ralentit ensuite puis se stabilise à cause de la résistance du milieu qui devient de plus en plus grande au fur et à mesure que la taille augmente. 4. Modèle qui reflète la capacité du milieu à freiner la croissance d’une population. Équation exprimant le modèle logistique Variation de taille de la popula- tion Taux intrin- sèque d’accrois- sement maximum •Facteur de réduction de r maximum •Pourcentage de la population maximale qui peut encore s’ajouter. Taille de la popula- tion au début de la pério- de d N d t r max K - N K N = Taille de la population (N) Temps (t) CAPACITÉ(STOK) LIMITE (k) La croissance ralentit. La croissance cesse. Une petite période de croissance exponentielle. L’accroissement est plus lent au départ car la population est petite.
  • 80. Accroissement démographique logistique d’une population où r maximum = 0,05 par individu et par année et où K = 1000 individus Taille de la popu- lation N Taux intrinsèque d’accrois- sement maximum r max Facteur qui diminue r max K - N K Taux d’accrois- sement «corrigé» r max K - N K Taux d’accroissement démographique (variation de taille de la population durant la période) ∆N = r max K - N N K 20 100 250 500 750 1000 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,98 (1000- 20/ 1000) 0,90 0,75 0,50 0,25 0,00 0,049 (0,05 * 0,98) 0,045 0,038 0,024 0,013 0,000 + 1 (0,049 * 20) + 5 + 9 + 13 + 9 0