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La durabilité . des écosystèmes. Capter l'énergie du soleil. Le carburant d’un écosystème est l’énergie du soleil! Les organismes utilisent l’énergie provenant du soleil de façon directe ou indirecte pour la même raison; assurer leurs fonctions vitales. Capter l'énergie du soleil. Comment?

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La durabilité

des écosystèmes

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Capter l'énergie du soleil

  • Le carburant d’un écosystème est l’énergie du soleil!
  • Les organismes utilisent l’énergie provenant du soleil de façon directe ou indirecte pour la même raison; assurer leurs fonctions vitales.
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Capter l'énergie du soleil

Comment?

  • La photosynthèse

6CO2 + 6H2O + lumière → C6H12O6 + 6O2

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Capter l'énergie du soleil

Le glucose (C6H12O6)

  • Le glucose est une molécule que les plates produisent et qui contient beaucoup d’énergie.
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Les écosystèmes

  • Qu’est-ce qu’un écosystème?
    • Ensemble des organismes qui, à un endroit, interagissent entre eux et avec leur environnement énergétique et matériel.
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Les écosystèmes

  • Ces interactions entre les organismes forment des chaînes alimentaires
  • Chaîne alimentaire: ensemble des êtres vivants qui se nourrissent les uns des autres.
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Les structures d'un écosystème

  • L’habitat:
    • C’est l’endroit où vit un organisme

Exemple: Dans une forêt on retrouve un grand nombre d’habitats. Pour un vers de terre son habitat est le sous-sol de la forêt tandis que l’escargot vit dans la mince couche de feuilles humides qui recouvre le sol de la forêt.

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Les structures d'un écosystème

2. La niche écologique:

  • C’est le rôle global et l’ensemble des interactions entre un organisme et son milieu

Exemple: le rôle de la grenouille est de se nourrir d’insectes, de fournir du sang aux insectes piqueurs, de servir de repas au raton laveur, de fertiliser l’eau de son étang par ses excréments et d’être décomposé par les micro-organismes à sa mort.

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Niveau trophique

  • C'est le rang qu'occupe un être vivant dans une chaîne alimentaire. Chaque maillon de la chaîne correspond à un niveau trophique. On retrouve les niveaux suivants : les producteurs, les consommateurs et les décomposeurs.
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Les producteurs

  • Les producteurs:Ce sont les autotrophes qui sont capables de synthétiser par la photosynthèse du (C6H12O6) à partir (CO2 et H2O). Exemples: Algue, herbe, arbre, etc.
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Les consommateurs du 1er ordre

  • Les consommateurs du 1er ordre:

Ce sont les herbivores qui mangent des végétaux.Ex. : Sauterelle, lapin, cerf, escargot, etc.

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Les consommateurs du 2ième ordre

  • Les consommateurs du 2e ordre:Ce sont les carnivores qui mangent les herbivores.Ex. : Chat, coccinelle, renard, hibou, etc.
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Les consommateurs du 3ième ordre

  • Les consommateurs du 3e ordre:Ce sont des carnivores qui mangent les consommateurs du 2e ordre.Ex. : Lion, ours, loup, etc.
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Les décomposeurs

  • Ils décomposent la matière organique des cadavres et redonnent aux plantes les sels minéraux essentiels à la photosynthèse. Ex. : Bactéries, vers de terre et champignons
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La pyramide des nombres

  • Elle montre le nombre d’organismes en fonction de l’énergie dont ils disposent pour survivre.
  • Il y a moins d’énergie à chaque étape d’une chaîne alimentaire.
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La pyramide de la biomasse

  • Ne montre pas le nombre d'organismes à chaque niveau, mais la quantité de matériel biologique.
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La pyramide de la biomasse

  • Cette matière (la biomasse) est entièrement recyclable. "Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme".
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La pyramide de l'énergie

  • L'énergie n'est pas recyclable comme la biomasse, elle se perd.
  • La source d'énergie primaire est le soleil. Cette énergie se transforme et passe d'un niveau trophique à l'autre en subissant beaucoup de perte.
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Les populations

Une population:

Tous les individus d’une espèce qui occupent une certaine région géographique pendant un certain temps.

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Les populations

La capacité biotique:

La population maximale d’une espèce qu’un environnement peut soutenir.

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Les populations

  • Principaux facteurs déterminant la capacité biotique:
    • Les matières et énergies(quantité d’énergie, d’eau et autres matières essentielles disponible limitent la capacité biotique).
    • Les chaînes alimentaires(la quantité de nourriture disponible des niveaux trophiques inférieures limite la capacité biotique).
    • La compétition(compétition pour les ressources)
      • Intra spécifique: entre individus de la même espèce
      • Extra spécifique: entre individus d’espèce différente
    • La densité(certain individus ont besoin de plus espace que d’autre déterminant combien d’individus de cette espèce il y aura dans la population).
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Nourrir les humains

La capacité de nourrir les humains est

basé sur la productivité.

La productivité est la quantité moyenne de biomasse de nouvelles plantes produites chaque année par unité de surface.

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Nourrir les humains

Facteurs qui influent sur la productivité:

  • La productivité végétale et le climat:
    • Si le climat est chaud et humide, la productivité sera très élevée.
    • Si le climat est froid et sec la productivité sera plus faible.
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Nourrir les humains

Facteurs qui influent sur la productivité:

  • La nourriture et la taille de la population
    • Certain peuples mangent beaucoup et d’autres très peu.
    • Tout dépend de la quantité d’énergie et de matière (nourriture) disponible pour nourrir chacun des individus.
      • Exemple: au Canada il y a beaucoup de terrains où l’on peu faire pousser des céréales et où les animaux peuvent se nourrir et croître. Donc il y a une très grande productivité et pas beaucoup de gens (nourriture en abondance). En Afrique c’est tout le contraire.
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Nourrir les humains

Facteurs qui influent sur la productivité:

  • La nourriture et la compétition
    • Dans tout les pays, les récoltes de céréales sont constamment protégées contre la compétition. Nous ne sommes pas la seule espèce qui doit manger pour survivre. Les insectes, oiseaux, animaux et autres organismes en profitent eux aussi, causant ainsi une compétition extra spécifique.
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Nourrir les humains

Facteurs qui influent sur la productivité:

  • Les substances toxiques dans les chaînes alimentaires
    • Plusieurs années passées, les pesticides étaient beaucoup utilisés.
    • Ces pesticides protégeaient les récoltes contre la compétition (insectes et autres).
    • Maintenant ces pesticides font aujourd’hui parti de la chaîne alimentaire et nous en payons le prix (empoisonnement au mercure, DDT, cyanure, etc... )
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Le cycle du carbone

  • Termes à connaître:
    • Photosynthèse:Processus chimique par lequel les végétaux, en utilisant l’énergie du soleil, transforment H2O et le CO2 en composés organiques (C6H12O6). Respiration cellulaire: processus par lequel les cellules brisent le glucose (C6H12O6) en CO2 et en H2O relâchant l’énergie que cette cellule et l’organisme à besoin pour survivre.
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Le cycle du carbone

  • Comparons ces deux processus:
    • Photosynthèse:

6CO2 + 6H2O + énergieC6H12O6 + 6O2

    • Respiration cellulaire:

C6H12O6 + 6O26CO2 + 6H2O + énergie

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Le cycle du carbone

En résumé:

Les plantes prennent le CO2 atmosphérique et produisent du Glucose par la photosynthèse. Le glucose est utilisé par la plante elle-même et par d’autres organismes. Ceux-ci utilisent le processus de la respiration cellulaire pour extraire l’énergie du glucose. Ce processus se nomme la respiration cellulaire. Chaque organisme relâche du CO2 dans l’atmosphère lors de ce processus et le cycle recommence.

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Le cycle de l'azote

N2

N2

Dénitrification

Fixation d'azote

Nitrification

NO3

NH3

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Le cycle de l'azote

  • La fixation de l’azote correspond à la conversion de l’azote atmosphérique (N2) en azote utilisable par les plantes et les animaux (NH4+et NH3).
  • La nitrification transforme les produits de la fixation en nitrites (NO2) et nitrates (NO3). C’est une réaction qui est faite par des bactéries dans les sols et dans l’eau (bactéries nitrifiantes).
  • La dénitrification retourne l’azote à l’atmosphère sous sa forme moléculaire N2.C’est fait par l’intermédiaire de bactéries transformant la matière organique (bactéries dénitrifiantes).
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L'importance du sol

La terre et le sol sont deux choses différentes

  • La terre: partie du monde qui n’est pas couverte d’océans.
  • Le sol: couche de matière (particules de roches et de matière végétale et animale en décomposition) qui couvre la terre et permet la croissance des plantes.
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L'importance du sol

La profondeur et les caractéristiques du sol agissent sur la croissance et la productivité des plantes.

Les caractéristiques dépendent surtout du climat et de la végétation de la région.

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L'importance du sol

  • Communauté biologique
    • Interaction entre les plantes, les animaux (qui vivent sous la terre) et les micro-organismes qui permet au sol de se réorganiser (répartir la matière nutritive et former des espaces pour l’air et l’eau).
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L'importance du sol

  • La perturbation du sol
    • Seulement 11% de la surface terrestre est utilisée pour l’agriculture.
    • Ce n’est pas tout les types de sols qui peuvent être utilisés pour cela. Plusieurs types de sols sont minces et seront exposés à une érosion rapide si cultivés. (exemple: les forêts tropicales)
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Le changement et la succession

  • La succession: Un écosystème est graduellement remplacé par un autre écosystème au fil du temps. (ex: les glaciers ont été remplacés par les forêts, les prairies, etc..)
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Le changement et la succession

  • La succession primaire
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Le changement et la succession

  • La succession primaire:
    • Au début, pas d’écosystème.
    • Le vent transporte les organismes pionniers qui seront les premiers organismes à y habiter (lichens, mousses).
    • Ces organismes pionniers transforment lentement le sol pour que d’autres organismes puissent venir y vivre.
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Le changement et la succession

  • La succession secondaire
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Le changement et la succession

  • La succession secondaire
    • Au début il y a déjà les restant d’un écosystème (feu, violente tempête, inondation, etc…)
    • Le nouvel écosystème se formera en utilisant les restes de l’écosystème précédant.
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Le changement et la succession

  • Une communauté climacique
    • Un écosystème qui n’a jamais été perturbé deviendra une communauté climacique.
    • Il s’agit d’une communauté d’organismes où le niveau de productivité est maximal. (Rappel: Les plantes produisent la quantité maximale de biomasse)
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Cependant, une communauté climacique ne veux pas nécessairement dire qu’il y aura de très gros arbres. Dans les prairies et les marais salés l’herbe est la plante dominante – et la végétation dominante des déserts est le cactus.
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Le changement et la succession

  • Les changements irréversibles
    • Lorsqu’une communauté biologique subit des perturbation violentes et fréquentes, il est possible que les changements deviennent irréversibles.
    • « Le parc de dinosaures d’Alberta »
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La gestion des ressources

  • L’aspect tragique des biens communs
    • Toutes ressources que se partage un groupe d’organismes vivants sont des biens communs (air, eau, etc.).
    • Tout le monde y a droit.
    • Toute fois, il peut y avoir surexploitation (exemples????).
    • Ceci peut causer une baisse des réserves de matières et d’énergie disponibles.
exploitation indirecte
Exploitation indirecte

Réduction de la population de loutre a favorisé les oursins, qui ont surexploités les herbiers, entraînant une forte réduction des mollusques qui ont perdu leur habitat.

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Il y a 100 ans, la plupart des gens croyaient que les ressources de la Terre étaient illimitées et que l’impact des humains sur la planète était négligeable.
national academy of sciences etats unis
National Academy of Sciences (Etats-Unis)
  • En 1961, la consommation des populations correspondait à 70% de la capacité régénératrice de la planète.
  • Aujourd’hui, elle correspond à 117%. (Ça prend 1 ans et deux mois à la planète pour produire ce que nous utilisons en 1 ans).
un avenir durable
Un avenir durable

L’économie et l’écologie

  • L'économie,est la science de la distribution des ressources rares. L'écologie, est la science de la sauvegarde des ressources rares de la nature.
  • Les deux se contredisent
  • Comment résoudre ce problème;
    • Le recyclage, l’éco conception, la captation des énergies renouvelables, et l’amélioration du rendement durable de toutes les activités humaines.
    • Transformer notre modèle économique ancien et autodestructeur en des industries « vertes » qui utilisent des éco technologies.
un avenir durable1
Un avenir durable
  • La nouvelle technologie
    • Les éoliennes
    • L’énergie solaire
    • La géothermie
    • Des brûleurs moins polluants
    • Des technologies plus efficaces énergétiquement
projet d cologie

Projet d’écologie

Production d’une affiche sur une espèce en voie d’extinction.

mat riel requis
Matériel Requis:
  • Un gros carton (Bristol board)
  • Des crayons de couleurs (stylo feutre)
esp ce en voie d extinction
Espèce en voie d’extinction

Habitat: Le lièvre d’Amérique vit dans la forêt boréale, la zone à l’intérieur de laquelle il vit habituellement — s’étend sur environ six à dix hectares.

Niche écologique: Il sert de nourriture pour plusieurs animaux dont le renard, l’aigle, le moustique et autres insectes piqueurs, il engraisse la terre avec ces excréments et sa décomposition.

Photo

Dessin de la chaîne alimentaire

Espérance de vie:

Raison de son extinction: L’être humain.

animaux en voie d extinction
Aigle Royal                           

Ara Macao                             

Baleine à bosse                 

Bison d'Amérique              

Caméléon Commun          

Calao Bicorne                   

Castor Américain              

Chimpanzé Commun        

Crocodile                          

Écureuil Roux                   

Éléphant d'Asie                

Fourmilier                         

Gorille                                          

Guépard                                      

Guêpier d'Europe                        

Hyène Tachetée                          

Jaguar                                         

Koala        

Loup Gris                                    

Lynx                                            

Macaque Japonais                     

Manchot Empereur                    

Mouflon des montagnes rocheuses

Okapi                                           

Orang-outang                               

Ours blanc                                    

Panda                                          

Pélican blanc                                

Puma                                           

Renard Roux                                

Requin Blanc                                

Rhinocéros Noir                           

Tigre                                            

Zèbre de plaine 

Animaux en voie d’extinction
sites visiter
Sites à visiter
  • http://www.monblog.ch/listezmoi/?p=200608022027271
  • http://www.rocler.qc.ca/cbarret/
  • http://www.ffdp.ca/hww2_F.asp?id=103
  • http://www.bestioles.ca/animaux/extinction.html
  • http://encyclopetic.inst.st-joseph.qc.ca/publies/2001/6e.nsf/vueProjets/Les_animaux_en_voie_de_disparition