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L’EAU POTABLE – LA DÉFORESTATION – L’ÉNERGIE – LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES
LA PRODUCTION ALIMENTAIRE - LES MATIÈRES RÉSIDUELLES
Chapitre 9 : L’étude des populations1. L’étude des populations
1.1 La taille d’une population Les méthodes de mesure de la taille d’une population
1.2 La densité d’une population1.3 La distribution d’une population1.4 Les facteurs écologiques 1.5 Les cycles biologiques des populations
2. L’étude des communautés2.1 La biodiversité2.2 Les relations entre les individus d’une communauté
La compétition La prédation Le mutualisme Le commensalisme L’effet des relations entre les populations sur leur densité
Verdict (Devoir)Diagnostic Mini-testExamen
1. L’étude des populations (page 292)
En écologie le mot « population » concerne toutes les espèces vivantes.Ex. :
Population de grenouilles vertes d’un marais Population de sapins baumiers d’une montagne Etc.
Définition d’une population :
Une population est un ensemble d’individus d’une même espèce vivant dans un espace commun à un moment déterminé.
Quelles sont les caractéristiques d’une population?
Une population est un ensemble __D’individus_____ de la même ___espèce______________
qui vivent dans un espace __commun________. Comme les individus d’une population
partagent le même milieu de vie, ils profitent des mêmes ____ressources_______, comme
_____L’eau______, la _ nourriture________ et la _lumière_____________ du soleil. De plus, les
probabilités qu’ils interagissent ensemble lors de la reproduction sont très élevées.
Pour décrire une population, il faut préciser l’espace qu’elle occupe.Ex. :
La population des caribous de la Gaspésie La population des caribous de la rivière aux Feuilles La population de cerf de virginie de l’île d’Anticosti
L’étude des populations permet de connaître l’évolution des diverses espèces. On peut ainsi savoir si une espèce se « porte bien » ou si elle est sur le « déclin ». Trois caractéristiques importantes décrivent une population :
1. Sa taille2. Sa densité3. Sa distribution
1.1L’étude des populations (page 293)
Qu’est-ce que la taille d’une population?
___La taille d’une population correspond au nombre d’individus qui la composent _____ Ex. :
En 2001, la population de caribous de la Gaspésie occupait entre 200 et 250 individus.
Alors que la population de caribous de la rivière aux Feuilles était environ 628 000 individus.
La population des caribous de la Gaspésie est donc plus vulnérable que celle de la rivière aux Feuilles.
Que peut-il arriver au fil du temps à une population :
a) ____La taille de la population peut augmenter____________b) ____La taille peut rester stable__________________________c) ____La taille peut diminuer_____________________________
Quels facteurs expliquent ces variations?
a) ____Natalité_________b) ____Mortalité___________c) ___Immigration______________________d) ___Émigration_____________________
Complète le tableau suivant : Facteurs faisant varier la taille d’une population
Figure 1: Pierre-Paul Harper
Facteur DescriptionNatalité Naissance d’individus à l’intérieur de la populationMortalité Décès d’individus à l’intérieur de la populationImmigration Arrivée d’individus provenant d’autres régions au sein
de la populationÉmigration Départ d’individus vers d’autres régions
Pour savoir si la population a varié :
Il faut comparer la valeur de ces quatre facteurs pendant une période donnée.
Si la natalité et l’immigration sont égales à la mortalité et à l’émigration, la population reste stable. Sinon, la taille de la population va augmenter ou diminuer.
Facteurs faisant augmenter la taille de la population
Comparaison entre les facteurs et effet sur la taille de la population
Facteurs faisant diminuer la taille de la population
Natalité+Immigration
¿La populationaaugmenté
¿La populationest restée stable
¿La populationadiminué
Mortalité+Émigration
Les méthodes de mesure de la taille d’une population (page 294)
Il existe plusieurs méthodes :a) Le comptage des individusb) Utilisation de parcelles de terrainc) Méthode de capture-recapture
a) Le comptage des individus : On peut compter tous les individus qui se trouvent à l’intérieur de l’espace
occupé par la population.Ex. : On peut compter le nombre de nénuphars dans un étang
On peut compter également compter les individus avec des photographies aériennes.
Comptage par échantillonnage
b) L’utilisation de parcelles de terrain
La méthode consiste à compter les individus se trouvant dans des parcelles délimitées au hasard, puis à estimer la taille totale de la population par le calcul suivant.
Nombre moyend ' individus par parcelleAire d' uneparcelle
= Taille de la populationAir e totale du terrain
Donc,
Taille de la population =
Nombre moyend ' individus par parcelle x Aire totaledu terrainAired ' uneparcelle
Souvent, on se sert de quadrats, c’est-à-dire de zone rectangulaire délimitées par des cordes ou des rubans, pour délimiter les parcelles de terrain.
La méthode des parcelles est utile pour estimer la taille de population :
des végétaux des animaux qui ne se déplacent pas rapidement (fourmi ou ver de terre)c) La méthode de capture-recapture
Cette méthode est utilisée pour estimer la taille des populations d’animaux très mobiles, comme les oiseaux, les poissons, les mammifères très dispersés dans leur habitat (les lièvres) ou les mammifères marins (les phoques, les baleines).
Voici les principales étapes de cette méthode :1) Installation de cages ou de filets dans la région où habite la population2) Comptage des animaux capturés et leur marquage à l’aide d’étiquettes, de
bagues, de collier ou de tache de peinture.
3) La remise en liberté des animaux marqués de façon que ces individus se mêlent
aux individus non-marqués de la population.4) La remise en place des cages ou des filets.5) Le comptage des individus capturés la deuxième fois et le comptage de ceux
d’entre eux qui avaient été marqués.6) L’estimation de la taille de la population à l’aide du calcul suivant :
Nombred 'animaux marquéset recapturésNombre total d 'animau xcapturés la deuxième fois
= Nombre d' animaux marqués
Taille de la population
Taille population =
Nombre d' animaux marqués x Nombre total d 'animaux capturés ladeuxième foisNombred 'animauxmarqués et recapturés
Ex. : Supposons qu’on capture 100 bernaches, qu’on les marque et qu’on les relâche. Si, à la seconde capture, 50 bernaches sur 200 portent une étiquette , on estime que la taille de la population est de __400 individus__________________.
Calculs :
Taille population = 100 x 20050 = ___400 individus____________
1.2 La densité d’une population (page 297)
Qu’est-ce que la densité d’une population?
La densité d’une population correspond au nombre d’individus par unité d’aire ou par unité de volume.
La taille d’une population nous renseigne sur le nombre total d’individus, tandis que la densité d’une population nous indique le nombre d’individus que l’on trouve, en moyenne, dans une aire ou un volume donné.
Ex. : Sur l’île d’Anticosti, en 2006, on comptait en moyenne 21 cerfs de Virginie par kilomètre carré.
Pour déterminer la densité on utilise le calcul suivant :
Densité de la population = Nombred ' individus
Espace (aire ouvolume )occupé
Exemple :
Un aquarium de 100 litres d’eau contienne 5 poissons rouges, la densité de la population de poissons rouges dans l’aquarium sera alors de _________0,05 __________ par litre d’eau.
Densité de la population = 5 individus
100litres d ' eau = 0,05 individus par litre d’eau
Qu’est-ce qui peut faire varier la densité de population :
_______L’accès à l’eau_________________________ ________L’accès à la nourriture__________________ ________Le climat_____________________________ ________La présence de prédateur_________________ ________La présence de parasites ou de maladies_____ ________Les catastrophes naturelles________________ ________Les catastrophes d’origine humaine_________
1.3La distribution d’une population (page 298)
Qu’est-ce que la distribution d’une population?
La distribution d’une population est la façon dont sont répartis les individus à l’intérieur de l’espace occupé par la population.
Les trois modes de distribution d’une population
1) La distribution en agrégats (ou contagieuse)Mode de distribution le plus fréquent, dans lequel les individus forment des groupes. S’observe souvent lorsque des zones de l’espace occupé par la population fournissent de meilleures conditions de vie. Ex. : Les poissons (bancs)
2) La distribution uniformeMode de distribution dans lequel les individus sont également répartis dans l’espace occupé par la population. Survient souvent à cause de la compétition pour les ressources naturelles. Ex. : Les fous de Bassan
3) La distribution aléatoireMode de distribution rencontré peu fréquemment dans la nature, dans lequel les individus sont répartis au hasard et de façon imprévisible dans l’espace occupé par la population.Ex. : Les arbustes
1.4Les facteurs écologiques (page 299)
Qu’est-ce qu’un facteur écologique?
Un facteur écologique est un élément du milieu qui peut avoir un effet sur les êtres vivants qui y habitent.
Plusieurs éléments peuvent agir sur les individus d’une population et, par le fait même sur la densité de la population.
____________La quantité de nourriture disponible__________ ____________Le nombre de prédateur____________________ ____________La température____________________________ ____________La quantité de précipitation__________________
Ces éléments sont appelés des « Facteurs écologiques ».
Les facteurs écologiques sont de deux types :
1) Les facteurs abiotiques (non-vivants) :Les facteurs abiotiques (non vivants) sont des éléments physiques ou chimiques du milieu. Par exemple le pH de l’eau est un facteur abiotique qui peut avoir un effet sur une population de truites mouchetées dans un lac.
2) Les facteurs biotiques (vivants) :
Les facteurs biotiques (vivants) sont des éléments liés aux actions des êtres vivants du milieu. Par exemple, la prédation par les loups est un facteur biotique qui peut avoir un effet sur la population des orignaux d’une montagne.
Complète le tableau suivant à l’aide de ton manuel (page 300):
Facteurs abiotiques Facteurs biotiquesLa quantité de lumière La natalité
Le pH du sol ou de l’eau Les maladies
Le relief du sol La quantité de nourriture
L’épaisseur de la neige La prédation
La température La compétition
L’humidité de l’air Les activités humaines
Qu’est-ce qu’un facteur limitant :
Un facteur limitant est un facteur écologique qui a pour effet de réduire la densité d’une population.
Un facteur écologique peut être limitant s’il est :
_____absent du milieu________________________________,
_____s’Il se trouve en quantité suffisante_________________,
_____en excès________________________________________,
Voici quelques exemples de facteurs limitants:
S’il y a absence ou insuffisance de __lumière__________________, dans un milieu, les rosiers ne peuvent pas effectuer de _photosynthèse________________.Leur densité de population aura tendance à diminuer ou à devenir nulle. Dans ce cas, l’intensité de la ________lumière___ est un facteur limitant.
S’il y a un excès d’__eau_______________________ dans le sol, les racines des cactus pourrissent et la taille de leur population diminue. Dans ce cas, la quantité d’___eau____ est un facteur limitant.
Si les grenouilles disparaissent d’un étang par suite d’un déversement de ______matières toxiques_________, les populations de prédateurs, comme celles des couleuvres diminuent. Dans ce cas, la taille de la population de grenouilles est un facteur limitant.
Ce sont les facteurs limitants qui expliquent la présence ou l’absence d’individus dans un milieu donné.
1.5Les cycles biologiques des populations (page 301)
Qu’est-ce qu’un cycle biologique :
Le cycle biologique d’une population comprend des périodes d’augmentation et des périodes de diminution de sa taille. Ces périodes sont d’une durée fixe et se répètent continuellement.
Le cycle biologique du lièvre d’Amérique et du lynx du Canada est l’un des plus étudié au Québec.
Les populations de lièvres et de lynx ont un cycle biologique d’une durée d’environ 10 ans. Le lynx est l’un des principaux prédateurs du lièvre.
Un cycle de 10 ans comprend des moments où les lièvres sont très abondants et d’autres où la taille de la population est très réduite.
Lorsque les lièvres deviennent plus abondant, les lynx ont alors plus de nourritures. Ces derniers peuvent se nourrir et se reproduire. Ainsi, lorsque la taille de la population de lièvres augmente, la taille de la population de lynx augmente aussi.
Lorsque les lynx deviennent plus abondant, ils chassent plus de lièvres. À la longue la population de lièvres diminue et les lynx n’arrivent plus à combler leurs besoins alimentaires. Ainsi, lorsque la population de lièvres diminue, la taille de la population de lynx diminue aussi.
Lorsque la taille de la population de lynx diminue, les lièvres sont moins chassés. Alors, le nombre de lièvres augmente et le cycle se poursuit.
2.0 L’étude des communautés (page 303)
Qu’est-ce qu’une communauté?
Une communauté est un ensemble de population d’espèces différentes habitant le même milieu de vie.
Ex. : Dans la savane africaine, plusieurs populations d’espèces différentes vivent ensemble : elles forment une communauté.
Comme les populations ne vivent généralement pas seules dans leur milieu de vie, l’étude des communautés, c’est-à-dire de plusieurs populations d’un milieu et des interactions qu’elles ont entre elles, s’avère indispensable en écologie.
2.1 La biodiversité (page 303)
Qu’est-ce que la biodiversité :
La biodiversité correspond à la variété d’espèces que comporte une communauté.
Le nombre d’espèces varie considérablement d’une communauté à une autre.
Ex. : Les espèces habitant la forêt tropicales d’Amazonie diffèrent énormément de celles habitant l’Antarctique.
Dresser l’inventaire des espèces qui vivent au sein d’une communauté, c’est s’intéresser à la biodiversité de cette communauté.
Pour mesurer la biodiversité, il faut s’attarder à deux composantes :
1. Le nombre ____d’espèces___________________ que la communauté contient. Que l’on appelle la « _____richesse spécifique________________________ »
2. L’__abondance relative____________________ de chaque espèce, c’est-à-dire le nombre ___d’individus___________ d’une espèce par rapport au nombre total d’individus de la communauté.
Exemple :
Prenons l’exemple suivant :Les deux communautés comportent chacune quatre espèces d’animaux . Leur richesse spécifique est donc la même.
Abondance relativeA : 25 % B : 25% C : 2 5% D : 25%
Abondance relative` :A : 5% B : 5% C : 80% D : 10%
L’Abondance relative de chaque espèce n’est pas la même.
En résumé, la biodiversité d’une communauté est élevée lorsque :
1. _____Le nombre d’espèces est élevé.
2. ______L’abondance relative des différentes espèces est similaire.
Selon un inventaire des espèces publié en septembre 2007 par l’Union mondiale pour la nature (UICN), la biodiversité mondiale diminue rapidement. Sur les 41 415 espèces répertoriées dans cette étude, 16 306 sont menacées d’extinction, soit 1 amphibien sur 3, 1 mammifère sur 4, 1 oiseau sur 8 et près de 3 plantes sur 4.
2.2 Les relations entre les individus d’une communauté (page 306)
Un lion qui mange une antilope Une mésange qui bâtit son nid sur les branches d’un pin
Voici deux exemples de relations qui peuvent s’établir entre les individus de population différentes.
Il y a quatre principales formes de relations qui peuvent exister entre les individus d’une communauté, soit :
1. _______La compétition___________________________________
2. _______La prédation__________________________________________
3. _______Le mutualisme____________________________________________
4. _______Le commensalisme_________________________________________
LA COMPÉTITION
Qu’est-ce que la compétition entre les espèces?
La compétition est la relation qui s’établit entre les êtres vivants qui luttent pour une ressource du milieu.
Quels sont les deux types de compétition?
a) La compétition __intraspécifique_________________, qui s’opère entre des individus de la même ____espèce___________.
b) La compétition ____interspécifique________________, qui s’opère entre les individus d’espèces différentes.
LA PRÉDATION
Qu’est-ce que la prédation?
La prédation est la relation qui unit deux êtres vivants au cours de laquelle un être vivant se nourrit d’un autre être vivant.
L’individu qui se nourrit d’un autre être vivant s’appelle le Prédateur_______, tandis que celui qui se fait manger en tout ou en partie s’appelle la « Proie________ ».
Identifie sur la photo suivante, le « Prédateur » et la « Proie ».
LE MUTUALISME
Qu’est-ce que le mutualisme?
Le MUTUALISME est la relation qui unit deux êtres vivants et qui permet à chacun d’en retirer des bénéfices.
Exemples :
le poisson clown ne peut survivre sans l’anémone car celui-ci lui procure de la nourriture et une protection contre les prédateurs. Autrement dit, sans l’anémone la densité de la population serait réduite.
La pollinisation par les abeilles, les colibris et les papillons.
Cette relation est bénéfique pour les fleurs, qui peuvent se reproduire, et pour les polinisateurs qui peuvent se nourrir.
LE COMMENSALISME
Qu’est-ce que le commensalisme?
Le COMMENSALISME est la relation qui unit deux êtres vivants, par laquelle l’un est avantagé, tandis que l’autre n’est ni avantagé ni désavantagé.
Exemples :
Une association dont les deux partenaires tirent bénéfice
Le commensalisme est une relation ou un être vivant profite d'un autre mais sans lui nuire ou lui apporter un avantage. Ce petit crabe (bernard-l'hermite) profite des coquilles vides de mollusques pour se protéger. Cela ne dérange pas les mollusques (ils sont morts de toute façon).
Un oiseau qui utilise les branches d'un arbre pour faire son nid fait lui aussi du commensalisme.
Plusieurs oiseaux profitent des nids abandonnés par les pics, ils font donc du commensalisme avec les différentes espèces de pic.
L’effet des relations entre les populations sur leur densité.
Dans une communauté, les populations sont liées entre elles de la même façon que les individus qui les composent. Ces relations ont un effet sur la densité des populations.
Complète le tableau suivant qui représente les quatre principales formes de relations qui peuvent exister entre les individus d’une communauté, ainsi que leur effet sur la densité des populations.
TYPE DE RELATION EFFET SUR LA
POPULATION AEFFET SUR LA
POPULATION BCOMPÉTITION - -PRÉDATION ET PARASITISME + -MUTUALISME + +COMMENSALISME + 0Légende : + (augmente la densité) – (diminue la densité) et 0 (pas d’effet sur la densité)
Devoirs :
Verdict :
pages 310 à 312, No. 1 à 19 et page 313, questions A et B
Cahier d’Activités « Observatoire » : Chapitre 9 : pages 205
