Informations

20 : Communautés et écosystèmes - Biologie

20 : Communautés et écosystèmes - Biologie



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Les populations ne vivent généralement pas isolées des autres espèces. Les populations qui interagissent au sein d'une zone donnée forment un communauté. Les organismes qui forment une communauté se trouvent dans habitat, environnements physiques où vivent les organismes. Cependant, seul le biotique les composants (vivants) sont considérés comme faisant partie d'une communauté. Les scientifiques étudient l'écologie au niveau communautaire pour comprendre comment les espèces interagissent les unes avec les autres et rivalisent pour les mêmes ressources.


Résumé

De multiples facteurs anthropiques modifient les écosystèmes à l'échelle mondiale, avec un impact disproportionné et croissant sur les habitats d'eau douce. Un impact majeur de l'urbanisation sont les intrants des usines de traitement des eaux usées (STEP). Initialement conçues pour réduire l'eutrophisation et améliorer la qualité de l'eau, les stations d'épuration libèrent de plus en plus une multitude de micropolluants (MP, c'est-à-dire des produits chimiques de synthèse) et de microbes (y compris des bactéries résistantes aux antibiotiques) dans les environnements récepteurs. Cette pollution peut avoir des impacts omniprésents sur la biodiversité et les services écosystémiques. Considérés à travers de multiples lentilles de théorie macroécologique et écotoxicologique, nous avons combiné des expériences sur le terrain, en canal et en laboratoire pour déterminer les effets des eaux usées (WW) sur les communautés microbiennes et le traitement de la matière organique à l'aide d'un essai de décomposition standardisé. Tout d'abord, nous avons mené une expérience mensurative en échantillonnant 60 emplacements au-dessus et au-dessous des rejets de STEP dans 20 cours d'eau suisses. La respiration microbienne et les taux de décomposition ont été positivement influencés par les apports de WW via le réchauffement et l'enrichissement en nutriments, mais à une exception notable : WW a diminué l'énergie d'activation de la décomposition, indiquant un « ralentissement » de ce processus écosystémique fondamental en réponse à la température. Deuxièmement, le séquençage de nouvelle génération a indiqué que la structure de la communauté microbienne sous les stations d'épuration était altérée, avec un renouvellement significatif de la composition, une richesse réduite et des preuves d'influences négatives des MP. Troisièmement, une série d'expériences dans les canaux a confirmé que bien que l'WW dilué ait généralement des influences positives sur les processus à médiation microbienne, les effets négatifs des MP sont « masqués » par l'enrichissement en nutriments. Enfin, les expériences de transplantation ont suggéré que les microbes transmis par les WW augmentent les taux de décomposition. Pris ensemble, nos résultats confirment le paradigme des facteurs de stress multiples en montrant que différents aspects des WW (réchauffement, nutriments, microbes et MP) influencent conjointement le fonctionnement de l'écosystème de manière complexe. L'augmentation des taux de respiration en dessous des stations d'épuration des eaux usées génère potentiellement des « mauvais services » écosystémiques via une plus grande évasion de carbone des ruisseaux et des rivières. Cependant, les effets toxiques des MP peuvent modifier fondamentalement les relations d'échelle écologique, indiquant la nécessité d'un rapprochement entre les perspectives écotoxicologiques et macroécologiques.


Relations avec la communauté

Les relations entre les populations d'une communauté sont variées et peuvent inclure à la fois des interactions positives, négatives et mutuellement bénéfiques. Des exemples de relations au niveau communautaire incluent la compétition (pour la nourriture, l'habitat de nidification ou les ressources environnementales), le parasitisme (organismes qui survivent en se nourrissant d'un organisme hôte) et l'herbivorie (espèces qui dépendent de la consommation de plantes locales pour survivre). Ces relations conduisent souvent à des changements dans la constitution génétique de la population. Par exemple, l'un ou l'autre génotype peut avoir plus de succès en raison de certains processus communautaires.


Possibilités d'accès

Obtenez un accès complet au journal pendant 1 an

Tous les prix sont des prix NET.
La TVA sera ajoutée plus tard dans la caisse.
Le calcul des taxes sera finalisé lors du paiement.

Obtenez un accès limité ou complet aux articles sur ReadCube.

Tous les prix sont des prix NET.


Qu'est-ce que la communauté ?

Définition d'une communauté :

Une communauté est un groupe de plantes et d'animaux qui se trouvent dans une zone particulière et qui interagissent tous d'une manière ou d'une autre. Le nombre et la taille de chaque population de chaque espèce de plante ou d'animal influencent fortement la communauté et peuvent la faire changer. Les écologistes communautaires se concentrent sur les interactions biotiques de la faune et de la flore. Les humains peuvent avoir un impact sur la communauté en supprimant ou en ajoutant des espèces.

Taille de la communauté :

Une communauté est plus petite qu'un écosystème car elle exclut les facteurs abiotiques. Par conséquent, une entité plus petite est impliquée et le substrat sur lequel vivent les animaux et les plantes est ignoré.

Vie animale:

Les animaux interagissent au sein de la communauté soit par prédation, soit par compétition, ce qui aide à déterminer la structure de la communauté. En d'autres termes, les animaux peuvent rivaliser pour se nourrir de plantes ou pour l'espace. Différentes espèces s'attaquent également à d'autres animaux et aident à réguler la taille des populations. Par exemple, un hibou peut aider à contrôler le nombre de rongeurs dans une zone en se nourrissant d'eux. S'il n'y avait pas de prédateurs pour les rongeurs, il y en aurait trop dans la région.

Niveaux du Trophée de la Communauté :

La communauté contient également des niveaux trophiques et des réseaux trophiques avec un flux d'énergie des producteurs aux consommateurs jusqu'à ce qu'un prédateur supérieur soit atteint. Semblable à un écosystème, une communauté contient des organismes qui ont différents modes d'alimentation tels que l'herbivorie, l'omnivore et le carnivore.

Exemples de communauté :

Il peut y avoir une communauté de macroinvertébrés différente dans un cours d'eau par rapport à un autre. D'autres exemples seraient, par exemple, une communauté d'oiseaux, de cyprès et de tous les autres organismes vivant dans un marais de Louisiane.


Différence entre écosystème et communauté

Deux des entités les plus importantes en écologie sont l'écosystème et la communauté, car ceux-ci jouent un rôle important dans le maintien du calme de l'environnement. Afin de faciliter l'étude des écosystèmes, les communautés sont importantes. Cependant, lorsque les composants sont observés dans ces deux entités, il apparaît qu'ils sont similaires, par conséquent, la différence entre ceux-ci est importante à considérer comme dans cet article.

L'écosystème est l'ensemble des entités biologiques et physiques d'une certaine zone ou d'un volume défini. La taille d'un écosystème peut varier d'une écorce d'arbre mort à une grande forêt tropicale ou à l'océan. Un petit aquarium est un écosystème, mais c'est un écosystème artificiel. Cela signifie qu'un écosystème peut être naturel ou artificiel. Cependant, les écosystèmes naturels durent éternellement car il existe des mécanismes auto-entretenus. L'écosystème est principalement composé de communautés, qui sont des combinaisons de populations.

Habituellement, un écosystème typique contient des producteurs, des consommateurs primaires (herbivores), des consommateurs secondaires et tertiaires (principalement des omnivores et des carnivores), des charognards et des décomposeurs. L'écosystème est formé si ces composants, qui englobent le cycle énergétique, sont présents dans un endroit particulier. Les organismes s'intégreront dans les niches disponibles en trouvant des habitats appropriés et en vivant dans un environnement préféré, et si cet endroit particulier pouvait maintenir la vie sans être diminué, l'endroit deviendrait finalement un écosystème. Une collection d'écosystèmes forme un biome, et tous les biomes forment collectivement la biosphère de la Terre.

Selon la définition, la communauté est l'unité écologique composée d'un groupe d'organismes dans différentes populations de différentes espèces qui occupent un lieu particulier à une période particulière tout en interagissant avec l'environnement biotique et abiotique. Il serait facile à comprendre lorsqu'il est présenté comme un ensemble de populations vivant dans un lieu particulier à un moment donné. Une communauté peut être constituée de différentes espèces d'animaux, de plantes et de micro-organismes. La composition des espèces dans une communauté diffère selon les écosystèmes. Une communauté particulière dans une forêt tropicale humide compte beaucoup plus d'espèces que dans un désert. Comme il se compose de nombreuses populations différentes, il existe de nombreux habitats ainsi que de nombreuses niches écologiques.

Une communauté particulière est composée de milliers d'interactions et de relations au sein et entre les populations. Lorsque deux populations vivent ensemble dans une relation, il peut s'agir de mutualisme, de commensalisme, de parasitisme ou de synergie. Ces relations ou associations écologiques de base résultent de plusieurs manières telles que les deux populations en bénéficient, l'une en bénéficie et l'autre en souffre, ou l'une en profite tandis que l'autre n'a aucun effet. La prédation est une autre relation écologique très importante qui a lieu dans une communauté et qui entraîne la mort d'une partie (proie) tandis que l'autre partie (prédateur) obtient de la nourriture. Il existe de nombreuses chaînes alimentaires fonctionnant à l'intérieur d'une communauté qui sont importantes pour le flux d'énergie à l'intérieur de l'ensemble de l'écosystème, qui est formé comme un ensemble de communautés.

Quelle est la différence entre écosystème et communauté?

• L'écosystème est un ensemble de communautés, mais la communauté est un ensemble de populations.

• Les écosystèmes peuvent être créés par l'homme ou naturels, mais les communautés sont toujours naturelles ou du moins, les communautés se réparent naturellement à l'intérieur d'un écosystème créé par l'homme.

• L'écosystème est plus grand dans tous les paramètres que la communauté ne l'est.

• La communauté n'est pas définie avec des caractéristiques particulières, alors qu'un écosystème particulier est défini pour ses caractéristiques basées sur des paramètres environnementaux et biologiques.

• Les communautés sont soumises à des changements avec les conditions qui les affectent, mais un écosystème particulier ne change pas avec ces facteurs car il devient un autre écosystème avec des conditions variables.


Qu'est-ce qu'un écosystème

Le terme écosystème fait référence à la fois aux facteurs biotiques et aux facteurs abiotiques dans une zone géographique particulière. Les facteurs biotiques comprennent les plantes, les animaux et les micro-organismes dans un environnement particulier. Les facteurs biotiques interagissent entre eux. En même temps, ils interagissent avec leur environnement physique. Ces interactions se produisent en fonction de la satisfaction de deux exigences dans l'environnement. La première exigence est le flux d'énergie à travers différents niveaux de facteurs dans un écosystème, ce qui peut s'expliquer par les chaînes alimentaires dans un écosystème. La plupart des écosystèmes tirent leur énergie du soleil. L'énergie de rayonnement de la lumière du soleil est piégée par les autotrophes dans un processus appelé photosynthèse. Les autotrophes produisent des sucres simples en piégeant l'énergie de la lumière du soleil. Par conséquent, les autotrophes sont considérés comme les principaux producteurs d'un écosystème. Les composés organiques des autotrophes sont utilisés par les hétérotrophes comme nourriture. Les hétérotrophes sont considérés comme les consommateurs primaires ou secondaires. Une partie de l'énergie est libérée dans l'environnement sous forme de chaleur par les fonctions cellulaires chez les autotrophes et les hétérotrophes. La mort des autotrophes et des hétérotrophes laisse la matière organique aux décomposeurs pour l'utiliser comme source d'énergie. La dernière partie de l'énergie est libérée dans l'environnement par les fonctions cellulaires des décomposeurs.

Figure 1 : Un écosystème

La deuxième exigence est la recyclage des nutriments dans un écosystème. Différents organismes vivants ont besoin de différents types de nutriments de leur environnement. De plus, différents organismes vivants produisent différentes formes de composés. Par conséquent, des mécanismes devraient exister pour recycler les composés dans un écosystème de manière à les utiliser en permanence dans un écosystème. Différents cycles sont possédés par l'environnement pour recycler les matériaux dans un écosystème tels que le cycle du carbone, le cycle de l'azote, le cycle du phosphore et le cycle de l'eau. Ces cycles assurent l'approvisionnement continu de différentes formes de nutriments aux organismes d'un écosystème. Un écosystème hypothétique est montré dans Figure 1.


Communautés marines

Téléchargez et imprimez ces illustrations de la communauté marine pour en savoir plus sur les organismes qui vivent dans différents environnements océaniques.

Biologie, Sciences de la Terre, Océanographie

Cet ensemble d'illustrations de la communauté marine peut être utilisé comme aide visuelle lors d'un enseignement formel ou informel tout en enseignant le domaine marin. Il existe trois versions de chaque illustration :

  • illustration sans étiquette
  • illustration titrée et non étiquetée
  • titré, illustration étiquetée

Les trois versions différentes ont été créées afin de fournir des matériaux qui répondent le mieux aux besoins de toute situation éducative.

Différentes zones de l'océan peuvent être classées comme différents types d'écosystèmes marins. Un écosystème est défini comme « une communauté et les interactions d'êtres vivants et non vivants dans une zone ». Les écosystèmes marins ont des organismes et des caractéristiques distincts qui résultent de la combinaison unique de facteurs physiques qui les créent. Les écosystèmes marins comprennent : la plaine abyssale (zones comme les coraux des grands fonds, les chutes de baleines et les bassins de saumure), les régions polaires telles que l'Antarctique et l'Arctique, les récifs coralliens, les eaux profondes (comme la communauté trouvée dans la colonne d'eau abyssale), les sources hydrothermales, les forêts de varech, les mangroves, l'océan ouvert, les rivages rocheux, les marais salants et les vasières et les rivages sablonneux.

L'hydrosphère relie tous les systèmes d'eau douce et d'eau salée. La salinité, ou teneur élevée en sel, et la circulation mondiale rendent les écosystèmes marins différents des autres écosystèmes aquatiques. D'autres facteurs physiques qui déterminent la distribution des écosystèmes marins sont la géologie, la température, les marées, la disponibilité de la lumière et la géographie.

Certains écosystèmes marins sont très productifs. Les régions côtières, y compris les estuaires, les marais salants et les forêts de mangrove, regorgent de vie. D'autres, comme la plaine abyssale au fond de l'océan, contiennent des poches de vie très éloignées les unes des autres. Certains écosystèmes marins, comme la mer profonde, sont dans une obscurité constante où la photosynthèse ne peut pas se produire. D'autres écosystèmes, comme les côtes rocheuses, subissent quotidiennement des changements extrêmes de température, de disponibilité de la lumière, de niveaux d'oxygène et d'autres facteurs. Les organismes qui habitent divers écosystèmes marins sont aussi divers que les écosystèmes eux-mêmes. Ils doivent être hautement adaptés aux conditions physiques de l'écosystème dans lequel ils vivent. Par exemple, les organismes qui vivent dans les grands fonds se sont adaptés à l'obscurité en créant leur propre source lumineuse : les photophores sont des cellules sur leur corps qui s'illuminent pour attirer des proies ou des partenaires potentiels. De nombreuses parties de l'océan restent inexplorées et il reste encore beaucoup à apprendre sur les écosystèmes marins.


Construire à partir de génomes connus pour faire progresser la biologie des systèmes et des écosystèmes

Jesse Poland de l'Université d'État du Kansas a proposé de séquencer l'agropyre intermédiaire (Thinopyrum intermédiaire, alternativement connu sous le nom Agropyron intermédiaire), illustré à gauche. L'agropyre intermédiaire a un rendement en biomasse équivalent à celui du panic raide candidat bioénergétique. Le spécimen de droite est de Agropyron repens, qui coexiste avec Agropyron intermédiaire. (Matt Lavin, CC BY-SA 2.0 Wikimedia Commons)

Le département américain de l'Énergie Joint Genome Institute (DOE JGI), une installation d'utilisateurs du DOE Office of Science, a annoncé que 27 nouveaux projets ont été sélectionnés pour le Community Science Program (CSP) de 2016.

« Ces nouveaux projets CSP, sélectionnés via notre processus d'examen externe, exploitent les capacités de pointe du DOE JGI en matière de séquençage et d'analyse des acides nucléiques et renforcent notre portefeuille dans des domaines clés tels que la production de bioénergie durable, les microbiomes végétaux et la biogéochimie terrestre », a déclaré Susannah Tringe, Adjoint aux programmes utilisateurs du DOE JGI.

Les projets du DSP 2016 ont été sélectionnés parmi 74 propositions complètes reçues, résultant de 98 lettres d'intention soumises. L'allocation totale pour le portefeuille CSP 2016 est estimée à près de 40 000 milliards de bases (térabases ou Tb) de la capacité de séquençage du génome végétal, fongique et microbien du DOE JGI. La liste complète des projets est disponible sur http://jgi.doe.gov/our-projects/csp-plans/fy-2016-csp-plans/.

Un génome de référence, de nombreuses applications

Plusieurs projets mettent en évidence comment un seul génome de référence peut être appliqué pour faire avancer des études précédemment soutenues, tandis que d'autres se concentrent sur les interactions plante-microbienne. Deux, en particulier, tirent parti des récents prix de la bioénergie durable du Bureau de la recherche biologique et environnementale (BER) du DOE.

Daniel Schachtman de l'Université du Nebraska, Lincoln a proposé un projet axé sur une analyse des systèmes de Sorgho bicolore, une matière première bioénergétique potentielle séquencée par le DOE JGI et publiée dans la revue La nature en 2009. Le projet cherche à comprendre comment le génotype - sa constitution génétique sous-jacente - la composition du microbiome et l'environnement influencent le phénotype du sorgho - les traits observables de la plante. Ce travail est également soutenu par une subvention de bioénergie durable à Schachtman ainsi qu'à des collègues du Donald Danforth Plant Science Center et de l'Université de Caroline du Nord.

Un autre projet visant à améliorer les rendements des cultures bioénergétiques vient de Tom Juenger de l'Université du Texas à Austin. En séquençant plusieurs centaines de génotypes de panic raide, l'équipe espère identifier des variations génétiques qui contribuent à des rendements élevés et à une biomasse végétale de haute qualité pouvant être utilisée pour la production de biocarburants. Le projet de Juenger concorde avec sa subvention pour le développement durable des cultures bioénergétiques via BER. Pour cette opportunité de financement, BER a sollicité des candidatures pour une recherche fondamentale axée sur la biologie des systèmes et axée sur la compréhension des rôles des microbes et des communautés microbiennes dans la contribution à la santé des matières premières des cultures bioénergétiques et de leurs écosystèmes associés.

Il y a quatre projets utilisant le Chlamydomonas reinhardtii ressource génomique générée par le DOE JGI en 2007, par exemple. Un projet de l'Université de Californie, Kris Niyogi de Berkeley, implique le reséquençage de mutants d'algues pour identifier les gènes liés à la photosynthèse. Un autre vient de Sabeeha Merchant de l'Université de Californie à Los Angeles qui étudie les algues qui colonisent la neige dans l'Arctique en tant que matières premières potentielles dans les fermes d'algues pour le biocarburant.

Le projet CSP dirigé par David Hibbett de l'Université Clark se concentre sur une étude génomique approfondie de la Lentinule genre. Lentinule est un groupe de champignons pourrissant le bois à pourriture blanche, peut-être mieux connu sous le nom de genre de champignons shiitake, Lentinules edodes. (Image de dominik18s via Flickr CC BY 2.0)

De Jesse Poland de l'Université d'État du Kansas est une proposition de séquencer l'agropyre intermédiaire (Thinopyrum intermédiaire), une plante vivace lointainement apparentée au blé et avec un rendement en biomasse équivalent au panic raide. En produisant un assemblage du génome entier d'agropyre intermédiaire, puis en effectuant des analyses comparatives avec le DOE JGI Flagship et les espèces modèles d'herbe Brachypodium distachyon, et avec le blé, l'équipe espère développer des ressources génomiques pouvant être appliquées à des méthodes d'amélioration de la productivité des graminées bioénergétiques candidates.

Interactions inter-organismes

En plus du projet Juenger mentionné ci-dessus, un projet de J. Chris Pires de l'Université du Missouri se concentre sur la relation symbiotique entre les orchidées et les champignons. Les orchidées se trouvent dans le monde entier et leurs graines dépendent uniquement du carbone fourni par les champignons mycorhiziens pour germer et se développer en semis. L'étude de ces relations peut fournir aux chercheurs des informations sur l'évolution des interactions plantes-fongiques pour les matières premières de biomasse pertinentes pour le DOE.

Une proposition de Matteo Lorito de l'Université de Naples en Italie se concentre sur une association symbiotique similaire entre les champignons du sol et les cultures intermédiaires. Son projet cible spécifiquement les métabolites secondaires, des composés qui aident l'organisme à se développer et à communiquer, produits par Trichodermie espèces fongiques interagissant avec l'herbe B. distachyon.

D'autres projets soulignent l'importance des interactions microbiennes au sein d'un écosystème. L'un de ces projets vient de Christopher Francis de l'Université de Stanford, qui étudie le rôle des communautés microbiennes cyclant l'azote sur les sites d'eaux souterraines contaminées par l'uranium dans le bassin supérieur du fleuve Colorado. L'objectif est de déterminer le rôle que la nitrification peut jouer dans le rejet d'uranium dans l'aquifère.

Christopher Francis de l'Université de Stanford s'intéresse aux plaines inondables du bassin supérieur du fleuve Colorado, qui sont généralement pauvres en nutriments mais abondants en minéraux de sulfure de fer, ce qui a conduit au descripteur de « zones naturellement réduites » (NRZ). On craint que les NRZ soient des sources d'uranium à libération lente dans l'aquifère qui pourraient persister pendant des centaines d'années. (Photo de Roy Kaltschmidt, Berkeley Lab)

Deux autres projets sur le microbiome végétal se concentrent sur les interactions fongiques impliquant des matières premières bioénergétiques durables potentielles telles que le peuplier et l'eucalyptus. L'un de Richard Hamelin de l'Université de la Colombie-Britannique au Canada vise à développer une base de données d'agents pathogènes qui pourraient nuire aux pins et aux peupliers et ainsi prévenir les épidémies grâce à une détection précoce, tandis que l'autre de Ian Anderson de l'Université de Western Sydney en Australie examine expression génique fonctionnelle du mutualiste Pisolithe genre, dont plusieurs espèces entretiennent des relations symbiotiques avec le pin et l'eucalyptus.

Focus sur les champignons

Plusieurs autres projets ont une composante fongique, soulignant l'étendue de cette branche particulière de l'Arbre de Vie. Trois des projets sélectionnés prolongent le 1000 Fungal Genome Project, qui vise à disposer d'au moins deux génomes de référence parmi plus de 500 familles de champignons reconnues. D'autres projets encore se concentrent sur l'exploitation d'enzymes fongiques pour des applications bioénergétiques. L'un de ces derniers vient de Veronika Dollhofer du Centre de recherche de l'État de Bavière pour l'agriculture en Allemagne. Elle a proposé l'étude des champignons anaérobies des intestins des ruminants pour mieux comprendre comment ils décomposent la matière végétale ingérée. Les enzymes des champignons anaérobies leur permettent à la fois de dégrader la masse végétale et de la convertir en sucres, une combinaison qui pourrait être utile dans les usines de biogaz à l'échelle de la production.


Voir la vidéo: Sukkessio (Août 2022).