Définition de la diversité des écosystèmes
La diversité des écosystèmes est la variation entre les différents écosystèmes, y compris leurs effets sur le reste de l'environnement et sur les humains.
Fig.1. Image d'un paysage montrant la diversité possible au sein d'un écosystème terrestre : les plaines avec l'herbe et la large rivière, plus la bordure de la forêt avec une rivière plus petite.
Un écosystème comprend les organismes qui vivent dans une zone, les interactions entre eux et l'environnement naturel.
Les écosystèmes peuvent être aquatiques ou terrestres, remplir les océans et couvrir la terre. Leur taille peut aller du désert du Sahara à l'océan Pacifique, en passant par un arbre singulier ou un bassin rocheux isolé.
Exemple de diversité des écosystèmes
Il existe de nombreux exemples d'écosystèmes : le désert du Sahara, la forêt amazonienne et les chutes du Niagara sont des exemples de la diversité des écosystèmes que l'on peut trouver sur la planète Terre. En même temps, les écosystèmes sont reliés entre eux au sein de biomes plus vastes.
Les biomes sont de grandes zones de vie, classées en fonction de leur type de végétation ou de leur environnement physique.
Quelques grands biomes sont résumés ci-dessous.
Forêts tropicales : les forêts à couches verticales se disputent la lumière du soleil. Les températures, les précipitations et l'humidité sont élevées. Ces forêts abritent une biodiversité animale incroyablement élevée.
Toundra : les vents violents et les basses températures limitent la croissance des plantes aux herbes et aux graminées. De nombreux animaux migrent ailleurs pour passer l'hiver.
Désert : les faibles précipitations limitent la croissance des plantes. La température peut varier considérablement, dépassant 50℃ dans la journée et atteignant -30℃ la nuit. La biodiversité animale est faible, car peu d'espèces sont adaptées à ces conditions difficiles.
Océan ouvert : le brassage constant par les courants favorise des niveaux élevés d'oxygène et des conditions pauvres en nutriments. Le phytoplancton et le zooplancton dominent, constituant une importante source de nourriture pour les poissons.
Prairie : les précipitations et la température varient selon les saisons. Les graminées dominent, nourries par de grands herbivores.
Récifs coralliens : les coraux prospèrent dans les eaux où les températures sont élevées et où l'oxygène est disponible. Ces animaux fournissent une structure carbonatée, supportant une diversité incroyablement élevée de poissons et d'invertébrés. Les récifs coralliens sont considérés comme étant au même niveau que les forêts tropicales humides en ce qui concerne la biodiversité animale.
Les biomes ont des caractéristiques uniques partagées par tous les écosystèmes qui les composent. Cependant, les écosystèmes peuvent varier même au sein des biomes. Prends l'exemple des déserts. Le Sahara chaud et aride que nous avons mentionné plus haut peut venir à l'esprit. Cependant, les déserts peuvent être des endroits très diversifiés:
| Le désert | Conditions abiotiques | Paysage | Animaux et plantes |
| Désert du Sahara, Afrique | Chaud, sec, vents forts | Dunes de sable | Palmiers, cactus, serpents, scorpions |
| Désert de Gobi, Asie | Températures froides, chutes de neige | Roches nues | Herbes, gazelles, takhi |
| Antarctique | Températures glaciales | Couche de glace recouvrant la roche nue | Mousses, oiseaux |
Mais qu'est-ce qui cause les différences entre ces déserts ?
Facteurs affectant la diversité des écosystèmes
La diversité des écosystèmes a différents facteurs qui l'affectent directement. Ces facteurs sont liés aux niches. Chaque espèce d'un écosystème a une niche différente. Des niches spécifiques, combinées à des conditions variables à travers le monde, entraînent une répartition hétérogène des espèces (c'est-à-dire une répartition inégale des animaux et des plantes). Il en résulte des structures communautaires différentes, et donc des écosystèmes différents.
Une niche est l'ensemble spécifique de ressources qu'un organisme utilise dans son environnement. Ces ressources peuvent être abiotiques (comme la température) ou biotiques (comme la nourriture qu'il consomme).
Climat et géographie
Les modèles climatiques sont principalement déterminés par la disponibilité de l'énergie solaire et le mouvement de la Terre. Le climat varie en fonction de la latitude et de la période de l'année.
La latitude peut influer sur les saisons. Les régions situées entre 20°N et 20°S ont un climat tropical - des saisons sèches et humides avec des températures élevées tout au long de l'année. Les régions plus éloignées de l'équateur connaissent l'été et l'hiver avec des différences de température importantes entre les saisons.
Lescourants océaniques peuvent influencer le climat des côtes en les réchauffant ou en les refroidissant.
Le Gulf Stream est un courant chaud de l'océan Atlantique qui influence le climat de l'Europe occidentale. Les températures de l'air en hiver peuvent être jusqu'à 10°C plus chaudes qu'aux latitudes équivalentes, ce qui explique pourquoi les hivers sont plus doux au Royaume-Uni que dans les États du nord des États-Unis. Le changement climatique risque d'affaiblir l'effet du Gulf Stream. Une simple réduction du transport de chaleur par le courant pourrait entraîner un refroidissement considérable en Europe occidentale et au Royaume-Uni.
Lesmontagnes peuvent affecter le climat d'une région. Lorsque l'air provenant de la mer rencontre des montagnes, il monte, se refroidit et libère de l'eau sous forme de précipitations. Il reste moins d'humidité dans l'air après avoir atteint le côté sous le vent. Cette ombre pluviométrique peut créer des conditions désertiques de l'autre côté de la chaîne de montagnes.
En outre, les montagnes influencent la température. Une élévation de 1000 m est associée à une baisse de température de 6°C. Les niveaux d'ensoleillement diffèrent également en fonction de l'emplacement de la chaîne de montagnes.
Zonation
Les écosystèmes aquatiques sont caractérisés par la stratification de la lumière et de la température. Les eaux peu profondes ont des températures et une disponibilité en lumière plus élevées que les eaux plus profondes.
| Zone | Qu'est-ce que c'est ? |
| La zone photique | La couche supérieure de l'eau, la plus proche de la surface. La lumière y est suffisante pour la photosynthèse, la biodiversité y est donc maximale. |
| La zone aphotique | La zone située sous la zone photique, qui ne dispose pas de suffisamment de lumière pour la photosynthèse. |
| La zone abyssale | Zone située dans les océans profonds, en dessous de 2000 m. Seuls des organismes spécialisés, adaptés aux basses températures et aux faibles niveaux de lumière, peuvent habiter cette niche. |
| La zone benthique | Zone située au fond de tous les écosystèmes aquatiques. Elle est constituée de sable et de sédiments, et est habitée par des organismes qui se nourrissent de détritus. |
Interactions entre les organismes et leur environnement
De multiples facteurs peuvent limiter la répartition d'une espèce au sein d'un écosystème.
Facteurs biotiques affectant la répartition des espèces dans un écosystème
- Dispersion : déplacement des individus loin de leur zone d'origine ou d'une zone à forte densité de population.
- Autres espèces : parasitisme, prédation, maladie, concurrence (la niche est déjà occupée).
Parasitisme : interaction au cours de laquelle un parasite exploite les ressources d'un hôte, lui nuisant par la même occasion.
Prédation : interaction au cours de laquelle une espèce prédatrice tue et mange une espèce proie.
Maladie: une condition anormale affectant la structure ou la fonction d'un individu.
Compétition : une interaction où des individus de différentes espèces sont en concurrence pour une ressource limitée.
Facteurs abiotiques affectant la répartition des espèces dans un écosystème
- Chimique : eau, oxygène, nutriments, salinité, pH, etc.
- Physique : température, lumière, humidité, structure du sol, etc.
Perturbations
Lorsqu'on parle d'écologie, une perturbation est un changement dans une modification des conditions environnementales. Elles sont temporaires, mais peuvent provoquer des changements importants dans l'écosystème. Les perturbations peuvent être naturelles (tempêtes, incendies, cyclones, éruptions volcaniques, etc.) ou humaines (déforestation, exploitation minière, modification de l'utilisation des terres, changement climatique). Les perturbations fréquentes conduisent à des biomes disparates et à une biodiversité limitée.
Fig 3. Le changement climatique augmente la fréquence des incendies de forêt, car les sécheresses et les températures élevées assèchent la végétation, ce qui la rend plus facile à enflammer.
Types de diversité des écosystèmes
Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, il existe de nombreux types d'écosystèmes qui sont contenus dans une variété de biomes. Mais comment mesurer la diversité au sein d'un écosystème ?
La diversité génétique
La diversité génétique mesure les variations individuelles des gènes au sein des populations et entre elles. Une espèce ou une population dont la diversité génétique est faible court un risque accru d'extinction.
Fig 4. Les bananes ont une faible diversité génétique, ce qui les rend sensibles au stress et aux maladies.
Diversité des espèces
La diversité des espèces est une mesure du nombre d'espèces présentes dans un écosystème. Les biomes qui abritent une grande diversité d'espèces comprennent les récifs coralliens et les forêts tropicales humides. Les écosystèmes présentant une grande diversité d'espèces ont tendance à être plus résistants parce qu'ils ont une grande diversité de réponses (nous allons l'expliquer dans un instant !).
Diversité des écosystèmes
Les espèces et les facteurs environnementaux varient d'un écosystème à l'autre. Le fonctionnement global doit également être pris en compte lors de l'analyse de la diversité des écosystèmes. La perte ou l'extinction d'une espèce peut avoir des effets en chaîne sur les autres espèces présentes. Par exemple, les renards volants (une espèce de chauve-souris) sont d'importants pollinisateurs dans les îles du Pacifique. La perte des roussettes pourrait avoir des effets majeurs sur les autres espèces de cette région : les plantes à fleurs auraient un succès reproductif plus faible. Les animaux qui se nourrissent de fleurs déclineront ; l'ensemble du réseau alimentaire serait affecté. Les humains auraient également du mal à polliniser leurs cultures.
Importance de la diversité des écosystèmes
La diversité des écosystèmes est essentielle à la survie de toutes les espèces, y compris les humains. Sans cette diversité, les écosystèmes deviennent plus vulnérables aux changements graves ou à l'extinction, ce qui peut avoir un effet papillon sur d'autres régions. Sans environnement sain, ni les plantes ni les animaux (y compris les humains) ne peuvent survivre.
Écosystème Résistance et résilience
Larésilience d'un écosystème est la quantité de perturbations qu'un système peut tolérer tout en subissant des changements pour conserver les mêmes fonctions. Une grande biodiversité entraîne une grande diversité de réponses, ce qui est essentiel pour la résilience.
La diversité des réponses est l'ensemble des réactions aux changements environnementaux parmi les espèces qui contribuent au fonctionnement de l'écosystème.
Larésistance de l' écosystème est la capacité d'un écosystème à rester inchangé après une perturbation. Tout comme la résilience, la résistance est plus élevée dans les écosystèmes diversifiés. Par exemple, les écosystèmes présentant une plus grande diversité sont généralement moins affectés par les espèces envahissantes.
Les humains et la diversité des écosystèmes
La diversité fournit à l'homme des services écosystémiques précieux. Ces services peuvent être divisés en quatre sous-types.
Lesservices d'approvisionnement fournissent des ressources physiques, telles que de la nourriture, des médicaments ou des ressources naturelles.
Les servicesculturels fournissent des loisirs, de l'épanouissement et de l'esthétique.
Les services derégulation permettent d'améliorer les effets négatifs, tels que les tsunamis ou la pollution.
Lesservices de soutien sont à la base de tous les autres, comme le cycle des nutriments et la photosynthèse.
J'espère que cela t'a permis de mieux comprendre la diversité des écosystèmes. N'oublie pas qu'un écosystème est constitué d'organismes vivants et de leurs interactions les uns avec les autres et avec l'environnement. Les écosystèmes peuvent varier en fonction du climat, des interactions et des perturbations.
Diversité des écosystèmes - Points clés à retenir
- La diversité des écosystèmes est la variation entre les différents écosystèmes.
- Les écosystèmes peuvent faire partie de biomes plus vastes, tels que les forêts tropicales, les récifs coralliens et les prairies. Même à l'intérieur des biomes, il peut y avoir des variations importantes entre les différents écosystèmes.
- Les principales raisons de la variation entre les écosystèmes sont les conditions climatiques, les perturbations et les interactions entre les organismes et leur environnement.
- La diversité peut être mesurée au niveau de la génétique, de l'espèce et de l'écosystème.
- La diversité est importante car elle permet de maintenir la résistance et la résilience des écosystèmes. Elle fournit également des ressources précieuses à l'homme, connues sous le nom de services écosystémiques.
- Jamie Palter, Le rôle du Gulf Stream dans le climat européen, The Annual Review of Marine Science, 2015.
- Melissa Petruzzello, Que se passerait-il si toutes les abeilles mouraient ? 2022
- Michael Begon, Écologie : De l'individu à l'écosystème, 2020
- National Geographic, Encyclopédie, 2022
- Neil Campbell, Biologie : Une approche globale Onzième édition, 2018
- Thomas Elmqvist, Diversité des réponses, changement des écosystèmes et résilience, Frontiers in Ecology and the Environment, 2003.
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