Memoire Online - Notes d'écologie générale - Désiré KHASIRIKANI MBAKWIRAVYO

Etymologiquement le terme écologie (du grec oïkos : habitat et logos : étude) signifie science de l'habitat. Il a été créé par le biologiste allemand ERNEST HAECKEL en 1866 pour désigner la science qui étudie les rapports existant entre les êtres vivants et leur milieu naturel. Il ne s'agit pas d'une science nouvelle liée au phénomène contemporain de prise de conscience de la fragilité de notre environnement mais ses de buts remontent à l'ère scientifique contemporaine avec les savants LAMARCK et HUMBOLT

Actuellement, l'écologie se définit comme une discipline biologique qui étudie les conditions d'existence des êtres vivants et les diverses interactions des organismes avec leur milieu de vie ainsi que les rapports qui existent entre eux.

On peut aussi parler de l'écologie d'une espèce qui n'est autre que le rapport triangulaire entre les individus de cette espèce, son activité dans son environnement.

Dans la 2^e moitié du 19^ème siècle et au cours des premières décennies du 20^e siècle de nombreuses recherches écologiques ont été entreprises. Un grand nombre de sociétés écologiques ont vu le jour, la plus ancienne d'entre elles étant la British Ecological Society fondée en 1913. Aujourd'hui on assiste à un réel progrès de l'écologie. Cette discipline biologique s'affirme comme la pierre angulaire de toutes les sciences de l'environnement, surtout, depuis qu'il a été constaté qu'aucun développement durable de l'humanité ne peut avoir lieu sans l'application stricte des grandes lois écologiques à l'économie et aux autres activités de la civilisation contemporaine.

Les notions fondamentales qui forment les bases de cette discipline ont permis de bien comprendre le fonctionnement du monde dans lequel nous vivons et ont amené un nombre toujours croissant d'hommes et des femmes à s'intéresser à l'écologie.

Il s'est créé alors depuis un certain temps une sorte de philosophie ou une doctrine appelée écologisme. Cette dernière prône l'utilisation rationnelle de notre environnement et sa préservation grâce à l'application de grands principes écologiques aux activités humaines. Les partisans et adeptes de l'écologisme sont actuellement appelés écologistes, terme destiné initialement aux spécialistes en écologie. Aujourd'hui il est employé pour désigner les militants d'association de protection d'environnement, les membres des partis politiques écologistes et les personnes opposées aux diverses formes de destruction de leur environnement. Les spécialistes et chercheurs en écologie comme discipline scientifique ont alors actuellement la tendance de se dénommer écologues afin de retrouver un terme qui désigne clairement leur domaine d'activités et de compétence.

0.2. OBJECTIFS DU COURS

L'importance des questions traitées en écologie et que pose l'environnement permet de penser que toute personne lettrée ou non, doit en être informé. L'homme faisant partie de la nature doit comprendre comment fonctionne cette dernière et les phénomènes écologiques qui s'y présentent. Cette étude doit aussi permettre à toute personne de savoir qu'il existe un équilibre naturel permanent entre les différentes composantes de l'environnement. Cet équilibre est régi par des principes écologiques. Dès lors, l'homme doit savoir respecter ces principes et s'il doit les exploiter pour vivre qu'il ne les déséquilibre pas.

Ce cours d'écologie générale s'articule principalement sur les points suivants : les facteurs écologiques et leurs actions, l'écologie des populations, la notion d'écosystème, la protection des agro-écosystèmes et la protection de l'environnement.

0.3. L'ECOLOGIE ET LES AUTRES SCIENCES

L'écologie est une science interdisciplinaire. Tout en ayant ses méthodes propres, ses concepts et ses problèmes, elle utilise les résultats plusieurs autres sciences telles que la biogéographie, l'éthologie, la physiologie, la biométrie, la pédologie, la climatologie, l'hydrologie, la météorologie, la géologie, la zoologie, la botanique, les mathématiques, la physique, la chimie, la géographie... Toutefois elle ne peut être, en aucun cas, confondue avec l'une où l'autre de ces sciences.

Pour réaliser l'intégration de différents paramètres régissant le fonctionnement des systèmes écologiques, l'écologue doit alors avoir une formation pluridisciplinaire approfondie. Dans son étude et ses recherches il lui est nécessaire de connaître et reconnaître les espèces animales et végétales présentes dans l'écosystème qu'il étudie. Pour mieux appréhender le rapport que les êtres vivant entretiennent avec les milieux dans lesquels ils vivent, il lui faut une bonne connaissance de la nature du sol et des paramètres climatiques. L'analyse finale fait souvent appel aux techniques des calculs mathématiques qui vont des statistiques simples à des fonctions beaucoup plus complexes.

0.4. SUBDIVISION DE L'ECOLOGIE

On subdivise généralement l'écologie en six branches : l'autoécologie, la synécologie, la démoécologie, l'écophysiologie, l'écologie globale et l'économie de l'environnement.

0.4.1. L'autoécologie

L'autoécologie est la branche de l'écologie qui étudie les rapports existant entre les individus d'une espèce donnée et leur environnement. Elle définit essentiellement les limites de tolérance et préférence vis à vis des facteurs écologiques. Elle examine aussi l'action du milieu sur la morphologie, la physiologie et le comportement de l'espèce.

0.4.2. La synécologie

Cette branche de l'écologie étudie la structure, le fonctionnement et l'évolution des écosystèmes. Elle analyse le rapport existant entre une communauté d'individus qui appartiennent à diverses espèces d'un groupement et leur milieu ou environnement. On l'appelle aussi biocénotique.

- l'aspect statique (synécologie descriptive) qui consiste à décrire les groupements d'êtres vivants qui se trouvent dans un milieu. Cette synécologie s'intéresse aussi à la composition spécifique des groupements, à l'abondance, à la fréquence et à la répartition spatiale des espèces

- l'aspect dynamique (synécologie fonctionnelle) qui décrit l'évolution des groupements et qui examine sous quels facteurs se succèdent les groupements dans un milieu déterminé. Cette science étudie également le transfert des matières et d'énergie entre les divers constituants d'un écosystème.

0.4.3. La démoécologie

Cette partie de l'écologie décrit la structure, la dynamique d'une population et les relations existant entre cette population et son environnement. Elle cherche aussi les causes de fluctuations des populations.

0.4.4. L'écophysiologie

Elle étudie les relations entre un processus physiologiques et les facteurs environnementaux.

0.4.5. L'écologie globale

Cette branche étudie l'écologie à l'échelle de l'écosphère ou de la biosphère (tous les milieux occupés par les êtres vivants).

0.4.6 L'économie de l'environnement

Elle étudie la consommation des ressources naturelles et les incitations économiques pour rationaliser leurs consommations et la pollution.

En plus de cette subdivision de l'écologie, on peut prendre en considération le milieu et distinguer l'écologie marine, l'écologie terrestre et l'écologie limnique qui s'intéresse aux plans d'eau et cours d'eau continentaux. Il existe aussi une ancienne conception qui distingue l'écologie animale et l'écologie végétale. Cette dernière façon de subdiviser l'écologie est très critiquée car, en principe, les animaux et les végétaux ne peuvent pas être séparés. Ils ont entre eux des interactions étroites de sorte qu'on ne peut pas parler de l'écologie des uns sans faire allusion aux autres.

0.5. APPLICATIONS DE L'ECOLOGIE

L'écologie est une science qui est appelée à évaluer les conséquences des activités de l'homme sur son milieu (les pluies acides, les famines nées de la perturbation des équilibres biogéographiques à l'échelle du globe, l'aménagement anarchique du territoire, les déchets toxiques, la disparition des espèces...).

Elle permet de gérer les populations d'organismes et fournit les connaissances et les méthodes permettant de lutter contre des prédateurs ou des parasites.

Elle intervient de plus à plus pour limiter ou réparer les dégradations causées par l'homme à son milieu. Gérer des populations sauvages d'espèces menacées d'extinction, aménager l'espace en conciliant développement humain et le maintien de la biodiversité sont également des préoccupations qui requiert le savoir-faire des écologistes.

CHAPITRE I :

FACTEURS ECOLOGIQUES

1.1. DEFINITION

Un facteur écologique est tout paramètre physico-chimique ou biologique susceptible d'agir directement sur les êtres vivants durant au moins une phase de leur cycle de vie. Cette définition ne considère pas les éléments comme l'altitude et la profondeur car ils n'agissent pas directement. En effet, l'altitude agit par l'intermédiaire de la température, de l'ensoleillement et de la pression atmosphérique. De même la profondeur agit sur les animaux et les végétaux aquatiques par l'intermédiaire de l'augmentation de la pression et de la diminution de l'éclairement.

- Ils interviennent dans la répartition géographique des êtres vivants en éliminant certaines espèces des territoires dont les caractéristiques ne leur sont pas favorables.

- Ils influencent la densité des populations dans leur milieu en modifiant le taux de fécondité et de mortalité de diverses espèces (action sur le cycle de développement et sur les migrations animales).

- Ils favorisent l'apparition des modifications adaptatives chez certains êtres vivants.

1.2. CLASSIFICATION DES FACTEURS ECOLOGIQUES

D'une manière générale on distingue les facteurs abiotiques et les facteurs biotiques.

Ce sont des facteurs physico-chimiques du milieu, tels que les éléments du climat, du sol, etc. qui exercent une influence sur les êtres vivants .Ils ne dépendent pas des organismes vivants. Ils sont de nature chimique ou physique, climatique, hydrologique et édaphique.

Il s'agit des facteurs écologiques qui se manifestent au sein des populations et qui influencent leur démographie : effets de groupe et de masse, compétitions intra-ou interspécifiques, prédation, parasitisme. Ils dépendent donc des organismes vivants. Ce sont toutes les interactions qui existent entre les êtres vivants présents dans un écosystème donné.

Une autre classification distingue les facteurs indépendant de la densité (facteurs qui exercent leurs effets sur individus pris isolement, de façon indépendante de la densité) et les facteurs dépendant de la densité.

MONDCHASKY dans sa classification prend en considération la variable temps. Cette classification est fondée sur l'influence des fluctuations annuelles, saisonnières et nycthéméraux propres au déplacement de la terre sur son orbite, lesquels influent sur la plupart des facteurs écologiques qui vont, de ce fait, présenter une périodicité plus ou moins marquée. On distingue des facteurs périodiques et des facteurs apériodiques.

Les facteurs périodiques peuvent être primaires lorsque leur variabilité périodique est évidente (température, éclairement) ou secondaires lorsqu'ils dépendent des précédents.

Les facteurs apériodiques quant à eux, présentent des fluctuations de caractères à la fois brutales et aléatoires tel est le cas de l'orage.

1.3. FACTEUR LIMITANT

Un facteur écologique est limitant lorsqu'il est absent, réduit au-dessous d'un minimum critique ou s'il excède le niveau maximum tolérable. C'est le cas de la température. Lorsqu'elle est très basse ou très forte, elle agit négativement sur les êtres vivants.

1.4. LOI DU MINIMUM OU LOI DE LIEBIG

Découverte dès 1840 par LIEBIG, cette loi concernait initialement l'influence respective de différents éléments minéraux indispensables aux plantes cultivées. Elle stipule que le rendement d'une récolte dépend uniquement de l'élément nutritif qui est présent dans le milieu en moindre quantité. En d'autres termes ce sont les éléments déficitaires dans le sol qui conditionnent la production des cultures.

Cette loi a été étendue également aux phénomènes écologiques et stipule que tout processus biologique est conditionné dans sa rapidité et son ampleur par celui des facteurs écologiques qui est le plus faiblement représenté dans le milieu. Ainsi pour des faibles teneurs en CO₂ l'activité photosynthétique d'un végétal est pratiquement indépendante de l'intensité lumineuse et ne dépend que de la concentration du CO_2.

1.5. LOI DE TOLERANCE OU LOI DE SHELFORD

Selon cette loi pour tout facteur écologique, il existe un intervalle de tolérance à l'intérieur du quel tout processus écologique dépendant de ce facteur s'exprime normalement. De part et d'autre des limites de cet intervalle de tolérance, on a des zones létales où la mort de l'organisme résulte respectivement d'un défaut ou d'un excès du facteur considéré. Au sein de l'intervalle de tolérance existe une valeur intermédiaire optimale appelée préférendum pour laquelle la réponse aux facteurs écologiques est maximale.

Figure 1 : Courbe de croissance d'un organisme en fonction d'un facteur écologique comme la température.

1. 6. VALENCE ECOLOGIQUE

On appelle valence écologique, la possibilité qu'a une espèce de se développer dans les milieux différents caractérisés par des variations plus ou moins grandes des facteurs écologiques. Une espèce à faible valence écologique ne supporte que des variations limitées des facteurs écologiques. Son intervalle de tolérance à un facteur donné est réduit. Une telle espèce est dite stenoèce. Par Contre si elle est capable de se développer normalement dans les milieux aux conditions très différentes ou très variables elle est euryèce. Une espèce euryécique s'accommode à des faibles et fortes variations du facteur écologique considéré mais réagit toujours de façon optimale à son préférendum. On constate que les espèces qui ont des grandes valences écologiques ont une large distribution géographique, c'est le cas d'un arbre de Laponie, le Pinus sylvestris qui tolère les températures variant de - 45°C à 30°C et qui se développer par conséquent partout au monde.

Les espèces à faible valence écologique sont très localisées ou liées à un milieu très spécial. Selon les facteurs considérés, des termes spécifiques qui montrent la largeur de la valence écologique sont utilisés. A titre d'exemples les termes eurytherme et sténotherme pour la température, euryhygre et sténohygre pour l'humidité de l'air, euryhalin et sténohalin pour la salinité de l'eau sont utilisés.

1.7. ADAPTATIONS AUX FACTEURS ECOLOGIQUES

Les individus, les populations et les communautés des êtres vivants ne subissent pas de façon passive l'influence de facteurs écologiques. Ils présentent à des degrés variés une plasticité écologique leur permettant de s'adapter aux fluctuations des facteurs limitant dans les milieux auxquels ils sont inféodés. La variabilité des facteurs écologiques implique l'aptitude pour chaque organisme de s'adapter. On distingue alors trois types d'adaptations aux facteurs écologiques:

C'est une adaptation qui résulte de l'existence chez les êtres vivants des mécanismes de régulation provoquant de modifications métaboliques compensatrices qui permettent aux êtres vivants de maintenir constantes et à une valeur optimale leurs conditions internes face à un changement du milieu ambiant. Un des exemples d'acclimatation tient à l'accoutumance à l'altitude chez l'espèce humaine. Tout individu vivant en plaine a des difficultés d'oxygénation au cours d'un effort physique lorsqu'il arrive en montagne. Ces malaises disparaissent au bout d'une semaine environ dans ce milieu suite à un accroissement du nombre des globules rouges dans son organisme. En effet, en montagne il y a moins d'oxygène que dans la plaine et il faut pour cela beaucoup plus de globules rouges.

Certains êtres vivants, les plantes surtout, pour se mettre en harmonie avec les conditions du milieu développent des caractères non héréditaires. Ces caractères non inscrits sur le matériel génétique (D.N.A.) sont appelés modifications. Les individus ayant subi ces modifications sont des accommodats. L'exemple de la sagittaire est extraordinaire. Cette plante lorsqu'elle se développe en milieu terrestre présente des feuilles rigides, de forme lancéolée et aplatie ainsi qu'un système racinaire puissant. Si elle croît en milieu aquatique entièrement immergée, elle possède des feuilles allongées flexibles et sans cuticule épaisse propre aux accommodats terrestres afin d'absorber directement les sels minéraux dissous dans l'eau. Son système racinaire est également réduit. A demi immergée, elle présente simultanément 3 types de feuilles : les feuilles propres aux milieux terrestre et aquatique et des feuilles de type intermédiaire flottant à la surface de l'eau et ayant une limbe aplatie et élargie. Curieusement, lorsqu'on cultive ces trois accommodats sur un même milieu, ils présentent tous les mêmes types de feuilles ! Cela montre que l'accommodation n'est pas génotypique mais elle est plutôt phénotypique.

C'est la forme d'adaptation la plus parfaite d'une espèce aux conditions écologiques locales. Elle se caractérise par l'acquisition génétique ou héréditaire des modifications. Lorsque les graines de plusieurs individus ayant subi une adaptation génotypique dans certains milieux sont cultivées côte à côte, dans les mêmes conditions, elles conservent intégralement les caractéristiques physiologiques et morphologiques qu'elles présentent dans leurs milieux d'origine. Les individus ayant subi des adaptations génotypiques ou héréditaires sont appelés des écotypes.

CHAPITRE II :

ACTION DES PRINCIPAUX FACTEURS ECOLOGIQUES

2.1. FACTEURS CLIMATIQUES

Parmi les facteurs climatiques on peut distinguer les facteurs énergétiques constitués par la lumière et la température, les facteurs hydriques (précipitations et humidité de l'air) et les facteurs mécaniques (les vents).

La lumière joue un rôle primordial dans la plupart des phénomènes écologiques. Son intensité conditionne l'activité photosynthétique. La durée de l'éclairement au cours d'un cycle de 24 heures ou photopériode contrôle la croissance et la floraison des plantes mais aussi l'ensemble du cycle vital des espèces animales. Il faut cependant noter que le rayonnement solaire est aussi dangereux pour les êtres vivants à cause des radiations ultraviolettes qu'il contient. La lumière par son intensité et ses fluctuations annuelles constituent un facteur limitant pour les végétaux. A faible, comme à fort éclairement, la photosynthèse est inhibée.

L'intensité locale du flux lumineux varie selon la latitude et la saison. Au moment des solstices d'été, la quantité d'énergie lumineuse reçue est à peu près égale entre 20° et 80° latitude Nord. Les flux les plus intenses sont relevés au moment des solstices d'été dans les zones à climat méditerranéen chaud et où ils peuvent approcher 120.000 lux. Cela provient de la grande transparence atmosphérique propre à ces régions, alors que dans les zones intertropicales, la forte humidité atmosphérique absorbe une fraction très importante du rayonnement direct de sorte que les flux y sont moins intenses.

En fonction de l'intensité lumineuse pour laquelle l'activité photosynthétique est maximale, on peut distinguer deux sortes de plantes : les héliophytes et les sciaphytes.

Les héliophytes ou plantes de lumière sont des végétaux dont la croissance est maximale sous des forts éclairements et qui ne tolèrent pas l'ombre d'autres individus. Les plantes cultivées en général et les arbres des forêts claires sont des héliophytes.

Les sciaphytes ou plantes d'ombre sont des végétaux dont la croissance nécessite une ombre forte ou très dense. C'est le cas des végétaux du sous-bois (fougères, mousses) et les jeunes stades de la plupart des espèces d'arbres de forêts. C'est dans le milieu aquatique que l'on rencontre les plus sciaphyles des végétaux. Leur activité photosynthétique est optimale sous une cinquantaine de lux (unité de l'intensité de la lumière). Le degré de sciaphilie ou d'héliophilie d'une espèce végétale peut varier au cours de son cycle vital. Pour des nombreuses espèces d'arbres, le stade jeune est sciaphile alors que le stade adulte est héliophile.

Le terme photopériode est utilisé en physiologie végétale pour désigner la durée de la phase d'éclairement au cours d'un cycle de 24 heures. La photopériode joue un rôle dans l'écologie des êtres vivants. On distingue la photopériode courte caractérisée par la prédominance de la phase obscure (ou scotophase) et la photopériode longue pour la quelle la photophase ou phase d'éclairement est plus longue que la scotophase.

Les plantes sont adaptées non seulement à l'intensité lumineuse mais aussi à la photopériode. La longueur des jours et des nuits varie au cours de l'année pour tous les points du globe sauf à l'Equateur où il y a 12 h d'éclairement et 12 h de nuit et aux équinoxes où les durées des jours et de nuits sont les mêmes partout sur la planète quelles que soient les localités considérées.

L'adaptation des plantes à cette photopériode (photopériodisme) est importante lorsque les plantes passent du stade végétatif (croissance, développement) au stade reproductif (floraison, formation des tubercules). En d'autres termes, la photopériode joue un rôle essentiel dans la nature car elle contrôle la germination des végétaux, leur croissance et leur floraison. La floraison représente un des aspects les plus spectaculaires du photopériodisme. Si on considère l'influence de la photopériode sur les végétaux on peut distinguer :

Ce sont des végétaux dont la floraison nécessite que la scotophase soit prédominante. Dans le cas où la scotophase est de courte durée les bourgeons floraux ne s'ouvrent pas. Ils restent en dormance jusqu'à ce que la photopériode devienne satisfaisante. C'est le cas du blé d'hiver, des certaines variétés de soja et des plantes tropicales comme la canne à sucre. Une durée d'éclairement très longue s'accompagne d'un gigantisme et de la suppression des fleurs. Les individus restent alors stériles et il devient impossible de les multiplier par leurs graines

Ce sont des plantes qui exigent une photophase prédominante. Il s'agit des céréales de printemps, de la betterave, du céleri... Un éclairement insuffisant (moins de 12 heures) inhibe la floraison de ces plantes. Elles restent alors petites et ne fleurissent pas.

La photopériode joue également un rôle très important dans l'écologie des animaux. Elle induit chez les animaux des rythmes biologiques, journaliers ou saisonniers. Le plus répandu est le rythme circadien qui correspond à une périodicité de 24 heures et dont le contrôle est assuré par la photopériode. Chez les vertébrés, par exemple, l'activité journalière, l'alimentation et le repos nocturne ou diurne et la ponte sont contrôlés par la photopériode.

L'espèce humaine n'échappe pas à cette influence de l'éclairement sur ses activités écophysiologiques. Ceux qui effectuent des voyages aériens intercontinentaux témoignent que notre organisme dans ses activités digestives et son rythme veuille sommeil est sensible à l'allongement ou au raccourcissement de la durée d'éclairement provoqué par le décalage horaire. Si un jet volant à 1000 Km/h, en moyenne latitude, suit le soleil dans son déplacement et s'il navigue d'Est en Ouest de sorte que l'heure d'arrivée soit égale ou proche de l'heure de décollage, le voyageur ne voit pas le soleil se coucher. Pour lui la journée peut durer même plus de 24 heures selon son itinéraire sans qu'il ait envie de dormir. Un autre exemple est celui de l'émigration verticale du zooplancton. Chez les arthropodes terrestres (Insectes), on observe également une cessation d'activités à diverses phases du cycle vital pendant la mauvaise saison. Cet arrêt de développement appelé diapause, est aussi conditionné par la photopériode.

2.1.2. La température

La température représente un facteur limitant de toute première importance, car elle contrôle l'ensemble des phénomènes métaboliques et conditionne la répartition des espèces dans la biosphère. Sans chaleur, le développement des plantes est impossible. A très basse température, les échanges entre le sol et les plantes sont impossibles et les fonctions physiologiques principales sont bloquées ou fortement ralenties. L'assimilation chlorophyllienne ou photosynthèse et la respiration sont très réduites ou annulées. Pour chaque plante, on peut déterminer une température optimale qui convient au développement et à la croissance en un moment donné et qui se trouve à l'intérieur d'un intervalle de tolérance plus ou moins grand. Les plantes qui supportent un large écart de température sont dites eurythermes, celles qui ne supportent pas de fortes variations de température tel que l'hévéa brésilien (Hevea brasiliensis) sont des sténothermes.

Dans les régions tempérées, le froid est nécessaire aux plantes pour que les fonctions vitales s'accomplissent, en particulier lors du passage de l'état végétatif à l'état de reproduction. Le froid supprime la dormance des bourgeons formés en automne. Il induit la vernalisation (processus préparatoire de la mise en fleur). Le pêcher exige pour fleurir au printemps des froids intenses pendant l'hiver allant jusqu à - 7degré Celsius.

Les températures extrêmes peuvent être létales pour les plantes, mais avant que ces températures ne soient atteintes, les végétaux réagissent ou s'adaptent pour en limiter les dégâts.

Le cactus géant résiste à des températures de 8,3°c pendant 19 heures. Si cette température se maintient pendant 29 heures, la plante meurt. Ces conditions thermiques sont d'autant plus difficiles à supporter qu'il s'y ajoute d'autres facteurs écologiques. En haute montagne, par exemple, les basses températures vont de paire avec un vent violent. Le degré d'adaptation au froid augmente chez les végétaux lorsqu'on passe des zones tempérées chaudes à des latitudes de plus à plus septentrionales. Dans les régions désertiques tropicales, les hautes températures sont fréquentes et les amplitudes thermiques diurnes sont élevées.

Pour limiter les effets néfastes de changements thermiques on observe diverses adaptations chez les végétaux. Si par exemple la température s'élève, la transpiration augmente, ce qui occasionne un abaissement de la température à la surface du tissu où se produit l'évaporation. Si la température est très basse, la situation peut devenir dangereuse surtout s'il se forme des cristaux de glace dans les tissus.

Le principe du chimiste français, Le Chatelier s'applique aussi aux êtres vivants et s'énonce en ces termes : « Toute intensification d'un facteur extérieur tend à accroître la résistance de l'organisme à ce facteur. »

Toutefois le facteur ne doit pas être brusque car les adaptations ne s'acquièrent que progressivement. Le maximum de résistance aux basses températures est l'effet des organes de durée c'est à dire les graines, les bulbes, les rhizomes, les tubercules, les bourgeons et les spores.

Il y a une corrélation directe entre la résistance d'un organe végétal au froid et son degré de déshydratation c'est à dire plus un organe à moins d'eau plus sa résistance au froid est grande. C'est pourquoi les jeunes pousses et les organes végétatifs riches en eau supportent mal l'action du froid et gèlent généralement à des températures comprises entre 0 et - 5°C. La plupart des espèces tropicales meurent aux voisinages de 0°C et certaines d'entre elles gèlent même à la température de l'ordre de 3°C.

Les plantes les plus résistantes aux hautes températures sont celles des déserts subtropicaux. La résistance maximale des plantes à la chaleur est le fait de Cactées et les autres végétaux xérophiles (de milieux secs) qui peuvent supporter jusqu'à 65°C.

Les Procaryotes (bactéries) supportent aussi les hautes températures à cause de l'absence dans leurs cellules de la membrane nucléaire et du fuseau mitotique qui sont de parties thermolabiles.

Chez les animaux, la température agit sur le métabolisme et l'activité vitale, la quantité d'aliments consommés, la fécondité et l'activité sexuelle. Si au considère la température on peut subdiviser les animaux en espèces homéothermes et poïkilothermes. Les homéothermes se caractérisent par une température interne constante et indépendante de celle du milieu ambiant. Les poïkilothermes ou hétérothermes, par contre, ont une température interne variable. Ils peuvent être repartis en organismes héliothermes, qui pour adapter leur température interne basse s'étalent au soleil et en organismes chimiothermes qui effectuent souvent beaucoup de mouvements pour relever leur température corporelle. Les animaux meurent plus rapidement par la chaleur que par le froid. Avant de mourir, ils passent par une période presque inactive dite de torpeur.

Chez les Mammifères des régions froides, on observe une réduction importante des appendices (oreilles, cou, pattes, queue) au fur et à mesure qu'on approche les pôles. Ce constat appelé règle d'Allen traduit une forme d'adaptation des espèces animales au froid. L'exemple classique montre que la taille des oreilles des Renards diminue fortement des déserts subtropicaux aux régions polaires. Le Renard de l'ancien monde ou fennec (Vulpes zerda), vivant dans le désert chaud d'Afrique, a de très grandes oreilles alors que le Renard roux d'Europe ou des régions tempérées (Vulpes vulpes) a des oreilles très petites. Le Renard arctique ou polaire (Alopex lagopus) quant à lui, a des oreilles minuscules et un museau court. Le Renard polaire réduit les pertes des chaleurs au niveau de ses oreilles minuscules tandis que le fennec les favorise, le premier pour résister au froid, le second, pour résister à la chaleur.

D'après cette loi, on observe au sein d'un ensemble des vertébrés homéothermes appartenant à un groupe systématique proche, un accroissement de la taille et de la masse corporelle des espèces en fonction de la latitude. D'après cette loi les espèces les plus petites se trouvent des tropiques et les plus grandes à proximité des zones polaires. Cette observation appelée loi de BERGMANN traduit aussi une forme d'adaptation des espèces au froid. Les pertes des chaleurs sont liées à la surface corporelle de l'animal or cette dernière est inversement proportionnelle à la taille. Il s'ensuit une meilleure résistance au froid des espèces les plus grosses. L'exemple est donné par "les manchots". La plus petite espèce, le manchot de Galopagos vit au niveau de l'Equateur. La plus grande, le manchot Empereur, habite l'Antarctique.

Chez les mammifères des régions froides, la fourrure est plus épaisse qu'en climat chaud. Son épaisseur augmente avec la taille de l'animal.

Les espèces des régions tempérées pour éviter la forte perte de la chaleur ont aussi pour la plupart des robes sombres.

Les animaux qui vivent dans les milieux froids ont tendance de développer une grande couche de graisse autour du corps. C'est le cas de la Baleine bleue qui vit dans les eaux froides et dont l'épaisseur de la couche de graisse peut atteindre 1 mètre.

Il a été constaté que pour éviter les températures extrêmes certains animaux prennent l'habitude de se cacher sous l'ombre ou dans des terriers pendant les heures chaudes ou encore d'adopter des moeurs nocturnes.

Parmi les adaptations physiologiques, on peut citer celles qui sont liées au métabolisme. Quand la température ambiante baisse le métabolisme de base s'élève. Les animaux luttent souvent contre les hautes températures par la réduction du métabolisme et par l'augmentation des pertes de chaleurs grâce à la vasodilatation périphérique et à la transpiration cutanée.

En effet, l'évaporation de la sueur se trouvant sur un organisme animal permet d'abaisser la température corporelle. De même plus la surface des vaisseaux augmente plus la perte de chaleur excédentaire est favorisée.

Les Chéiroptères, les Rongeurs, les Insectivores et quelques Carnivores terrestres entrent pendant la période froide (hiver) dans un état de vie ralentie pour éviter la perte de chaleur ; on parle alors de l'hibernation. Une situation similaire appelée "estivation" s'observe aussi lorsqu'il y a hausse de la température pendant l'été. L'hibernation et l'estivation sont des phénomènes de quiescence. La quiescence est une interruption momentanée du développement ou d'activité observée chez certains animaux dans le but de lutter contre soit un froid intense soit une forte chaleur ou une période de sécheresse très marquée. Elle diffère de la diapause, un arrêt qui apparaît obligatoirement dans le cycle de vie de certaines espèces

2.1.3. L'humidité

L'humidité et la pluviométrie constituent des facteurs écologiques liés et d'importance fondamentale pour le fonctionnement et la répartition des écosystèmes. La répartition annuelle des précipitations est importante car le bilan hydrique du sol et de l'air en dépend. A l'absence des précipitations le sol et l'air deviennent secs. Dans l'atmosphère, il y a aussi une certaine quantité des vapeurs d'eau qui donnent à l'air son humidité. La teneur en vapeur d'eau de l'air, exprimée en gr d'eau / m³ d'air, est appelée hygrométrie ou humidité absolue. Le rapport entre cette teneur d'eau et la masse théorique des vapeurs d'eau que renferme théoriquement l'atmosphère à une température et à une pression donnée est l'hygrométrie relative. Les vapeurs d'eau qui se retrouvent dans l'atmosphère proviennent de l'évapotranspiration des végétaux, de l'évaporation au niveau du sol, des étendues et cours d'eau et de la respiration des êtres vivants.

On peut distinguer des organismes xérophiles adaptés aux milieux secs, des organismes hygrophiles ayant besoin d'un très fort taux d'humidité de l'air pour survivre et des organismes mésophiles qui nécessitent un taux moyen d'humidité de l'air. On peut aussi ajouter des organismes amphibies qui préfèrent vivre dans des endroits humides à côté des cours d'eau et des lacs ainsi que les organismes hydrophiles ou aquatiques.

Ce sont des plantes qu'on retrouve dans des milieux où le taux d'humidité est faible. Cette faiblesse du taux d'humidité est surtout due à l'insuffisance des précipitations. Les plantes xérophiles comme les cactées, les lichens, les plantes épiphytes et certaines espèces des fougères présentent diverses adaptations à la sécheresse telles que l'accumulation d'eau dans les tissus (succulence), la perte de feuilles, la diminution de l'évaporation par la production d'une cuticule épaisse autour du tronc, l'ouverture des stomates pour recueillir encore une certaine quantité d'eau atmosphérique... Certains de ces végétaux ont souvent de petite taille pour minimiser la perte d'eau. Leurs feuilles sont petites ou réduites à des écailles ou à des épines. D'autres pour survivre dans le milieu sec développent un système pileux abondant pour absorber les vapeurs d'eau atmosphérique et un puissant système racinaire qui peut chercher l'eau en profondeur et s'étendre sur des grandes superficies.

Ce sont des animaux vivant dans le milieu à faible taux d'humidité. Ils présentent également des adaptations anatomiques et morphologiques destinées à réduire la perte d'eau par la respiration et l'excrétion. Des insectes de milieu sec possèdent, par exemple un appareil excréteur spécialisé dans la récupération de l'eau contenu dans les fèces. Chez les rongeurs déserticoles, il existe aussi au niveau des fosses nasales une muqueuse spécialisée dans la réabsorption de l'eau contenue dans l'air expiré.

Les animaux des milieux secs ont souvent difficile à trouver de l'eau par leur alimentation. Certains utilisent alors de l'eau métabolique provenant de l'oxydation in vivo des lipides et glucides. C'est le cas du chameau et du dromadaire qui utilisent de l'eau métabolique obtenue par l'oxydation des lipides contenus dans leurs bosses et pour ne pas perdre beaucoup d'eau ils excrètent une urine très concentrée.

Beaucoup des vertébrés xérophiles évitent les fortes pertes d'eau en s'enfouissant dans de profondes galeries souterraines aux heures les plus chaudes de la journée ou se reposent tout simplement sous l'ombre.

A cette catégorie appartiennent la plupart des végétaux des milieux tempérés, les plantes cultivées et la majorité des animaux terrestres qui se contentent d'une hygrométrie moyenne.

On le retrouve dans des milieux dont les sols sont rarement inondés mais dont l'hygrométrie de l'air est élevée et proche de la saturation. Il s'agit des plantes épiphytes des forêts tropicales, des Invertébrés du sol, des nombreux Gastéropodes et Amphibiens.

Ils se retrouvent près des cours d'eau ; il s'agit de certains Insectes, les Mollusques et la plupart des Amphibiens (crapauds, grenouilles).

Ce sont des organismes aquatiques comme les plantes des mangroves, la jacinthe d'eau (Eichornia crassipes), la salade du Nil (Pistia stratiotes), les poissons, etc.

Certains végétaux des milieux secs sont sans adaptations à la sécheresse. Ils peuvent être regroupés en deux catégories :

Ce sont des plantes qui ont une vie très brève et qui profitent de très petites quantités des pluies pour germer, croître et donner rapidement des graines souvent à forte longévité. La vitesse de germination de ces plantes est exceptionnelle. Au Sahara, on a étudié 50 espèces de plantes éphémères : 14 % ont germés au cours du 1^er jour après la pluie, 88 % ont germés dans les 72 h suivantes. Ces plantes éphémères sont très recherchées par les éleveurs du Sahel à cause de leur croissance rapide. Le record de développement de ces plantes a été observé chez Boharia repens dont les nouvelles graines tombent sur le sol moins de 10 jours que la plante ait germé. Le plus souvent les éphémères sont naines et dépassent rarement 30 à 40 cm de hauteur. Elles n'ont aucune disposition de limitation de l'évaporation et présentent la même structure que les plantes des milieux humides. Elles fanent dès que l'eau disparaît.

Ce sont des plantes qui, dans le milieu désertique et malgré l'insuffisance de l'eau dans le sol et dans l'atmosphère, passent la saison sèche à l'état de vie active sans diminuer leur transpiration. Il s'agit par exemple de l'amandier. Elles réussissent, grâce à leurs longues racines et à la bonne conductibilité de leurs vaisseaux, à prélever suffisamment d'eau dans les couches profondes du sol et à l'acheminer en quantité suffisante dans les organes.

Les végétaux ne peuvent se maintenir en milieu sec que si les adaptations physiologiques et morphologiques spécifiques leur permettent de palier à l'insuffisance en eau. Curieusement on connaît des plantes de milieu humide et même très humide qui présentent des adaptations morphologiques semblables à celles retrouvées en milieu sec sans qu'on voie immédiatement, en quoi elles sont utiles. Ces adaptations plus ou moins inutiles au milieu sec sont appelées des xéromorphoses.

2.2. FACTEURS HYDROLOGIQUES

Les facteurs hydrologiques sont des facteurs écologiques liés aux caractéristiques chimiques et physiques du milieu aquatique.

2.2.1. Facteurs physiques du milieu aquatique

Le milieu aquatique est très peuplé d'organismes divers. L'activité et la survivance de ces organismes sont liées à une série des facteurs physiques du milieu tels que la densité, la viscosité, les mouvements de l'eau, la température, l'éclairement, la pression...

La densité de l'eau varie avec la température et sa teneur en matière dissoute (tableau 1). Cette densité relativement élevée permet aux organismes de grande taille de flotter.

La densité des organismes aquatiques est en général légèrement supérieure à celle de l'eau. Selon les principes physiques, ces organismes devaient couler, mais ils ont développé des adaptations morphologiques leur permettant de résister. Il s'agit, par exemple, des flotteurs chez les algues et les Cnidaires, des vessies natatoires chez les poissons.

La viscosité de l'eau assure aussi la flottabilité des organismes planctoniques de petite taille. Les eaux tropicales étant chaudes ont une faible viscosité. Elles ont tendance à faire couler les organismes planctoniques qui développent à cause de ce problème des soies abondantes et d'autres structures morphologiques augmentant la flottaison. La viscosité (résistance à l'écoulement) et la densité de l'eau constituent des entraves au déplacement rapide des animaux en milieu aquatique. Les animaux aquatiques bons nageurs ont alors tendance à réduire la résistance à l'avancement en développant une forme fuselée ou hydrodynamique.

Les courants constituent probablement les facteurs écologiques les plus importants dans les cours d'eau. Ils jouent un rôle important dans le fonctionnement du milieu marin et continental. Ils ajustent les températures des mers et des continents (courants marins), font circuler les éléments minéraux nutritifs dans les milieux aquatiques et contrôlent le cycle vital des nombreux animaux aquatiques. Ainsi des alevins planctoniques des poissons sont transportés par les masses d'eau en mouvement vers les zones où ils se fixent pour atteindre le stade adulte. Les courants permettent aussi la survie et le développement des animaux aquatiques fixes en leur amenant des aliments.

La lumière est un facteur écologique important en milieu aquatique car grâce à elle les végétaux aquatiques réalisent la photosynthèse. Les radiations lumineuses sont absorbées au fur et à mesure que la profondeur augmente. Suite à cette absorption de la lumière par l'eau, les végétaux ne se développent en milieu marin ou lacustre que dans une couche superficielle allant un peu au-delà de 100 m de profondeur (zone euphotique). L'éclairement est suffisant dans cette zone et la photosynthèse s'y déroule normalement. Au delà de 100 m jusque 500 m de profondeur, il existe une zone sombre avec très peu de lumière et où on ne trouve que des animaux (zone oligophotique). L'oeil humain peut y percevoir encore une faible lumière. De 500 m aux plus grandes profondeurs l'obscurité est totale (zone aphotique). On peut y trouver des animaux mais pas des végétaux.

C'est un autre facteur du milieu aquatique qui conditionne les organismes marins. Elle s'accroît au fur et à mesure qu'on descend dans l'eau. Elle augmente de 1 bar tous les dix mètres de profondeur. Les animaux vivant en profondeur, pour survivre à la forte pression de l'eau doivent présenter des adaptations particulières aux conditions de vie auxquelles ils sont soumis. Pratiquement, ils ont une pression interne qui s'équilibre avec la pression extérieure. S'ils sont ramenés par hasard et brutalement à la surface de l'eau leurs organes se dilatent sensiblement et parfois explosent.

Dans les eaux courantes les variations des températures suivent celles de l'air, mais elles sont souvent de faible amplitude. Les sources ont des eaux dont la température ne varie que très peu. Les cours d'eau aux rives dégagées c'est à dire dont les eaux sont exposées aux rayonnements solaires ont des températures plus chaudes que les cours d'eau dont les rives sont ombragées par les arbres. Dans les lacs et les étangs suffisamment profonds des régions tempérées, la température augmente en hiver avec la profondeur alors qu'en été, elle décroît avec la profondeur. En été, il est alors possible de distinguer trois zones dans un lac si on considère la température, il y a une zone superficielle ou épilimnion dont la température varie avec celle de l'air, une zone de transition ou thermocline dans laquelle la température décroît rapidement et une zone profonde ou hypolimnion dans laquelle la température varie peu au cours de l'année.

C'est la quantité d'eau en m³ qui coule dans un cours d'eau en une seconde. Ce paramètre est aussi très important en milieu aquatique car il intervient dans la répartition des organismes dans les cours d'eau.

2.2.2. Facteurs chimiques en milieu aquatique

L'eau dissout de grandes quantités des gaz dont les plus importants sont le Dioxyde de Carbone (CO₂) et le Dioxygène (O₂). L'océan renferme 40 à 50 cm³/ l de CO₂ principalement sous forme de bicarbonate. Lorsqu'on fait une comparaison avec l'atmosphère, on remarque que l'eau de mer renferme par unité de volume une concentration de CO₂ 150 fois supérieure à celle de ce gaz dans l'atmosphère.

Quant à la teneur en O₂, elle est particulièrement élevée dans les eaux de surface. Ce gaz provient directement de l'atmosphère et de l'activité photosynthétique des plantes aquatiques. Dans les eaux animées d'un intense courant, la teneur de l'oxygène est favorisée par l'agitation de l'eau. La quantité d'oxygène décroît avec la température et la concentration de l'eau en sel et en matières organiques mortes.

Le CO₂, les ions alcalins et alcalinoterreux jouent un rôle important dans la détermination du pH dans le milieu aquatique. Le Dioxyde de Carbone présent dans l'eau s'y trouve sous forme de CO₂ libre, d'ions Bicarbonate HCO₃^-et d'ion Carbonate CO₃^2- Les ions carbonates et bicarbonates agissent ensemble comme un tampon qui s'oppose aux variations du pH de l'eau. Le pH des eaux marines varie ainsi de 8 à 8,4 à la surface et de 7,4 à 7,8 en profondeur. Pour les eaux continentales il dépend de l'acidité ou de l'alcalinité des roches sur lesquelles se trouvent les eaux considérées. Il varie de 3 pour les lacs ou fleuves situés sur des sols très acides à 10 pour ceux qui se trouvent sur des sols calcaires ou très durs. Les eaux douces se trouvant sur des terrains très anciens sont faiblement tamponnées c'est-à-dire résistent moins à la variation du pH. Elles sont très sensibles à l'acidification due aux phénomènes des pluies acides provoquées par la pollution de l'air.

La salinité c'est-à-dire la concentration du sel dans l'eau varie horizontalement et verticalement dans l'eau. Les eaux des sources, des rivières et des lacs contiennent généralement peu de sel. Elles sont dites douces. Dans les mers, la salinité moyenne superficielle est de 35 ou 36 %o correspondant à 35 ou 36 gr de sel par litre d'eau. Ce sont des eaux salées. Les sels minéraux nutritifs plus particulièrement les phosphates et les nitrates ne se rencontrent jamais à des fortes concentrations dans les milieux aquatiques mais la survie des algues en dépend beaucoup. Ils constituent le principal facteur limitant de la production primaire océanique. Dans les eaux marines, on retrouve également des ions chlorures, sulfates, sodium, potassium, magnésium, calcium. Certains lacs et cours d'eaux situés sur des terrains granitiques, ont une concentration saline atteignant plus de 200 g / l. Dans les lagunes saumâtres ou certains lacs continentaux en voie d'assèchement la concentration en sel atteint même 300 gr /l. Seulement quelques espèces hautement spécialisées vivent dans ces eaux salées ou sursalées. Sur le plan écologique on peut subdiviser les eaux en eaux douces (faible concentration en sels) en eaux salées (eaux de mer) et en eaux sursalées (saumâtres).

2.3. LES FACTEURS EDAPHIQUES

Les facteurs édaphiques ou pédologiques sont des facteurs écologiques liés aux caractéristiques physiques et chimiques du sol. Il s'agit de la texture, de la structure, de la porosité, de la teneur en eau, du degré d'acidité et de la teneur en éléments minéraux du sol. Ces facteurs ont une influence particulièrement grande sur les végétaux. Selon la pédologie, le sol comporte des constituants minéraux provenant de la désagrégation de la roche mère (roche située à la surface de la croûte terrestre) par l'effet combiné des facteurs climatiques et biologiques et des constituants organiques dérivant des êtres vivants (humus).

2.3.1. La texture des sols :

La texture des sols dépend de la nature de fragments de la roche mère c'est-à-dire de la fraction minérale. Elle correspond à la composition granulométrique du sol. D'après la taille des particules et leur forme, les constituants minéraux du sol peuvent être classés-en :

On peut aussi classer les constituants minéraux des sols d'après le degré d'altération de minéraux qui les constituent. On distingue alors : les éléments sableux dont les particules ont plus de 0,002 mm de diamètre et les colloïdes minéraux dont les particules ont moins de 0,002 mm de diamètre.

La texture du sol présente une grande importance agronomique car la circulation de l'eau et del'air dans le sol dépend d'elle.

2.3.2. Structure des sols

Elle correspond à l'état d'association des colloïdes du sol. Le sol peut avoir une structure particulaire, lorsque les particules sont dispersées ou grumeleuse ou en agrégats, lorsque les particules fines sont floculées et cimentent les éléments de plus grande taille.

2.3.3 La porosité du sol

La porosité est un paramètre physique du sol correspondant au pourcentage d'espaces libres dans un volume donné de ce sol. Un sol compact et peu poreux empêche la migration des animaux édaphiques voire leur existence. La porosité décroît lorsqu'on passe de la structure en agrégats avec beaucoup de lacunes et cavités vers des structures de plus en plus particulaires. Un sol très particulaire dépourvu de sable est asphyxiant car ni l'eau ni les gaz ne peuvent y circuler.

On distingue la macroporosité qui correspond aux pores grossiers de diamètre supérieur à 8u et dont dépend la circulation des gaz et de l'eau dans le sol et la microporosité correspondant aux pores des petites dimensions et qui retient l'eau par capillarité.

2.3.4. Hygrométrie des sols

Chaque sol contient de l'eau. La capacité de rétention de l'eau d'un sol varie beaucoup en fonction de la porosité. L'eau se retrouve généralement dans les pores. Elle y est retenue par des forces physiques qui sont d'autant plus grandes que les pores sont plus petits. Selon la façon dont l'eau est retenue dans le sol on peut distinguer 4 types d'eau :

- L'eau hygroscopique : c'est une eau qui provient de l'humidité atmosphérique et qui forme une mince couche autour des particules du sol. Elle est très énergétiquement retenue et ne peut être utilisée ni par la faune ni par la flore du sol.

- L'eau capillaire non absorbable : c'est une eau qui occupe les pores d'un diamètre inférieur à 0,2u. Les racines des plantes ne peuvent l'extraire.

- L'eau capillaire absorbable : elle occupe les pores de 0,2 à 8 u de diamètre. Elle peut être extraite et utilisée par les plantes grâce à leurs racines.

- L'eau de gravité : c'est une eau qui occupe temporairement les pores les plus gros du sol et qui s'écoule après sous l'action de la pesanteur vers les nappes aquifères.

2.3.5. Le pH du sol

Selon le pH de l'eau contenue dans les pores, le sol peut être acide, neutre ou alcalin. Le pH du sol dépend du CO₂, des sels minéraux, des molécules organiques dissous dans l'eau de rétention et de la composition du complexe argilo-humique formé par l'association des colloïdes minéraux et des composés humiques. Il conditionne la répartition des organismes dans le sol. Selon la plus ou moins grande amplitude de pH toléré, on distingue des organismes euryioniques (qui tolèrent plusieurs valeurs de pH) et des organismes sténoioniques (qui se développent dans des conditions de pH plus ou moins fixes). Parmi les organismes sténoioniques, il existe des acidiphiles qui recherchent des sols acides, des neutrophiles qui vivent dans des sols neutres et les basiphiles qui préfèrent des sols alcalins riches en Calcium.

2.3.6. Les éléments minéraux :

Dans le sol, on retrouve beaucoup d'éléments chimiques dont les plus importants sont : l'azote, le phosphore, le potassium. De ces trois éléments dépend la survie de végétaux. Le phosphore se trouve dans le sol sous forme de phosphates ou d'acide phosphorique. Il représente un facteur limitant à cause de sa faible teneur dans le sol. L'azote est un autre facteur limitant qu'on retrouve dans le sol surtout sous forme de nitrates. Le Potassium constitue un élément nutritif essentiel pour les végétaux et surtout pour les plantes cultivées. A part ces 3 éléments, on peut encore signaler le calcium, le magnésium, le silicium et beaucoup d'autres éléments indispensables mais qui se trouvent dans le sol à l'état de traces (oligo-éléments).

2.4. FACTEURS BIOTIQUES

Les facteurs biotiques sont des paramètres physico-chimiques ou biologiques qui découlent de la présence et de l'action des êtres vivants. Ce sont toutes les interactions qui existent entre les êtres vivants animaux et végétaux présents dans un milieu donné. Nous pouvons distinguer parmi les facteurs biotiques, les facteurs physico-chimiques d'origine biotique, les facteurs trophiques ou alimentaires, les facteurs interspécifiques et intraspécifiques. Les facteurs abiotiques et biotiques n'agissent pas isolement mais de façon conjointe. Il existe une influence réciproque entre différents facteurs écologiques

2.4.1. Les facteurs physico-chimiques d'origine biotique

Les organismes exercent à chaque instant une influence mécanique ou climatique sur leur milieu. Ils sont capables de modifier la composition chimique du milieu par leurs activités métaboliques et par la sécrétion des substances naturelles favorables ou toxiques pour les autres espèces. L'action mécanique des racines ou de la faune endogée sur les roches est assez remarquable. Les végétaux eux aussi peuvent influencer par exemple, l'hygrométrie de l'air et l'oxygénation de l'atmosphère...

2.4.2. Facteurs trophiques de nature biotique

Les sels minéraux nutritifs comme les nitrates dont le rôle est essentiel dans le développement des végétaux, sont des facteurs trophiques d'origine biotique, car ils sont libérés dans le sol ou dans l'eau sous l'action des microorganismes appelés décomposeurs.

2.4.3. Les facteurs intraspécifiques

Il s'agit des interactions qui se manifestent entre individus de même espèce c'est-à-dire dans une population donnée. Ces interactions sont liées à la densité et peuvent être bénéfiques ou néfastes

2.4.4. Les facteurs interspécifiques

Ce sont les interactions qui s'exercent entre individus d'espèces différentes.

CHAPITRE III :

ECOLOGIE DES POPULATIONS

3.1. POPULATION, PEUPLEMENT ET COMMUNAUTE

En écologie les unités de base sont l'individu et l'espèce, qu'il s'agisse d'un animal ou d'un végétal.

Un groupe d'individus appartenant à une même espèce et occupant un milieu déterminé à un moment donné forme une population ou dème. Elle est différente du peuplement qui est un groupe d'individus, appartenant à des espèces différentes d'un même groupe systématique et vivant dans un milieu donné. On peut parler, par exemple, des populations d'hippopotames dans le Parc National de Virunga et du peuplement des mammifères dans la Réserve Naturelle de Tayna.

La communauté, quant à elle, est un ensemble des populations vivant dans un milieu déterminé. Une population constitue une entité écologique qui possède des caractéristiques propres s'exprimant par un ensemble des facteurs statistiques comme la natalité, la mortalité, la distribution en classes d'âges, le sex-ratio etc. Une des caractéristiques la plus remarquable des populations naturelles tient à leur relative stabilité. Bien que les affectifs d'une population ne soient pas absolus, ils ne varient, en règle générale, d'une façon spectaculaire ; il y a des mécanismes naturels qui gardent les populations plus ou moins stables (homéostasie).

L'écologie des populations ou démoécologie consiste à étudier les populations et les mécanismes qui stabilisent les effectifs dans chaque population et qui contrôlent la répartition ainsi que l'abondance des êtres vivants.

3.2. REPARTITION SPATIALE DES ETRES VIVANTS

L'étude de la répartition ou distribution spatiale des populations est très nécessaire pour comprendre les phénomènes démoécologiques. Quelle que soit la communauté considérée, on peut distinguer trois types fondamentaux de distribution spatiale des populations. Cette distribution peut être uniforme si les êtres vivants sont repartis dans la nature d'une façon uniforme, dispersée c'est-à-dire les membres sont repartis au hasard, ou contagieuse lorsque les individus sont groupés en agrégats.

Selon que la répartition est uniforme, dispersée ou groupée, les écologues utilisent respectivement les nombres 1, 2, 3. Toutefois, dans la nature, il est rare de trouver des répartitions pures, la plupart étant hybrides.

3.3. METHODES DES EVALUATIONS DES EFFECTIFS

L'évaluation de l'abondance ou la connaissance des effectifs d'une population est très importante dans toute recherche démoécologique. Cette opération est très délicate surtout pour les espèces migratrices.

3.3.1. L'évaluation absolue

Il s'agit de dénombrer, de compter tous les membres d'une population au temps t. Cette méthode n'est pas possible dans beaucoup de populations animales à l'exception de l'espèce humaine et des animaux domestiques. Cette technique exige beaucoup de moyens, car il faut voir chaque individu (recensement).

3.3.2. L'estimation des effectifs

Dans cette estimation, on ne donne pas l'effectif exact mais un nombre proche de la réalité. Elle est appliquée là où l'évaluation absolue n'est pas réalisable. Elle implique, l'adoption d'une stratégie et des techniques qui permettent de commettre le moins d'erreurs possibles. Cette stratégie est fondée sur la réalisation des prélèvements et d'un dénombrement visuel effectué au hasard dans un milieu uniforme mais en tenant compte du mode de répartition des individus dans l'espace considéré.

Cette méthode est utilisée dans l'estimation des effectifs des vertébrés terrestres. Plusieurs chercheurs traversent le terrain dans la même direction tout en notant chacun les animaux ou les végétaux qu'il voit à gauche et à droite sur son parcours (méthode de transect en ligne ou en bande)

Il est largement utilisé dans l'étude des populations des vertébrés terrestres ou aquatiques. D'après LAMOTTE et BOURLIERE (1969), le but de l'échantillonnage est d'obtenir à partir d'une surface donnée aussi restreinte que possible, une image fidèle de l'ensemble du peuplement. Le problème réside dans le prélèvement d'un échantillon aussi représentatif que possible de la population entière suivant les types des milieux, ses dimensions et les espèces à étudier. Il convient, une fois la taille des échantillons fixée, de ne plus la modifier.

En milieu terrestre, on partage le terrain en plusieurs parcelles de dimensions égales et on compte les animaux ou les végétaux dans quelques-unes unes de ces entités choisies au hasard. On calcule ensuite la moyenne d'individus par parcelle. Cette moyenne est ensuite multipliée par le nombre total des parcelles pour connaître l'effectif approximatif des individus sur ce terrain.

La méthode consiste à estimer l'effectif des populations animales en le capturant à l'aide de piège. Il existe 2 types de pièges : les pièges d'intersection qui capturent les animaux se déplaçant librement dans leur habitat et les pièges attractifs basés sur la réponse de l'animal à des stimuli chimiques, physiques ou mécaniques (pièges à appâts)

Si N est l'effectif total de la population à estimer, C1 le nombre des individus capturés lors d'un premier piégeage effectué à un temps t₁ et le nombre des captures au deuxième piégeage réalisé au temps t₂ suffisamment rapproché de t₁ pour négliger les variations d'effectifs dus aux facteurs naturels (natalité et mortalité), le nombre total d'individus dans le milieu est à peu près égal à

Cette méthode s'applique aux Insectes, aux Batraciens, aux Oiseaux et aux petits Mammifères. Pour être fiable, elle exige que la population étudiée soit sédentaire, que la probabilité de capture de tous les individus soit la même et que la proportion d'animaux capturés soit suffisante par rapport à l'effectif total de la population. Lorsque C1 et sont très petits, la formule ci-dessus devient aléatoire. Pour un bon piégeage, il faut aussi que C1 soit plus grand que .

C'est une ancienne méthode décrite dès 1896 par PETERSEN. On l'appelle aussi méthode de marquage ou index de LINCOLN. Son principe est le suivant : On capture un certain nombre d'individus T que l'on marque d'une façon indélébile avant de le relâcher dans le milieu naturel. Après quelques temps, on effectue une seconde séance de capture qui fournit un nombre n d'individus dont un nombre t porte déjà la marque. Les individus t sont dits recapturés. Dans ces conditions, si N désigne l'effectif total de la population, on a :

Exemple: Lors d'une étude des effectifs d'insectes par la méthode de capture et recapture, on a attrapé au cours d'une première séance de capture 345 insectes qui ont été marqués avec une couleur à huile et relâchés ensuite dans leur milieu naturel. Peu de temps après, une 2^e capture a été réalisée. De 320 insectes capturés, il y avait 64 marqués. La population d'insectes dans ce milieu peut être estimée de la manière suivante :

- les animaux relâchés se repartissent de façon homogène dans le milieu et conservent la même probabilité de recapture que les autres individus.

Remarque : Dans ces deux dernières méthodes on peut procéder à plusieurs piégeages ou marquages (marquage multiple).

3. 4. PRINCIPAUX PARAMETRES DEMOECOLOGIQUES

3.4.1. La densité

La densité d'une population appelée aussi abondance constitue un paramètre demoécologique primordial. Elle peut être définie comme le nombre d'individus d'une espèce par unité de surface. L'unité de surface est à fonction de la taille de l'espèce étudier et de son abondance plus ou moins grande. Elle va du m²dans le cas des invertébrés vivant sur sol au km²pour les grands herbivores de savane et de steppe. La densité peut aussi être exprimée en masse totale de matière vivante par unité de surface. A ce moment elle dépend de la place que l'espèce occupe dans la chaîne alimentaire. C'est pourquoi dans un écosystème en équilibre la densité des carnivores est toujours plus faible que celle des herbivores.

-La densité brute : c'est le rapport du nombre total d'individus d'une population (ou de sa biomasse) à la surface totale du milieu occupé par cette population.

-La densité écologique : c'est le rapport existant entre l'effectif total de la population (ou sa biomasse ou son poids sec) et la surface d'habitat réellement disponible.

Exemple : Pour un pays comme l'Algérie, la densité brute de la population correspond au rapport du nombre total d'habitants à la surface totale du pays et la densité écologique est le rapport existant entre ce nombre et la superficie des terres cultivables c'est -à- dire désert du Sahara non compris.

3.4.2. La natalité et la mortalité

La densité d'une population, sa croissance ou son déclin dépend du nombre d'individus qui lui sont ajoutés et de ceux qui disparaissent. La natalité constitue le principal paramètre démoécologique qui explique l'accroissement de la population. Il existe la natalité maximale ou physiologique qui correspond à la fécondité potentielle de l'espèce et la natalité réelle ou observée.

Le taux brut de natalité, s'exprime par le nombre de naissances pour mille individus et par an. A côté de ce taux, on peut aussi distinguer le taux net de reproduction qui correspond au nombre total des naissances produites par chaque femelle féconde.

La mortalité constitue le deuxième paramètre démoécologique d'importance fondamentale. Elle est le principal facteur de diminution des effectifs. Elle varie en fonction du groupe d'âges et s'exprime par le taux de mortalité c'est- à- dire le nombre des morts survenus dans un intervalle de temps donné divisé par l'effectif au début de l'intervalle. On distingue la mortalité minimale ou le taux de disparition des individus dans les conditions de vie optimales de la mortalité réelle ou écologique caractérisant la disparition des individus dans des conditions d'environnement données. Cette dernière, n'est pas constante mais varie en fonction de la population considérée et des facteurs du milieu.

La mortalité minimale est théorique, car elle représente le taux de disparition des individus à l'absence des facteurs limitants qui, pratiquement ne peuvent pas manquer.

Les courbes de survie fournissent une bonne répartition de la mortalité naturelle dans la population. On distingue trois grands types de courbes de survie (I, II, III) qui traduisent trois sortes de mortalités naturelles. Une courbe de survie est une représentation graphique de la variation du logarithme décimal des effectifs N en fonction du temps t.

Le type I est une courbe convexe et correspond à une mortalité faible au stade jeune mais qui devient forte par la suite. Il s'observe dans la population humaine.

Le type II est une courbe plus ou moins linéaire qui traduit un taux de mortalité constant tout au long de la vie de l'espèce. Il a été observé chez l'hydre verte.

Le type III est une courbe concave qui correspond à une forte mortalité juvénile (au stade jeune), mais qui décroît rapidement au stade adulte. Cette courbe a été observée chez le rouge-gorge.

L'étude des courbes de survie est très importante en démoécologie et en aménagement de la faune car elle permet de savoir à quel âge une espèce est plus sensible à la mort.

3.4.3. L'âge

Pour toute étude démoécologique, la connaissance de l'âge des individus est indispensable. Pour la détermination de l'âge précis, il faut avoir marqué un individu à sa naissance ou à l'éclosion. Dans le cas où cela n'est pas possible, on peut se baser sur les caractères morphologiques ou anatomiques, (Anneaux ou stries annuelles de croissance sur les coquilles, les écailles, la denture, les cornes..) ou sur les variations de son métabolisme.

Les pyramides des âges donnent la structure en classes d'âges des individus dans une population. Elles sont établies par superpositions des rectangles de largeur constante et de longueur, donc de surface proportionnelle aux effectifs dans chaque classe d'âges. Les deux sexes sont disposés en deux groupes distincts situés de part et d'autre d'une médiane, car la mortalité n'affecte pas de façon égale les deux sexes en fonction de l'âge.

Comme il n'est pas toujours facile de connaître l'âge exact des individus on peut simplifier les pyramides des âges en distinguant trois groupes d'âge dans toute population à savoir : les jeunes en période pré-reproductive, les adultes en période reproductive et les individus âgés en période post-reproductive, (inféconds ou séniles). Selon que la population est en expansion, stable ou déclinante, on peut observer trois sortes des pyramides d'âges

Cette pyramide caractérise une population en expansion rapide et dans laquelle il y a plus des jeunes que d'adultes et individus âgés.

Celle-ci s'observe dans une population stable ou le nombre d'individus est identique dans toutes les classes d'âge

Elle caractérise une population déclinante c'est à dire qui a tendance à disparaître suite au nombre très réduit des jeunes par rapport aux adultes. Lorsqu'on observe cette dernière pyramide dans une population, il faut renforcer les mesures de protection pour éviter la catastrophe (disparition de la population).

3.4.5. Le Sex-Ratio

Il s'agit d'un paramètre démoécologique de grande importance qui correspond au rapport entre les individus de sexe mâle et de sexe femelle dans une population animale donnée. Ce rapport est équilibré et proche de 1 dans la grande majorité des cas, c'est- à- dire, il y a autant des femelles que des mâles, sauf dans les populations d'espèces parthénogénétiques comme les abeilles, les pucerons et les phasmes.

Chez les vertébrés du moins pour la plupart, on observe toute fois un petit excès des mâles à la naissance ; mais à l'âge adulte le sex-ratio peut pencher en faveur des mâles ou de femelles suivant le groupe taxonomique, l'habitat et d'autres facteurs du milieu tels que les guerres, les maladies...

On peut distinguer le sex-ratio primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire respectivement à la conception, à la naissance, au stade juvénile et au stade adulte.

Dans l'exploitation rationnelle de la faune il faut éviter de surexploiter les individus d'un sexe car cela peut amener à un déséquilibre dans la population.

3.5. CROISSANCE DES POPULATIONS

3.5.1. Croissance en absence des facteurs limitants

Si on place une population dans un milieu stable où on a éliminé artificiellement tout facteur limitant, les effectifs de cette population vont croire indéfiniment selon une loi exponentielle en fonction du temps.

Si No est l'effectif de la population au temps t_o, N_t le nombre d'individus au temps t, r le taux d'accroissement naturel propre à l'espèce (taux intrinsèque d'accroissement) et e, l'exponentielle, on a pour cette population la relation :

Le taux intrinsèque d'accroissement naturel r est conditionné par la natalité et la mortalité.

Si b est le taux intrinsèque de natalité et m le taux intrinsèque de mortalité, on a r = b-m.

Exemple : Soit une population dont le taux de natalité annuelle b est de30 %o et un taux de mortalité m de 10 %o. Le taux de croissance annuelle de cette population r est :

= 0.02= 2%

Une population s'accroît lorsque r est positif et l'accroissement prévu I se calcule en multipliant le taux de croissance naturelle par l'effectif actuel N de la population

Tableau III : Valeurs du taux de croissance naturelle pour quelques groupes d'animaux

*Types d'organismes*	*Valeur de r par an (potentiel biotique)*
Grands mammifères	0.02-0.5
Oiseaux	0.05-1.5
Petits mammifères	0.3-8
Grands invertébrés	10-30
Insectes	4-50
Petits invertébrés (Grands Protozoaires inclus)	30-800
Petits Protozoaires	600-2000
Bactéries	3000-20000

3.5.2 Croissance en présence des facteurs limitants

Dans une population naturelle, les facteurs limitants, propres au milieu (facteurs extrinsèques) ne manquent jamais. Ils diminuent la natalité et augmentent la mortalité. Ces facteurs traduisent aussi, la résistance du milieu qui s'oppose à l'accroissement des effectifs, lorsque la population devient nombreuse. Les facteurs intrinsèques, propres à l'espèce considérée et les facteurs intrinsèques liés au milieu, combinent leurs effets pour ajuster les effectifs à une valeur donnée. Dans un milieu aux ressources limitées, la croissance d'une population, ne peut être pendant longtemps de nature exponentielle, car la résistance que lui offre ce milieu se manifeste de façon plus intense que les densités sont plus fortes.

Des expériences réalisées au laboratoire, démontrent bien que la résistance du milieu est d'autant plus grande que des effectifs sont plus élevés. Considérons l'expérience de PEARL réalisée sur la croissance de la levure (Saccharomyces cerevisiae) en 1925.

Tableau IV : Evolution de la croissance de la levure de pain selon l'expérience de Pearl

Temps t (en heures)

Nombre d'individus N par cm³ de culture

Vitesse d'accroissement

9,6

29,0

71,1

174,6

350,7

513,3

594,1

640,8

655,9

661,8

19,4

42,1

103,5

176,1

162,6

81,1

46,4

15,1

5,9

Si on construit une courbe de croissance avec des telles données, on obtient un graphique en forme de S ou une sigmoïde qui tend vers une valeur limite correspondant à l'effectif maximal que peut supporter le milieu considéré. Cette valeur maximale vers laquelle tend la courbe de croissance en présence des facteurs limitants est appelé capacité limite du milieu ou capacité biologique spécifique K.

Le rapport ( K-N)/K correspond à la résistance du milieu qui s'oppose à la croissance exponentielle de la population en présence des facteurs limitants.

La courbe exponentielle et la courbe Sigmoïde (logistique) peuvent être représentées sur les graphiques suivants

Figure 5: Courbe de croissance en présence et en absence des facteurs limitants.

En ce qui concerne la vitesse de croissance, elle augmente sans cesse s'il n'y a pas des facteurs limitants. Dans le cas contraire, elle augmente au début, atteint le maximum puis décroît et tend vers 0 avec le temps. D'une manière générale, on peut considérer la courbe exponentielle de la croissance d'une population comme étant théorique. C'est la courbe logistique ou en S qui s'observe sur terrain.

3.5.3. Fluctuations des populations

Dans les populations naturelles, les fluctuations ou variations des effectifs, constituent une règle absolue même si les populations semblent être stables lorsqu'on les étudie sur une assez longue période.

En fonction de leurs durées, ces fluctuations peuvent être saisonnières, annuelles ou pluriannuelles. Elles sont, d'après le naturaliste Buffon, dues à l'existence dans le milieu naturel, des facteurs qui exercent une action négative. Il s'agit, par exemple, des maladies, du surpeuplement, de manque de nourriture, de la prédation, de la guerre etc.

De toutes les façons, on a remarqué que les populations fluctuent entre une limite supérieure et une limite inférieure. Ces fluctuations, créent au sein des populations, des déséquilibres qui sont directement réparées. Une population qui présente une relative stabilité c'est -à- dire peu de fluctuations de ses effectifs sur des longues périodes, est dite stable ou logistique.

3.6. LES RELATIONS HOMOTYPIQUES

Ce sont des réactions qui s'observent au sein d'une population où entre individus d'une même espèce.

3.6.1. Le principe d'Allee

Chez certaines espèces animales ou végétales, lorsque plusieurs individus vivent en groupe, on observe un effet bénéfique sur la survie et la fécondité des individus. On parle alors de l'effet de groupe. Chez les animaux, beaucoup d'activités comme la recherche de la nourriture, la lutte contre les ennemis, la reproduction sont facilitées par la vie en groupe. Les tisserins, par exemple, se défendent mieux quand ils habitent ensemble dans un palmier que lorsqu'ils sont isolés. Il en est de même pour les hérons, les poissons...

Cependant, au-delà d'une valeur optimale de la densité c'est à dire lorsque le milieu devient surpeuplé, la tendance s'inverse et l'effet devient néfaste. On parle alors de l'effet de masse. Cette réaction se manifeste par la baisse de la fécondité, le cannibalisme, les épidémies etc. Chez d'autres la densité a un effet systématiquement défavorable.

3.6.2. La compétition intraspécifique

Entre individus d'une même espèce, il peut se manifester une compétition dite intraspécifique pour la recherche de la lumière, de la nourriture, d'un partenaire sexuel ou pour la survie. On peut alors distinguer la compétition de survivance, la compétition de concurrence...

Contrairement à la compétition de survivance, la compétition de concurrence tend à maintenir une population animale en deçà de la capacité limite du milieu sans causer de fortes fluctuations au niveau des effectifs.

Pour certaines espèces animales vivant en groupe et dans lequel la dominance hiérarchique détermine l'importance et le rang social de chaque individu, des mâles dominants s'affrontent parfois dans des combats corporels évoquant la frayeur. Les mâles dominants sont les premiers à se nourrir et à s'accoupler. Les autres prêtent main forte aux mâles dominants ou abandonnent le groupe pour vivre en célibataires et sans aucune progéniture. Un cas similaire s'observe chez les espèces manifestant un droit de territorialisme. Les mâles vainqueurs obtiennent souvent les meilleurs territoires et engendrent plus des descendants que les autres qui se contentent des territoires médiocres ou qui se condamnent tout simplement à errer.

3.7. LES RELATIONS HETEROTYPIQUES

La cohabitation de deux espèces peut avoir sur chacune d'elle une influence nulle, favorable ou défavorable. Ce sont ces d'influences qu'on appelle relations ou réactions hétérotypiques ou interspécifiques. Elles peuvent être des relations de compétition, d'exploitation ou de coopération.

3.7.1. Les relations de compétition

Parfois entre deux espèces qui cohabitent on peut observer une compétition. Cette dernière est appelée compétition interspécifique. Elle existe lorsque ces deux espèces agissent défavorablement l'une sur l'autre dans la recherche de la nourriture, de l'abri, de site de reproduction ou de l'espace vitale.

3.7.2. Les relations de coopération

Le mutualisme est une interaction interspécifique à bénéfices réciproques. Les associées profitent l'un de l'autre et une fois séparés les individus continuent à vivre sans problème. C'est l'association, par exemple, entre la vache et le garde-boeuf.

La symbiose est une forme extrême du mutualisme dans la quelle on observe des bénéfices réciproques pour les associés, mais qui, une fois séparés, ces organismes meurent. Les lichens constituent un cas de symbiose entre une algue et un champignon. On peut aussi citer l'association symbiotique de certaines bactéries vivant dans le tube digestif des ruminants et leur permettant de digérer la cellulose contenue dans l'herbe ou l'association entre les légumineuses (soja, haricots...) et le Rhizobium permettant à ces plantes de fixer l'azote atmosphérique. La symbiose se distingue du mutualisme par son caractère obligatoire. Les associés sont obligés de cohabiter pour continuer à vivre. La symbiose est parfois appelée symbiose mutualiste.

3.7.3. Les relations d'exploitation

Dans cette catégorie des relations on regrouper le commensalisme, le parasitisme et la prédation.

Le commensalisme est une association dans laquelle une espèce dite commensale, tire profit de l'autre appelée hôte pour s'abriter, se nourrir ou se déplacer sans que ce dernier en soufre, mais aussi sans qu'il en tire des bénéfices. C'est le cas du cloporte qui vit dans les fourmilières où il se nourrit des déchets laissés par les fourmis sans que ces dernières soient gênées ou profitent de sa présence.

Il existe une forme particulière de commensalisme ou l'organisme le plus petit est transporté par le plus grand. Il s'agit de la phorésie La balane méditerranéenne vit, par exemple, fixée sur la carapace des tortues marines pour se faire transporter. On peut aussi signaler le cas des petits acariens vivant sur le hanneton.

Le parasitisme est une interaction entre deux organismes ou espèces dont l'un, le parasite, vit aux dépens de l'autre, appelé hôte, en lui portant préjudice mais, d'une manière générale, sans le tuer directement. On distingue des parasites externes ou ectoparasites vivant à la surface du corps de leur hôte et les parasites internes ou endoparasites qui se développent à l'intérieur de leur hôte comme l'ascaris, le ténia...

Une forme primitive d'endoparasitisme entraîne systématiquement la mort de l'hôte. Les organismes qui vivent de cette façon sont appelés des parasitoïdes . C'est le cas larves de certains Diptères qui se développent en mangeant l'intérieur de leur hôte. Il existe aussi des parasites d'autres parasites qu'on appelle des hyperparasites.

Il existe aussi une autre forme de parasitisme appelé parasitisme social. Il se manifeste dans le cas ou une espèce exploite l'autre comme le coucou qui pond ses oeufs dans les nids d'autres espèces d'oiseaux. A l'éclosion, les jeunes coucous rejettent la portée de leur hôte afin d'attirer toute l'attention des parents nourriciers sur eux.

L'amensalisme est une interaction biologique entre deux espèces dans laquelle une espèce inhibe le développement de l'autre. L'amensalisme est observé le plus souvent chez les végétaux. Par exemple, un grand arbre peut empêcher le développement d'un arbre en le privant de la lumière. Un organisme peut aussi excréter une substance au cours de son métabolisme qui est nocive pour l'autre organisme. Par exemple, le champignon Penicillium peut produire des composés antibiotiques comme la pénicilline et inhiber la croissance des bactéries alentours.

La prédation est la relation qui existe entre le mangeur et le mangé. Prise dans son sens le plus large, la prédation est un mode d'alimentation par lequel un animal se nourrit d'autres organismes vivants. Elle inclut à la fois les animaux herbivores, carnivores et parasites. Au sens strict, la prédation est l'interaction existant entre deux espèces animales dont l'une, le prédateur, se nourrit de l'autre, appelé proie, après l'avoir tuée. Elle s'exerce surtout sur certains individus faibles et faciles à attraper tels que les individus sans expérience, les malades, les blessés ou les individus âgés. La prédation est de ce fait un phénomène biologique fondamental et utile car elle permet l'épuration des populations

Si les prédateurs ont développé des stratégies pour s'assurer de la nourriture en déployant un minimum d'énergie, les proies se sont à leur tour pourvues des mécanismes de défense pour échapper à leurs prédateurs. Certaines espèces offrent une résistance passive en tentant de se confondre avec l'environnement comme les sauterelles qui se confondent avec les herbes ou des chenilles qui simulent des brindilles (camouflage).

D'autres types de proies essaient aussi d'effrayer ou d'attaquer tout prédateur potentiel. Les Oiseaux, les Poissons, et les Mammifères se tiennent généralement en groupes afin d'effrayer les prédateurs. Les herbivores comme les antilopes sont toujours en état d'alerte, au premier signe d'agitation de l'un d'eux, ils prennent tous la fuite.

Quelques espèces peuvent aussi se protéger en imitant d'autres pourvues d'un mécanisme de défense efficace contre les prédateurs. On parle du mimétisme. Un organisme qui imite l'autre sans posséder son mécanisme de défense accomplit un mimétisme batésien. Le papillon vice-roi, par exemple, imite la coloration du monarque mais il n'est pas toxique. Les deux espèces se ressemblant jusqu'à prêter confusion, les oiseaux les évitent toutes deux. Par contre, lorsque deux espèces semblables ont un système de défense identique, il s'agit de mimétisme müllérien. C'est le cas du papillon Danaus gilippus qui imite le Monarque en se défendant comme lui par sa toxicité.

3.8. LES RELATIONS CHIMIQUES

Entre les membres d'une communauté circulent des substances qui ont pour rôle de transmettre divers types d'informations. Ces substances appelées écomones se subdivisent en deux catégories : les allomones et les phéromones.

Les allomones transmettent des signaux chimiques entre espèces différentes alors que les phéromones véhiculent l'information entre individus de la même espèce.

-Les phéromones sexuelles qui ont un rôle attractif et qui permettent le rapprochement des sexes chez les insectes sociaux, les Diplopodes, les Crustacés, les Poissons, les Amphibiens, les Reptiles, les Mammifères et les algues.

-Les phéromones marquant le piste ou le territoire qui se rencontrent chez les insectes sociaux comme les fourmis et chez certains mammifères spécialement chez les carnivores.

-Les phéromones de reconnaissance qui se rencontrent entre les individus d'une même colonie chez les insectes sociaux et qui donnent une odeur caractéristique à la communauté.

-Les phéromones d'alarme qui sont produites par certains insectes pour signaler un danger qui s'approche.

CHAPITRE IV :

NOTIONS DE LA BIOCENOSE ET DE L'ECOSYSTEME

4.1. LA BIOSPHERE

Le terme Biosphère créé par le géologue russe Vladimir Ivanovich VERNADSKY peut être considéré, au sens strict, comme l'ensemble des organismes vivants, animaux et végétaux se retrouvant à la surface de la planète terre. Il désigne aussi, en sens large, la partie du globe où se trouvent les êtres vivants et où la vie est possible en permanence. Théoriquement la limite supérieure de la biosphère se situe entre 6000 et 10000 m d'altitude. Le fond de grandes fosses océaniques des îles Mariannes qui se trouvent en 11000 m de profondeur en constitue la limite inférieure.

Certaines zones dites zones parabiosphériques (calotte polaire, sommet de très haute montage) ne font partie de la Biosphère, car aucun végétal ne peut s'y développer et aucun vertébré ne peut s'y établir.

La Biosphère, prise au sens large, peut se subdiviser en trois compartiments de nature physique différente :

- La lithosphère : formée des couches les plus superficielles de l'écorce terrestre,

Deux caractères primordiaux font la spécificité de la Biosphère : l'eau s'y trouve en permanence à l'état liquide et le soleil la baigne d'un flux lumineux continu grâce auquel les végétaux et indirectement les animaux élaborent les substances organiques dont ils ont besoin pour leur survie et leurs activités.

Les écologues utilisent également le terme Ecosphère qui inclut la lithosphère, l'hydrosphère, l'atmosphère, la Biosphère au sens strict et la photosphère représentée par le soleil.

4.2. LES BIOCENOSES ET LES ECOSYSTEMES

Le terme Biocénose a été créé par Mobius ( 1877 ) lors de son étude sur les bans d'huîtres et des organismes qui leur sont associés. La définition originale de la biocénose est la suivante : La Biocénose est un groupement d'êtres vivants correspondant par sa composition, par le nombre d'espèces et d'individus dans certaines conditions moyennes du milieu à un groupement d'êtres vivants qui sont liés par une dépendance réciproque et qui se maintiennent en se reproduisant dans certains endroits d'une façon permanente.

Actuellement, on considère la biocénose comme un ensemble des communautés animales et végétales vivant dans un milieu naturel déterminé. Le milieu naturel dans lequel vivent ces communautés est le biotope.

A la partie animale d'une biocénose, on applique le terme spécifique de zoocénose. pendant que la partie végétale de la biocénose constitue la phytocénose .

La biocénose et son biotope forment deux éléments inséparables qui agissent l'un sur l'autre pour former un système plus ou moins stable dénommé Ecosystème. En d'autres termes l'écosystème a deux composantes : l'une organique, la biocénose et l'autre inorganique ou organique, le biotope.

Le concept « écosystème » date de l'année 1877 avec les écrits de FORBES et MOBIUS. Ils considèrent que l'unité d'étude en écologie doit inclure à la fois les plantes, les animaux et leur environnement physique. C'est à partir de ces idées que TRANSLEY, en 1935, proposa le terme écosystème qui, d'après lui, peut se traduire par la relation suivante :

L'Ecosystème n'est pas seulement une juxtaposition de deux composantes matérielles mais représente aussi une unité fonctionnelle qui inclut à la fois les êtres vivants et le milieu dans lequel ils vivent avec toutes les interactions réciproques entre le milieu et les organismes. Un écosystème complet comprend les substances abiotiques organiques et inorganiques du milieu, des communautés d'organismes autotrophes capables de synthétiser la matière organique à partir du milieu inorganique, d'organismes consommateurs ou hétérotrophes et des décomposeurs qui transforment la matière organique en substances inorganiques. L'écosystème est une unité écologique relativement stable dans le temps et ouverte. Il y a toujours des éléments qui entrent et ceux qui sortent. Ceux qui entrent sont : l'énergie solaire, l'eau, les minéraux, les gaz... ceux qui sortent sont : la chaleur, l'oxygène, le dioxyde de carbone et d'autres gaz, les composés humiques et les substances biogènes.

Les écosystèmes sont doués d'une autorégulation et sont capables de résister, au moins dans certaines limites, aux modifications du milieu ambiant et aux brusques variations de la densité des populations. Ils obéissent aux lois de la thermodynamique.

Les divers écosystèmes de la Biosphère sont repartis en deux groupes d'après leur nature :

- Les écosystèmes aquatiques dépendant de l'hydrosphère et qu'on peut subdiviser en écosystèmes limniques (lacs, étangs, fleuves, marais), littoraux (lagunes, estuaires, embouchures, mangroves) et marins ou océaniques

- Les microécosystèmes peu étendus comme un tronc d'arbre mort, une flaque d'eau

4.3. TYPES DE BIOCENOSES

En allant de la plus étendue à la plus petite dans biocénoses, on distingue :

- Les communautés majeures qui sont au nombre de trois : les communautés terrestres (vivant sur la terre émergée), les communautés dulcicoles ou dulçaquicoles (qui vivent dans l'eau douce) et les communautés marines.

Le biome est un groupement de physionomie homogène qui s'étend sur une aire géographique assez grande et dont l'existence est sous le contrôle du macroclimat.

En fonction de la latitude, la succession des grandes biomes continentaux est la suivante : la forêt tropicale humide ou forêt dense équatoriale, la forêt sèche tropicale ou forêt claire, les savanes tropicales ou prairies tropicales, les déserts, la forêt méditerranéenne ou maquis méditerranéen, les forêts de feuillus caducifoliés (présentes seulement dans l'hémisphère Nord), les steppes ou prairies tempérées d'Amérique du Nord, la Taïga ou forêt boréale des conifères et la Toundra. Cette zonation latitudinale des biomes est très difficile à établir pour les écosystèmes marins à cause de l'homogénéité due aux courants marins et à l'absence des barrières géographiques.

Ce sont des groupements d'espèces (ou communautés) plus ou moins localisés et définissables avec précision. Ils constituent les biocénoses proprement dites. C'est le cas, par exemple, d'une palmeraie ou d'un champ qui constitue une association avec sa faune et sa flore.

Il s'agit des micro-associations ou des fragments de biocénoses. Un cadavre en décomposition, un tronc d'arbre mort, la surface d'un rocher hébergent des communautés très restreintes ou synusies

4.4. CARACTERISTIQUES DES BIOCENOSES

Les biocénoses se définissent quantitativement par un ensemble de descripteurs qui prennent en considération l'importance numérique des espèces qui les constituent. La description de la structure de la biocénose ne peut se faire qu'à travers les paramètres tels que l'abondance (densité), la richesse spécifique, la dominance, la diversité spécifique, la fréquence...

Elle correspond au nombre d'individus par unité de surface ou de volume. Comme il n'est pas toujours facile d'évaluer exactement l'abondance des espèces, les écologues se contentent souvent d'établir des catégories d'après des estimations plus ou moins précises et adoptent six classes d'abondance. Ils utilisent des chiffres allant de 0 à 5 pour exprimer cette abondance. Selon que l'espèce est absente, rare et dispersée, assez abondante, abondante, très abondante ou qu'il s'agit d'un peuplement pur on a respectivement les coefficients 0, 1, 2, 3, 4, 5.

C'est le descripteur qui désigne la richesse d'une biocénose en espèces. Ce paramètre est fondamental car il permet de comparer la richesse en espèces de deux biocénoses. La diversité spécifique exprime la richesse d'un peuplement donné (c'est-à-dire le nombre plus au moins grand d'espèces qui le compose).

L'abondance relative de ces différentes espèces, appelé équitabilité. La diversité peut s'exprimer par plusieurs indices dont le plus couramment utilisé et celui de SHANNON H'

où n_iest le nombre d'individus de l'espèce i et N le nombre total d'individus.

où H' est l'indice de diversité de Shannon et S la richesse spécifique du peuplement.

La valeur de l'équitabilité varie de 0 à 1. Elle est égale à 1 lorsque toutes les espèces ont la même abondance et tend vers 0 quand la quasi-totalité des effectifs est concentrée sur une seule espèce.

C'est un paramètre d'ordre quantitatif qui sert à décrire la structure d'un groupement végétal. Le degré de dominance d'une espèce par rapport aux autres est évaluée à partir du recouvrement c'est à dire la surface du sol couverte par l'espèce. Il existe cinq coefficients de dominance. Le coefficient 1 correspond à un recouvrement inférieur à 5 %, le coefficient 2 à un recouvrement compris entre5% et 25 %, le coefficient 3 à un recouvrement de 25 à 50 %, 4 à un recouvrement de 50 à 75 % et le coefficient 5 à un recouvrement supérieur à 75 %.

Lorsqu'une espèce est présente en très petit nombre, son recouvrement ne peut pas être estimé. Son degré de dominance est seulement mentionné par le signe + qui signifie présence ponctuelle.

Elle correspond à la disposition des individus de diverses espèces les unes par rapport aux autres (structure verticale et horizontale)

C'est le rapport entre le nombre d'individus d'une espèce et l'effectif total. Elle s'exprime en pourcentage.

4.5. EVOLUTION DES BIOCENOSES

L'action est l'influence exercée par le biotope sur la biocénose. Elle se manifeste de façon très diverse et les conséquences en sont très variées. Parmi ces conséquences, notons l'apparition des adaptations morphologiques et écologiques, le maintien ou l'élimination de certaines espèces et la régulation de leur abondance.

La réaction est l'influence exercée par une biocénose sur son biotope. Elle peut se manifester par la destruction, l'édification ou la modification du milieu.

La coaction est l'influence que les organismes exercent les uns sur les autres dans leur milieu naturel.

L'influence des facteurs climatiques est particulièrement évidente. Les changements qui se sont produits pendant les périodes glacières et interglaciaires du quaternaire qui ont modifié les distributions de la faune et de la flore dans certaines régions du globe en constituent bon exemple.

Les phénomènes géologiques comme l'érosion, la sédimentation, l'orogenèse, le volcanisme peuvent modifier profondément le biotope pour provoquer un changement considérable dans la biocénose. L'évolution des sols sous l'action combinée du climat et des organismes entraîne une évolution parallèle de la flore.

Ce sont les plus fréquents Ils agissent plus rapidement que les autres facteurs. L'action de l'homme est, sans doute, le facteur biologique le plus important de l'évolution des biocénoses. Les incendies, les déforestations, les introductions volontaires ou non des espèces nouvelles (espèces exotiques) dans un milieu constituent quelques-unes unes des interventions humaines capables de faire évoluer rapidement les biocénoses.

4.6. NOTIONS DE SERIES ET DE CLIMAX

Considérons un milieu qui n'a jamais été peuplé (place vide). Les organismes qui s'installent en premier lieu sur cette place vide sont dits des pionniers. Les biocénoses qui se succèdent après sur ce milieu sont appelées des séries ou successions.

En absence d'intervention humaine, la biocénose d'un écosystème donné évolue progressivement vers un stade terminal, une biocénose stable en équilibre avec le milieu. Ce stade terminal d'évolution s'appelle le climax. La biocénose climax reste identique à elle-même pendant une durée qui correspond à plusieurs vies humaines. Si dans un milieu, qui a déjà été peuplé, on élimine tous les êtres vivants, on constate une apparition des successions secondaires qui conduisent à un climax mais qui est différent de celui qui existait primitivement. Ce nouveau climax est souvent désigné par le terme subclimax. Il existe aussi des successions qui ne se terminent pas par un climax final, ce sont des séries destructives comme ce qu'on observe dans les cadavres d'animaux. Des larves s'y forment mais évoluent négativement et finissent par disparaître.

4.7. NOTION DE LA NICHE ECOLOGIQUE

En principe deux espèces ayant exactement les mêmes besoins ne peuvent cohabiter. Il y a forcément une compétition entre les deux (principe d'exclusion compétitive de Gause). Cependant, on a trouvé dans la nature des espèces voisines ayant apparemment les mêmes exigences alimentaires, qui cohabitent sans entrer en compétition. Un des exemples les plus connus est celui du cormoran noir et le cormoran huppé. Ces deux espèces d'oiseaux nidifient ensemble sur les mêmes falaises en Grande Bretagne et pêchent dans les mêmes eaux ! En principe ces espèces devraient entrer en compétition alimentaire mais cela n'arrive pas car les proies capturées ne sont pas les mêmes et l'une pêche dans l'eau de surface et l'autre en profondeur. Cela a conduit à notion de niche écologique développée pour la première fois par ELTON en 1927.

G.E. Hutchinson (1957) définit une niche écologique comme un hypervolume où chaque dimension de l'espace est une ressource (alimentaire, spatiale : cachette, etc.) de l'environnement.

La niche écologique d'une espèce, désigne à la fois une localisation et une fonction. A chaque espèce correspond une niche écologique qui se distingue de son biotope. La niche écologique d'un animal par exemple est sa place dans l'environnement abiotique (biotope), ses relations avec sa nourriture et ses ennemis.

La connaissance de la niche écologique permet de comprendre la structure, l'organisation des écosystèmes et de répondre aux questions suivantes : comment, où et au dépens de qui se nourrit telle espèce ? Par qui est-elle mangée ? Comment et où se repose -telle ? Comment se reproduit-elle ? Pour bien comprendre cette notion de la niche, il faut distinguer les trois axes suivants :

- un axe temporel qui montre comment l'espèce utilise l'espace et la nourriture en fonction du temps (rythme d'activités)

- des espèces allopatriques : Espèces voisines dont les aires de répartition sont distinctes. Leurs niches écologiques peuvent être séparées, contiguës ou chevauchées particulièrement.

- des espèces sympatriques : Espèces qui cohabitent dans une aire plus ou moins vaste. Leurs niches écologiques peuvent se superposer partiellement ou l'une peut être totalement incluse dans l'autre.

4.8. STRUCTURE TROPHIQUE D'UN ECOSYSTEME

Les êtres vivants qui peuplent une communauté sont unis les uns aux autres par des liens de nature alimentaire jouant un rôle essentiel dans la cohésion de la biocénose. Ces liens forment des chaînes trophiques.

Une chaîne trophique ou alimentaire est, par définition, une suite d'êtres vivants dans laquelle les uns mangent ceux les précédent dans la chaîne avant d'être mangés par ceux qui les suivent.

- Les producteurs primaires (végétaux chlorophylliens) capables de synthétiser la matière organique à partir des éléments minéraux et du soleil.

- Les consommateurs (herbivores, carnivores) qui ne peuvent vivre directement ou indirectement qu'au dépens de la matière organique fabriquée par les producteurs. En ce qui concerne les consommateurs, on peut distinguer ceux qui mangent les producteurs (herbivores et parasites végétaux) et ceux qui mangent les herbivores (carnivores de 1^er ordre). Il y a même ceux qui consomment d'autres carnivores. On distingue alors des consommateurs de 1^er, 2^e, 3^e... ordre.

- Les décomposeurs (bactéries) qui assurent la transformation de la matière organique morte en éléments minéraux.

Ce sont des chaînes où on retrouve spécialement des détritivores comme les invertébrés, les bactéries et les champignons.

Elles sont très importantes en milieu forestier où la plus grande partie du feuillage n'est pas consommée par les herbivores mais constitue une litière des feuilles mortes. Ces feuilles sont d'abord fragmentées par de nombreux animaux saprophages puis reprises par les vers de terre qui dispersent l'humus formé dans les horizons superficiels du sol. Les champignons développent leur mycélium sur cette matière et à l'extrémité de la chaîne, les microorganismes décomposeurs ou bioréducteurs achèvent la minéralisation de la matière morte en produisant du nitrate.

En réalité, ces trois types de chaînes trophiques coexistent toujours dans un écosystème de sorte que plusieurs espèces peuvent appartenir à la fois à plusieurs chaînes alimentaires dont l'ensemble constitue un réseau alimentaire ou réseau trophique. Une même espèce animale ou végétale peut donc servir d'aliment à plusieurs autres espèces.

Dans une chaîne trophique, on peut distinguer plusieurs niveaux trophiques ou étages. Les végétaux chlorophylliens, les herbivores les consommateurs de 2^e ordre et ceux de 3^e ordre constituent respectivement le 1^er, le 2^ème, le 3^ème, le 4^e niveau trophique.

4.9. PYRAMIDES ECOLOGIQUES ET FLUX D'ENERGIE

La structure d'un écosystème peut être décrite en terme d'individus, de biomasse, ou d'énergie. On peut la représenter graphiquement à l'aide des pyramides écologiques construites en superposant plusieurs rectangles de même largeur et proportionnels au nombre d'individus ou à la masse de matière vivante ou d'énergie présente à chaque niveau trophique. Selon qu'on se base sur le nombre la biomasse et l'énergie on peut distinguer les pyramides des nombres, des biomasses et des énergies.

Dans les écosystèmes, seule une fraction (10 - 20%) de l'énergie se trouvant dans un niveau donné d'une chaîne trophique est transmise aux organismes de niveaux trophiques supérieurs (Loi de 10% ou loi de LINDEMAN).

A chaque étape de la chaîne trophique, une part substantielle de l'énergie solaire captée au niveau des producteurs est perdue sous forme de chaleur qui retourne dans l'atmosphère. De ce fait, l'énergie n'est pas recyclable. Les organismes de chaque niveau trophique transmettent moins d'énergie qu'ils n'en reçoivent.

- à partir des éléments disponibles, seuls, une partie est effectivement prélevée et dévorée par le niveau supérieur.

- une partie des aliments ingérés n'est pas digérée et sort du tube digestif à l'état des déchets ou excréta.

- seul un pourcentage d'aliments digérés est transformé au profit de la masse corporelle de l'organisme, le reste étant utilisé comme source d'énergie.

Niveau V C₄ = consommateurs de 4^ème ordre Niveau IV C₃ = consommateur de 3^ème ordre

4.10. CIRCULATION DE LA MATIERE DANS LES ECOSYSTEMES :

Dans les écosystèmes, en plus de la circulation de l'énergie, il y a aussi des éléments essentiels qui suivent des cycles déterminés grâce auxquels ils sont récupérés. Ces éléments passent alternativement et d'une façon ininterrompue entre le milieu et les êtres vivants. Si on considère la biosphère dans son ensemble, les éléments biogènes circulent entre la lithosphère, l'hydrosphère ou l'atmosphère et les êtres vivants. Tous ces circuits fermés suivis par ces éléments sont appelés cycles biogéochimiques. L'existence de tels cycles explique la constance du taux des divers éléments présents dans la biosphère. Il y a par exemple l'oxygène que les animaux absorbent à chaque instant et depuis l'apparition de la vie sur la terre mais sa quantité reste constante dans la biosphère. Chaque cycle comporte une partie biologique et une partie géochimique. On distingue 3 sortes de cycles biogéochimiques :

- les cycles des éléments à phase gazeuse prédominante (cycle de N, de O et du C).

- les cycles des éléments à phase sédimentaire prédominante (cycles du phosphore et du soufre).

Le processus cyclique comprend pour chaque élément un réservoir, partie de la biosphère servant d'entrepôt à un élément, un carrefour d'échange, partie de la biosphère ou les producteurs puisent les nutriments et la communauté biotique qui permet aux sels d'être transmis le long de la chaîne trophique par l'intermédiaire du carrefour d'échange.

4.10.1. Exemples des cycles biogéochimiques

L'atmosphère est la principale source d'azote, sous forme de diazote, puisqu'elle en contient 78 % en volume. L'azote, composé essentiel à de nombreux processus biologiques, se retrouve entre autres dans les acides aminés constituant les protéines, et dans les bases azotées présentes dans l' ADN. Des processus sont nécessaires pour transformer l'azote atmosphérique en une forme assimilable par les organismes.

L'azote atmosphérique est fixé par des bactéries présentes dans le sol, telles que Azobacter vinelandii, grâce à une enzyme, la nitrogénase. Celle-ci qui produit de l' ammoniac NH₃ à partir de l'azote atmosphérique et de l' hydrogène de l'eau. Certaines de ces bactéries, comme Rhizobium, vivent en symbiose avec des plantes, produisant de l'ammoniac et puisant des glucides de la plante dans la rhizosphère. L'ammoniac peut aussi provenir de la décomposition d'organismes morts par des bactéries saprophytes sous forme d' ions ammonium NH₄⁺.

Dans les sols bien oxygénés, mais aussi en milieu aquatique oxygéné, des bactéries transforment l'ammoniac en nitrite NO₂^-, puis en nitrates NO₃^-, au cours du processus de nitrification. On peut décomposer cette transformation en nitritation et nitratation.

Les végétaux absorbent grâce à leurs racines les ions nitrate NO₃^- et, dans une moindre mesure, l' ammoniac présent dans le sol, et les incorporent dans les acides aminés et les protéines. Les végétaux constituent ainsi la source primaire d'azote assimilable par les animaux. En milieu Anoxique, (sol ou milieu aquatique non oxygéné) des bactéries dites dénitrifiantes transforment les nitrates en gaz diazote, c'est la dénitrification.

C'est la production d'ammonium ou d'ammoniac du fait d'une activité biologique, à partir soit de matière organique en décomposition, soit par la réduction de nitrate. L'ammonification à partir de la matière organique a pour but de produire une source d'azote directement utilisable par les organismes pour leur propre synthèse. Elle est réalisée uniquement par les Entérobactérie, les Pseudomonacea, les Bacillus, Entérocoque, les Champignons...

Lorsqu'elle se réalise à partir des nitrates elle a pour buts de produire de l'énergie par réduction des nitrates en ammonium et une forme d'azote assimilable. C'est la dénitrification assimilatrice ou l'ammonification assimilatrice.

MINERALISATION

Le cycle du carbone est un cycle biogéochimique, il correspond à l'ensemble des échanges d' éléments carbone sur une planète. Celui de la Terre est particulièrement complexe du fait des différents échanges entre les océans, les roches, la matière vivante, et l' atmosphère. ( 4 réservoirs de carbone: hydrosphère, lithosphère , biosphère et atmosphère

Le carbone se retrouve dans l'atmosphère sous forme de dioxyde de carbone. Ce gaz est absorbé par les végétaux lors de la photosynthèse pour fabriquer des glucides ou hydrates de carbone. Les substances ainsi synthétisées sont par la suite consommées par les animaux. Les déjections, les feuilles mortes et les cadavres d'animaux et de plantes se décomposent et se fossilisent pour former de roches carbonées comme le charbon ou du pétrole qui par combustion dans les usines et les moteurs se transforment en dioxyde de carbone qui regagne l'atmosphère. Une autre quantité de dioxyde de carbone au lieu d'être fixé par les végétaux entre dans l'hydrosphère ou il se combine au Calcium pour donner des roches carbonatées qui par décomposition produisent du dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone atmosphérique provient aussi de la respiration des animaux et des végétaux ou directement de la mer par dégradation du carbonate de calcium marin.

DECOMPOSITION

FOSSILISATION

3. cycle de l'eau

Ces enveloppes terrestres contiennent de l'eau, en quantités variables : beaucoup au sein de l'hydrosphère, moins dans la lithosphère et en très faible quantité dans l'atmosphère.

L'eau de l'hydrosphère, chauffée par le rayonnement solaire, s' évapore. Cette eau rejoint alors l'atmosphère sous forme de vapeur d'eau. Les nuages sont ainsi formés de minuscules gouttes d'eau. Cette même eau, lors des pluies, retombe sur les océans (pour 7/9) et les continents (pour 2/9).

Plus le processus est lent plus les eaux ont le temps d'interagir chimiquement avec le milieu. Plus le processus est rapide plus les phénomènes d' érosion seront marqués.

À travers l'infiltration et la percolation dans le sol, l'eau alimente les nappes phréatiques (souterraines). Les débits des eaux peuvent s'exprimer en m/s pour les fleuves, en m/h pour les rivières. La vitesse d'écoulement des nappes phréatiques est en revanche de quelques dizaines de mètres par an.

Le flux peut être stocké pour un temps sous forme de neige ou de glace. Sa fonte est plus ou moins importante depuis le réchauffement climatique.

Les êtres vivants, et plus particulièrement les végétaux ont une influence sur le cycle. Les racines des végétaux pompent l'eau du sol, et en relâchent une partie dans l'atmosphère. De même, une partie de l'eau est retenue dans les plantes. Lors de déforestation, le cycle de l'eau est fortement modifié localement et il peut en résulter des inondations.

4.11. NOTION DE LA BIOMASSE

4.11.1 La biomasse et l'énergie calorifique

4.12 NOTION DE LA PRODUCTIVITE

4.12.1. Productivité primaire

- la production primaire nette : quantité d'énergie accumulée dans la biomasse de la plante (croissance et reproduction).

La productivité primaire peut être vue à l'échelle d'une plante (ex: un arbre) ou à celle d'un écosystème. Dans le cas de l'écosystème, on parle de production primaire nette de l'écosystème. Cette valeur est utile pour les écologistes dans le sens ou elle permet de déterminer la quantité d'énergie disponible pour les autres organismes (détritivores, herbivores et autres maillons de la chaîne alimentaire).

C'est la production de la photosynthèse totale du système photosynthétique c'est à dire des feuilles (assimilation totale) y compris les matières brûlées dans la respiration du système (RMF : Respiration de Maintenance des Feuilles). La quantité des matières organiques assimilées, n'est pas toute utilisée. Une partie est exportée vers les systèmes non photosynthétiques de la plante (tiges, racines, tubercules) et correspond à la Production du Surplus (PS)

PS assure la maintenance des organes existants, la construction des organes nouveaux l'élaboration et le stockage des matières de réserve (amidon).

On l'appelle aussi photosynthèse apparente. Elle correspond à la production de la matière organique formée moins celle qui est perdue par la respiration.

PN étant la production nette, PB la production brute, RA l'ensemble des pertes par respiration de la phytocénose.

La production nette peut être obtenue en mesurant la biomasse à deux époques successives t₁ et t₂ . Si pendant cette période, la masse initiale est B1 et la masse au temps t₂ est B2, on a :

4.12.2. Productivité secondaire

Elle consiste à la conversion de la productivité primaire nette en différents tissus des hétérotrophes. Ce processus s'effectue avec un rendement assez faible car une bonne partie de l'énergie absorbée par les animaux est dissipée au cours des phénomènes métaboliques.

Il faut, par exemple, 80 kg d'herbes pour produire 1 kg des muscles de boeuf. Le reste est perdu sous forme d'excréta (déjection) et par la respiration. Les excréta gagnent le sol ou les sédiments. Ils se transforment en minéraux ou en hydrocarbures par l'action des décomposeurs.

4.12.3 Productivité des Ecosystèmes

La productivité nette totale de la biosphère est, selon LIETH (1975), d'environ 170 x 10⁹ tonnes de matière sèche par année, ce qui correspond à 6,9 x 10¹⁷ kcal /an.

Par rapport à l'énergie solaire parvenant à la surface de la terre, le rendement est de 0,24% sur les continents et de 0,06%dans les océans.

Les animaux consomment environ 1% de la production primaire dans les zones cultivées, 2 à 3% dans les déserts et la toundra, 4 à 7% dans les forêts et 10 à 15% dans les prairies.

La production des 14 millions de km² de terres cultivables est de 9, x 10⁸ t/an. L'homme consomme 1,2 x 10⁹ t/an des céréales et 0,57 x 10⁹ t/an d'autres produits en poids frais. En plus il consomme 0,072 x 10⁹ t/an de nourriture d'origine animale produite en milieu terrestre et 0,0165 x 10⁹ t/an prélevé en milieu aquatique.

La productivité primaire varie beaucoup avec les écosystèmes. Ainsi la productivité des déserts et des zones pélagiques des océans est particulièrement faible, inférieure à 200 g de matière sèche pour les eaux bleues superficielles des mers tropicales, pauvres en éléments nutritifs produisent à peine 15 g/ m² /an de matière sèche. Les océans bien qu'ils recouvrent 7/10 de la surface totale du globe ne participent que pour 40% à la production primaire nette totale.

Les forêts, par contre, qui ne se trouvent que sur 1/10 de la superficie terrestre a une productivité comprise entre 1000 à 3000 g/ m² /an soit plus de 400 g de carbone/ m² /an. Les terres cultivées (10% de la superficie émergée) ont une forte productivité primaire évaluée en moyenne de 1000 à 3000 g m.s. / m² /an.

Pour les autres terres émergées (steppes, pâturages) la productivité primaire nette est beaucoup plus faible. De nombreux facteurs écologiques limitent la productivité primaire il s'agit de l'ensoleillement, le taux du CO₂, la température, l'humidité, l'azote, le phosphore et d'autres éléments biogènes.

Concernant la productivité secondaire elle présente beaucoup de fluctuations et varie d'un écosystème à l'autre. Dans les écosystèmes naturels, la productivité secondaire est souvent inférieure à celle obtenue dans les agroécosystèmes. Les grandes surfaces d'eaux continentales ou océaniques présentent aussi une petite productivité par rapport aux milieux restreints mais qui bénéficient d'une abondante fertilisation naturelle ou artificielle (les étangs piscicoles).

La productivité secondaire moyenne des biomes continentaux est de 61 kg/ha/an et celle de l'océan excède 75 kg/ha/an. Curieusement la zoomasse totale des écosystèmes continentaux est supérieure à celle que renferme l'océan mondial.

Organismes	Valeur calorifique en cal/g de m.s.
Graminées	4357
Légumineuses	4678
Lumbricidae	4569
Criquets	5077
Sauterelles	5449
Coccinelles	5926
Abeilles	4868
Organes	Valeurs calorifiques
Feuilles	4229
Tiges	4267
Racines	4720
Herbes mortes	3906

.Remarque. : 1 g de glucides ou de protéines équivaut à 4 kcal alors que celui des lipides correspond à 9 kcal.

CHAPITRE V.

PROTECTION DE L'ENVIRONNEMENT

5.1. DEFINITION :

L'environnement est l'ensemble des facteurs biotiques et abiotiques susceptibles d'avoir un effet direct, immédiat ou à long terme sur les organismes vivants et les activités humaines. Le terme environnement est utilisé par les écologues depuis un demi-siècle au moins pour désigner les facteurs qui conditionnent la vie des organismes végétaux et animaux. Pratiquement il peut être considérer comme synonyme du terme milieu. C'est probablement vers 1970, année européenne de la conservation de la nature que le terme environnement a été utilisé dans diverses disciplines (médecine, droit, sociologie, anthropologie...).

Il convient de distinguer l'environnement au sens très large d'habitats des plantes et des animaux et l'environnement humain qui groupe les facteurs abiotiques et biotiques exerçant une influence sur l'homme. L'environnement naturel, est composé de quatre systèmes étroitement liés: l'atmosphère, l'hydrosphère, la lithosphère et la biosphère.

5.2. PROBLEMES DE L'ENVIRONNEMENT CAUSES PAR L'HOMME

L'existence de la vie dans notre environnement et sur la planète terre est aujourd'hui menacée par une démographie galopante, une croissance industrielle rapide aux pollutions mal contrôlées, une surexploitation des ressources naturelles non renouvelables et renouvelables, une perturbation des fonctionnements des cycles biogéochimiques naturels et une altération des sols et de leur fertilité...

5.2.1. La déforestation

L'homme préhistorique vivait en harmonie avec la forêt, milieu dans lequel il pratiquait la cueillette et la chasse. La dégradation de la forêt commence avec les premières civilisations agraires néolithiques et s'effectue actuellement à un rythme qui prend de plus à plus l'allure et les dimensions d'une catastrophe écologique.

Entre 1980 et 1990, 157000 km² des forêts tropicales ont été détruites par l'homme avec un maximum de déforestation en Asie du Sud et du Sud-Est. En Afrique centrale 0.4 pourcent de foret tropicale humide ont été détruite entre 1990 et 2000. La déforestation s×est généralisée sur tous les continents (Amazonie, région méditerranéenne.)

- Le défrichement des forêts naturelles et leur remplacement par des plantations mono spécifiques plus rentables provoque une perte considérable en biodiversité et fragilise la végétation.

- Enfin, l' urbanisation, les travaux d'aménagement ( remembrements parcellaires) et les infrastructures (autoroutes, chemins d'accès...), l'exploitation des ressources minières (provoquant l'empoisonnement de la terre, avec les conséquences imaginables sur la végétation et les barrages hydroélectriques ont un fort impact sur les forêts.

- L'exploitation non durable des ressources forestières et agricoles est bien entendu un autre problème grave. L'absence de plans de gestion à long terme entraîne la disparition des forêts : les entreprises forestières coupent à blanc sans soucis de reboisement, et aucune régénération naturelle n'est possible (voir conséquences : érosion des sols).

De plus, l'exploitation irréfléchie d'une parcelle abîme fortement la végétation alentour : ainsi, pour un arbre abattu 40 autres sont abîmés. 20% des déboisements en proviennent.

- Le besoin en bois : la récolte de bois de feu dans les pays du Sud représente 56% de l'exploitation mondiale de bois. Ces prélèvements individuels, ponctuels et superficiels, provoquent donc ensemble de grands bouleversements.

Au Nord, les besoins en bois de construction et en papier alimentent le pillage des ressources forestières du Sud.

- Les incendies dus à des débroussaillages, aux cultures sur brûlis, à la chasse, à la lutte contre des espèces « nuisibles », à l'élimination de déchets, au vandalisme, à l'inconscience ou au hasard peuvent détruire en quelques heures d'énormes superficies, comme ce fut le cas à Kalimantan (Bornéo) où 3.5 millions d'ha ont brûlé...

- Les pollutions atmosphériques, de l' eau ou des sols (notamment par des produits phytosanitaires) peuvent s'étendre sur des régions entières et provoquer l'affaiblissement voire la mort de toute la végétation touchée, sans espoir de régénération même anthropique avant des dizaines d'années.

f. Le tourisme et une fréquentation trop importante freinent la régénération et tassent les sols.

Les guerres successives comme au Viêt Nam en 1973 où 22 000 km², soit 23% de la superficie boisée du pays, furent anéantis ont bien entendu une influence plus que néfaste.

Tous ces facteurs sont largement accentués voire provoqués par l'absence de réglementation au sein des pays concernés, ainsi que par l'ignorance et le désintérêt des acteurs et des consommateurs.

- Les maladies et les champignons sont aidés par la présence de cultures mono spécifiques, voire de cultures composées d'arbres clones. En effet lorsqu'un arbre est atteint tout le peuplement suit car chaque arbre dispose de la même vulnérabilité.

- Les proliférations des grands herbivores (favorisés par la disparition de leurs prédateurs) ou les insectes phytophages (favorisés par les cultures mono spécifiques et le réchauffement climatique) peuvent être extrêmement destructrices.

- Les aléas climatiques comme les périodes de sécheresse et les catastrophes naturelles ont des conséquences importantes. Ces phénomènes sont accentués par les monocultures d'espèces fragiles, à faible ancrage au sol, ainsi que par le réchauffement climatique

Les éruptions volcaniques, la sécheresse et les raz de marée détruisent aussi la foret dans le monde.

La première conséquence de la déforestation est la mise en péril de nombreuses espèces, parfois encore inconnues, par suite de la disparition de leur habitat naturel, et donc une diminution de la biodiversité.

Les forêts tropicales humides émettent des quantités très importantes d'oxygène et absorbent beaucoup de CO₂, les déchets de matières organiques produisent également beaucoup de méthane (qui est aussi un gaz à effet de serre). Ces écosystèmes complexes demanderaient à être préservés et mieux étudiés.

La destruction du couvert forestier entraîne aussi une aggravation de l' érosion des sols et la disparition de l' humus accumulé.

La déforestation au Brésil le long de l'Amazone provoque une baisse des apports en sédiments dans celui-ci, ce qui entraîne à terme l'assèchement des mangroves plusieurs milliers de kilomètres en aval du fleuve avec pour conséquences la disparition d'une biodiversité unique au monde et la disparition pour les indiens de leurs revenus du fait de la disparition de cet écosystème.

Si les forêts représentent 40% de la quantité de carbone totale existante sur Terre, on comprend que leur régression ou combustion doublerait le taux de CO₂ de l'atmosphère. 1,1 Gt est ainsi rejetée chaque année malgré le fait que les arbres absorbent jusqu'à 20 % de CO₂ en plus à durée équivalente à cause de l'augmentation des taux de CO₂. L'effet sur le réchauffement climatique ne peut être négligé, même si la capacité de puits de carbone de certaines forêts est discutée, et qu'avec le réchauffement, les incendies risquent d'être plus nombreux et plus violents.

La déforestation provoque une modification du climat à l'échelle mondiale aussi bien qu'à l'échelle locale : les arbres contribuent plus que le reste de la flore au phénomène d' évapotranspiration et par là de pluviométrie ; source d'une humidité locale vitale en zone tropicale. Leurs racines décolmatent les sols et peuvent aller chercher l'eau jusqu'à plusieurs dizaines de mètres de profondeur. Ils jouent aussi le rôle de coupe-vent et tempèrent les chocs thermiques dans les zones froides. Leur disparition est source de perturbations du couple thermohygrométrique. Enfin, la forêt absorbent la lumière en rafraîchissant l'air par son évapotranspiration, là où le sol nu renvoie l'énergie du soleil vers l'atmosphère qu'il réchauffe et déshydrate ( albédo). La température ambiante moyenne peut localement augmenter de plus de 10 °C après une déforestation en zone tropicale. Ce réchauffement local modifie la pression atmosphérique, qui elle-même influe sur le déplacement des masses d'air et des cellules de tempêtes. Les cycles pluviométriques sont donc modifiés à l'échelle mondiale, provoquant sécheresse et inondations dans des régions qui n'y sont habituellement pas soumises.

Suite à une coupe à blanc et notamment en zone tropicale, le sol laissé nu subit un lessivage important par les pluies torrentielles, inutilisées et non freinées par la végétation. L' humus disparaît rapidement et ne laisse que la roche-mère, impropre à la végétation. La revégétalisation est d'autant plus impossible que les plantes tropicales sont majoritairement sciaphiles (elles ne peuvent pousser qu'à l'ombre que procure une forêt).

La désertification est un problème qui menace actuellement 900 millions de personnes et touche 3,5 milliards d'hectares, soit le quart des terres émergées.

Les forêts ont un rôle de protection des sols qui n'existe évidemment plus avec leur disparition : en retenant la terre, les roches et la neige avec leurs racines, les arbres empêchent les glissement de terrains et les avalanches.

La déforestation provoque bien sûr la destruction d'habitats de milliers d'espèces animales et végétales, souvent condamnées à disparaître. Trois espèces disparaissent ainsi chaque heure, soit 72 par jour, soit 26 280 par an. La forêt est en effet le milieu qui abrite la majeure partie des êtres vivants.

La déforestation entraîne inexorablement des crues, inondations et coulées de boue dévastatrices : les forêts retiennent en effet la majorité de l'eau de pluie (dix fois plus qu'un pâturage) et la relâchent progressivement par évapotranspiration. Elles maintiennent donc les nappes phréatiques et régulent le régime hydrique.

Avec leur disparition, ces eaux de pluies (abondantes dans les pays tropicaux) ruissellent en torrents jusqu'aux rivières, provoquant ainsi des crues extrêmement destructrices. Cette eau qui ruisselle emporte avec elle le sol, qui se retrouve dans le lit et l'embouchure des rivières. La rivière étend donc son lit, aggravant encore les inondations et provoquant des coulées de boue meurtrières, comme ce fut le cas en Chine.

L'opacification de l'eau qui charrie toutes ces boues provoque la disparition de la faune et de la flore et entraîne de graves problèmes piscicoles.

L'eau filtrée par les forêts alluviales est épurée. La déforestation augmente encore les problèmes d'eau potable.

La disparition des ressources forestières et piscicoles provoque des famines, l'agriculture étant impossible à long terme sur un terrain soumis à la désertification.

Les sécheresses, les famines et l'absence d'eau potable favorisent la dissémination de maladies.

L'économie est vouée à l'échec sur le désert créé par la déforestation. La déforestation entraîne des problèmes sociaux comme la disparition du tourisme (principale source de revenus dans certains pays), la baisse du cadre de vie (paysage...), la disparition de patrimoines culturels liés à la forêt, et la mort des populations autochtones.

Et enfin perte d'un matériel médical inestimable pour la science : 70% des plantes utiles contre le cancer par exemple se trouvent uniquement dans les forêts tropicales humides. Plus d'un quart des médicaments prescrits aux U.S.A. sont dérivés de plantes des forêts tropicales. De même, tout un potentiel d'aliments et de produits inconnus ou encore inutilisés est perdu.

La restauration et le reboisement des espaces forestiers détériorés pourrait être la meilleure solution pour la foret en voie de disparition.

Le classement de parcelles en réserves protégées (12% devraient l'être selon l'objectif fixé par la Conférence des Nations Unies sur l'Environnement et le Développement), parcs, forêts de protection etc. est primordiale. La création et le maintien d'un réseau entre ces zones ( corridors biologiques) est également importante. Des zones tampon autour des zones protégées (exploitation extensive) seraient également une bonne chose. Les États peuvent encore participer aux plans d'action forestiers nationaux (PAFN) : il s'agit d'une collaboration internationale visant à une gestion idéale des forêts. Les permis d'exploitation doivent être plus restrictifs.

Les États doivent former et sensibiliser les professionnels agricoles et sylvicoles aux problèmes environnementaux et a code forestier. Ils doivent également fournir aide et assistance technique aux exploitants et aux propriétaires.

Les populations vivant en forêt doivent également être sensibilisées, en échange de quoi elles (et notamment les tribus indigènes) mériteraient d'obtenir les parcelles qu'elles occupent.

La création et la valorisation de fonds forestiers dédiés à la protection et à la gestion durable des forêts est un élément primordial dans la lutte contre la déforestation. Ces fonds aideraient les ONG et les pays en voie de développement, subventionneraient des reboisements et des outils de protection (contrôle des feux, réglementation, clôtures...) etc.

La mise en place et l'application d'un régime législatif forestier portant sur l'environnement et du CITES (convention internationale sur le commerce international d'espèces de faune et de flore menacées d'extinction) interdisant notamment le commerce d'arbres rares ou menacés pourraient aussi aider a protéger la foret.

Il faut aussi une lutte contre l'exploitation clandestine et des contrôles à l'importation du bois.

5.2.2. Extermination de la faune :

Outre les causes naturelles (séismes, inondations, volcanisme) beaucoup d'animaux ont disparu principalement suite à l'action humaine. Et d'autres sont actuellement menacés d'extinction suite à la destruction de leurs biotopes naturels, à l'introduction des animaux exotiques, la chasse anarchique et le commerce illicite des produits animaux et des animaux vivants. Beaucoup d espèces animales figurent sur la liste rouge red list éditée chaque année par l IUCN Union Internationale pour la Conservation de la Nature .

L'animal est étroitement lié à son biotope. Ce dernier une fois détruit, entraîne la disparition de l'animal. Citons à titre d'exemple, la disparition du gorille dans les hauteurs de Masereka, Kipese, Kitsombiro suite à l'abattage de la forêt des bambous dans laquelle vivait ce primate.

Il a été constaté que l'introduction volontaire ou involontaire de certaines espèces animales étrangères dans une région a des effets néfastes sur la faune locale. Les animaux qui sont importés arrivent parfois avec des maladies qui se transmettent aux animaux autochtones souvent dépourvus d'éléments de résistance (anticorps) contre ces maladies.

Un des cas les plus célèbres est l'introduction volontaire du lapin en Australie où 12 couples importés en 1859 avaient donné en 1900, une population 800000 individus. Aujourd'hui cette population toujours croissante est devenue incontrôlable et un véritable fléau pour les cultures.

Au 16^e siècle, les Européens ont amené involontairement le Rattus rattus (rat) en Jamaïque. Le rat s'est multiplié de sorte qu'il est devenu un moment donné un problème pour les plantations de canne à sucre. Pour combattre les rats on a utilisé la vipère qui, par après, a commencé malheureusement à mordre les ouvriers de ces plantations. Comme remède, la mangouste grise de l'Inde a été introduite dans ce pays par les planteurs. Après son introduction, on a remarqué une baisse sensible de la population des rats ravageurs, mais au fur et à mesure que le rat devenait rare, la mangouste s'attaqua, sans discrimination, à beaucoup d'autres vertébrés (lézard, volaille, oeufs de tortue). A partir de ces exemples nous pouvons tirer une leçon selon laquelle lorsque nous voulons introduire un animal exotique dans notre région il faut d'abord étudier les conséquences écologiques qui pourraient survenir.

La chasse est parmi les principales causes de la destruction de la faune mondiale. Elle est accentuée par le commerce de la viande (Bush meat), des peaux, de l'ivoire et des animaux vivants (Primates, Perroquet, Okapi, Paon). Dans les pays africains, la chasse est devenue un problème écologique seulement depuis la colonisation et l'utilisation de l'arme à feu. Il existait en Afrique une forme de chasse dite de subsistance.

Pendant la colonisation l'homme s'est surtout attaqué aux animaux sauvages pour se procurer de la nourriture, des vêtements, pour se protéger ou éliminer les ennemis des cultures et des animaux domestiques (cas des colons du Congo belge) et pour des fins commerciales. Certains colons ont abattu de nombreux animaux par plaisir et pour nourrir les ouvriers et les militaires dans leurs camps.

Beaucoup d'espèces animales en Afrique sont aussi menacées par le braconnage. L'unique solution qui reste est de créer des réserves naturelles et d'adopter une politique d'exploitation rationnelle de la faune sauvage encore à notre disposition.

Beaucoup de spécimens animaux sont souvent sacrifiés dans la recherche en médecine, en biotechnologie, en biologie...

Les nombreuses guerres civiles dans les pays en voie de développement constituent un des facteurs les plus importants de la destruction de la faune sauvage. Les aires protégées se transforment en lieu de refuge des maquisards où ils massacrent la faune pour s'en nourrir ou pour des talismans. On assiste alors, surtout en Afrique, a un véritable écocide.

5.2.3. Dessèchement des continents

Depuis quelques décennies, on constate que les continents se dessèchent du jour au jour. Dans divers points du globe, les ressources d'eau diminuent. Les nappes d'eau souterraines baissent de niveau et les sources disparaissent. Le manque d'eau potable et d'irrigation est devenue un grand problème écologique mondial. Il s'agit des conséquences de la destruction du couvert végétal et de l'urbanisation toujours croissante surtout dans le tiers monde. En effet, dans le milieu urbain, le revêtement imperméable des routes, de certaines parcelles et des aérodromes, empêche l'eau de s'infiltrer dans le sol pour alimenter les nappes d'eau souterraines. Les canalisations des eaux en milieu urbain favorisent le ruissellement en défaveur de l'infiltration. Les eaux de pluie sont recueillies par des canalisations souvent cimentées ou des tuyauteries qui les conduisent directement à la rivière sans plus passer par les nappes souterraines.

5.2.4. Exploitation anarchique des ressources non renouvelables

L'accroissement explosif de la population et l'extension de l'industrie entraînent une forte exploitation de ressources non renouvelables (minerais, combustibles fossiles). D'après une estimation faite aux USA, si on continue avec le rythme actuel de consommation beaucoup de métaux non ferreux disparaîtront d'ici la fin du 21^e siècle. La disparition prochaine du pétrole et du gaz naturel pourrait aussi causer une crise grave d'énergie difficile à gérer. Il est temps que l'homme songe à une exploitation rationnelle de ces ressources à l'utilisation d'autres formes d'énergie.

5.2.5. Problème de la pollution

L'existence de la vie sur notre planète Terre est menacée non seulement par l'explosion démographique ou la surexploitation des ressources naturelles mais aussi par d'autres phénomènes dont la croissance industrielle caractérisée par une pollution mal contrôlée. Cette croissance industrielle a enrichi le milieu la biosphère des substances chimiques indésirables depuis le 19^esiècle. Ces substances nocives sont appelées polluants.

Elles sont rejetées dans l'atmosphère pour retomber après sur les écosystèmes ou elles sont tout simplement déversées dans l'eau ou enfouies dans le sol par l'homme. Ce rejet dans l'environnement de substances toxiques nuisibles à la santé humaine et aux écosystèmes est la pollution.

La production énergétique à partir des combustibles fossiles et nucléaires, l'industrie chimique et biotechnologique ainsi que les activités agricoles sont à la base de cette pollution.

Les effets de la pollution sont somatiques (lésions cutanées, respiratoires, hépatiques ou nerveux) ou germinaux (stérilisation, tératogénie, mutation). Les produits de la pollution sont toxiques. Cette toxicité peut être aiguë subaiguë ou à long terme.

Le problème de pollution touche pratiquement tous les écosystèmes mais à des degrés variables. Les régions qui paraissent moins concernées comme l'Afrique sont aussi touchées. Les vents, les courants marins, les cours d'eau, les eaux de pluies et les océans sont à la base de la dispersion des polluants dans le monde. Des pesticides utilisés au Maroc pour tuer les Acridiens ou criquets migrateurs ont été détecté plus loin sur les îles du Pacifique en se propageant par les eaux de l'océan. Il y a lieu de multiplier les exemples de ce genre.

Selon Ramade (écologiste français), les sites les plus touchés sont l'atmosphère, les eaux continentales (fluviales, lacustres), les eaux marines et le domaine continental.

Les principaux sites de pollution que nous avons symbolisés par les lettres A, B, C, D, E, sont représentés dans le tableau VI.

Nature des polluants			Sites premiers de pollution
Polluants physiques			A	B	C	D	E
	Radiations ionisantes		+	+	+	+	+
	Pollution thermique			+	+	+	+
Polluants chimiques	Hydrocarbures et dérivés		+	+	+	+	+
	Matières plastiques			+	+	+	+
	Pesticides			+	+	+	+
	Nitrates et phosphates			+	+	+	+
	Matières organiques mortes				+	+	+
Polluants biologiques	Microorganismes pathogènes		+	+	+	+	+
A : Atmosphère B: Eaux continentales fluviales C: Eaux continentales lacustres		D: Eaux marines E: Domaine continental + : Présence du polluant considéré

- Les polluants chimiques : hydrocarbures, matières plastics, les pesticides, les dérivés de l'azote, les poussières de cimenterie, les organomercuriels, la dioxine, les détergents, les déchets chimiques.....

- Les polluants biologiques : matière organique morte éparpillée dans la nature, les microorganismes, les déchets biologiques...

Parmi ces facteurs ceux qui polluent plus la nature et qui présentent un danger sont les polluants chimiques et nucléaires ou radioactifs.

La pollution atmosphérique est occasionnée surtout par les substances chimiques. L'atmosphère, et particulièrement : la troposphère (0-10 Km) et la stratosphère (10- 50 Km) jouent un rôle prépondérant dans la dispersion des polluants et leur répartition dans les divers biotopes. La troposphère contient à elle seule 80% de polluants chimiques. La circulation des ces substances y est très rapide à cause des mouvements verticaux et horizontaux des masses d'air (vents). La grande partie des polluants atmosphérique est ramenée au sol et dans hydrosphère par les précipitations. Certains polluants, une fois sur la surface terrestre, s'infiltrent, contaminent les nappes phréatiques pour se retrouver dans les cours d'eau. D'autres vont dans l'hydrosphère sans passer par le sol. De grandes quantités de polluants atmosphériques sont aussi absorbées par des êtres vivants directement ou à travers des chaînes alimentaires.

Les polluants atmosphériques proviennent de l'utilisation des combustibles fossiles de l'industrie qui rejette d'énormes quantités de poussières et des sous produits dans l'atmosphère, des fermentations des déchets organiques libérant des gaz riches en sulfure d'hydrogène et d'autres dérivés du soufre . Ces polluants proviennent aussi des centrales et des armes nucléaires qui rejettent des noyaux radioactifs gazeux dans l'atmosphère. La pollution atmosphérique est surtout intense en milieu urbain où se concentrent les véhicules, foyers domestiques et les usines. Les principaux polluants atmosphériques sont de trois types : les gaz et les particules solides et liquides.

Le dioxyde de carbone est un gaz primordial pour l'activité photosynthétique. Il devient un polluant atmosphérique lorsque la concentration dépasse un certain seuil. Depuis le milieu du 19^ème siècle le taux du dioxyde de carbone augmente dans l'atmosphère. Cette situation provoque l'augmentation de la température du globe. On parle alors de l'effet de serre qui se caractérise par l'augmentation de la température du globe. La température terrestre en augmentant sous l'action du CO₂ en excès dans l'atmosphère pourra faire fondre, si on ne fait pas attention, la calotte glacière polaire, la banquise de l'océan arctique, les neiges éternelles se trouvant sur les hauts sommets des montagnes. Si toutes ces eaux solides se liquéfiaient, les niveaux des océans s'élèveraient jusqu'environ 80 m. Beaucoup de villes et spécialement celles de la Hollande (Pays bas) se trouveraient sous l'eau. D'autres polluants atmosphériques comme les poussières, les oxydes nitreux et les chloro-fluoro-méthanes ou chlorofluorocarbures contribuent aussi au réchauffement actuel du globe.

La Convention Cadre des Nations Unies sur les changements climatiques a été signée en 1992 lors du sommet de la terre à Rio de Janeiro. Elle est entrée en vigueur le 21 mars 1994.Les parties à convention cadre se sont fixées comme objectif de stabiliser la concentration des gaz à effet de serre dans l'atmosphère à un niveau qui empêche toute perturbation anthropique dangereuse du climat.

En 1997, les parties à cette convention ont adopté à Kyoto un protocole pour réduire leur production des gaz à effet de serre responsables du réchauffement planétaire. Le protocole de Kyoto est entré en vigueur et ratifié le 16 février 2005 par 156 pays moins les Etats-Unis et l'Australie.

Ce gaz, produit au cours des combustions incomplètes dans les moteurs, est un réducteur fortement toxique. Il a des propriétés asphyxiantes et se substitue facilement à l'oxygène en se fixant sur l'hémoglobine. Une fois transporté par le sang il s'accumule dans les organes et le cerveau qui est l'organe moteur des animaux.

Un moteur brûlant 1000 l d'essence rejette dans l'atmosphère 290 kg de monoxyde de carbone. En plus du monoxyde de carbone provenant de moteur une autre quantité provient de feu de brousse, des décharges électriques dans l'atmosphère, de la préparation du charbon de bois, des combustions incomplètes...

Il s'agit surtout du dioxyde de soufre et du sulfure d'hydrogène. Le dioxyde de soufre se trouve normalement dans l'air à l'état de traces. Il provient principalement des volcans. Sa concentration peut augmenter à cause des industries métallurgiques qui, lors du grillage produisent de grandes quantités de SO₂.

Environ 180 millions de tonnes de SO₂ sont dégagés par ans dans l'atmosphère. Ce gaz, une fois dissous dans l'eau atmosphérique, retombe sur la terre sous forme de pluies acides constituées de H₂SO₄ ou de H₂SO₃. Ces pluies, de pH allant jusqu'à 4 provoquent la chlorose et la nécrose des feuilles. Elles sont également corrosives pour les constructions et rendent le sol acide.

Le dioxyde de soufre provenant des usines forme parfois une sorte de fumée (smog acide) au-dessus des agglomérations dans les pays industrialisés. Ils provoquent des maladies pulmonaires telle que la bronchite chronique.

Le sulfure d'hydrogène provient aussi du volcanisme et de fermentation anaérobie. Il est très toxique mais il se transforme rapidement en dioxyde de soufre.

Il s'agit de NO₂, de N₂O₅, du NO. Ces substances sont naturellement produites par les microbes anaérobies, le volcanisme et les décharges électriques au niveau de l'atmosphère. A la quantité produite naturellement s'ajoutent les oxydes dégagés par les moteurs des avions supersoniques. Comme les composés chlorés (Trichlorofluorométhane ou CFC11, Dichlorofluorométhane ou CFC12), les oxydes d'azote seraient à la base de la destruction de la couche d'ozone qui protège les êtres vivants contre les rayons ultraviolets du soleil et des pluies acides. Le trou observé dans la couche d'ozone au-dessus de l'antarctique pourrait être causé par l'abondance de ces oxydes dans l'atmosphère !

La destruction de l'Ozone stratosphérique par les composés chlorés peut être aussi illustrée par les réactions radicalaires et en chaînes semblables à celle représentée ci- dessous :

Le radical .Cl obtenu au cours de cette dernière réaction s'attaque encore à d'autres molécules d'Ozone (réactions en chaîne).

C'est en 1985 que l'alerte a été donnée avec la découverte d'une diminution importante de la concentration d'Ozone au cours des mois de septembre et d'Octobre au dessus du continent Antarctique. Il s'agit en effet d'une réduction de près de 50 % du contenu total d'Ozone, se produisant au cours du printemps austral et s'étendant sur toute la surface de l'Antarctique. C'est cette diminution relative de l'épaisseur de la couche d'Ozone stratosphérique par rapport à son épaisseur standard ou initiale de 300 Dobson soit 3 mm que l'on nomme « trou d'ozone ». Depuis la fin des années 1970, l'épaisseur de l'Ozone est passée, en certains endroits, de 3 mm à 2 et même 1,5 mm aujourd'hui, en moyenne pour le mois d'octobre. En 2000, 2001 et 2003, le trou dans la couche d'Ozone a atteint une superficie jamais observée avant 2000, alors que celui de 2002 était le plus petit qui a été observé depuis 1998. Pourquoi ces changements des dimensions ?

Les poussières de métaux lourds et de cimenteries est les particules liquides (aérosols) dispersées dans l'air polluent aussi l'atmosphère. Elles y sont projetées pour retomber dans les écosystèmes en les salissant et en provoquant diverses maladies à l'homme. Elles bouchent les stomates des feuilles et diminuent par conséquent l'activité photosynthétique.

Les sols peuvent être pollués par l'utilisation non contrôlée des pesticides, des engrais, par des microorganismes, et par des déchets solides. Beaucoup de pesticides (insecticides, herbicides, fongicides, raticides, acaricides....) sont très toxiques et capables de produire des maladies graves chez l'homme et les animaux. Ces substances peuvent être ingérées directement ou indirectement par l'homme. En effet, certaines plantes accumulent ces substances. L'animal ou l'homme les absorbent en consommant des plantes contaminées. L'action des pesticides peut être immédiate après ingestion directe d'une plante récemment pulvérisée ou à long terme, par l'intermédiaire des chaînes trophiques. Certains herbicides tels que le 2,4, D et 2,5,D, le Picloran et le cacodylate utilisés respectivement sur les Dicotylédones et les Monocotylédones et provoquant la défoliation des plantes, sont des grands polluants des sols. Ils ont aussi été utilisés comme armes au Vietnam par les Américains.

Certains insecticides comme les organochlorés, les organophosphatés et les carbamates s'accumulent dans le sol avec une décomposition très lente. Ils sont difficilement biodégradables. A titre d'exemple on peut citer le cas des quelques organochlorés qui persistent dans le sol.

Le D.D.T (Dichloro-Diphényl Trichloroéthane) perturbe le métabolisme du Ca. Les oiseaux qui absorbent des végétaux ou des grains dans les quels il y a du DDT pondent des oeufs très fragiles.

Les engrais figurent aussi parmi les polluants du sol à cause de grandes quantités d'impuretés qu'ils contiennent. En plus des trois éléments importants dans les engrais chimiques N, P, K on y retrouve beaucoup d'autres éléments supplémentaires qui sont toxiques (As, Cd, Cr, Co, Pb, Ni, Se, V, Zn....). Certaines plantes accumulent les nitrates qui conduisent à la synthèse des nitrosamines qui sont cancérigènes. Le sol peut être pollué par des cadavres et des déjections des animaux ainsi que par les microorganismes (pollution biologique de sols).

A côté de ces différentes pollutions de sol, on peut aussi ajouter la pollution due aux déchets non biodégradables qui non seulement, encombrent le sol, mais aussi le rendent inutilisable. Ce le cas de la pollution due aux bouteilles cassées ou aux emballages en plastics. Les déchets radioactifs rejetés par les industries nucléaires rendent également les sols radioactifs.

La plupart de polluants atmosphériques ou terrestres sont entraînée dans les milieux aquatiques qu'ils polluent. Les déjections rendent les eaux sales et malodorantes. Les cadavres rejetés dans l'eau y produisent des substances malodorantes et toxiques telles que la putrescine, la cadavérine, le scatol, le H₂S.

Les engrais azotés et phosphatés utilisés sur la terre ferme sont entraînés par les eaux des pluies. Arrivés dans les milieux aquatiques ils provoquent une forte production du phytoplancton qui, à la mort cause une désoxygénation de l'eau. Parmi les polluants du milieu aquatique, les détergents et le pétrole ne doivent pas être oubliés. La pollution des eaux douces n'est pas seulement chimique, mais elle est aussi biologique et physique (radioactive, thermique). L'océan est le point d'arrivée de tous les polluants.

On y trouve des métaux lourds, des pesticides, des détergents, des produits pétroliers des matières organiques, des germes divers, des radioéléments.... et surtout que l'homme considère ce milieu comme une poubelle. Nous devons aussi signaler des pollutions catastrophiques dues aux accidents telle que la catastrophe de Torrey- Canyon au cours de la quelle 118000t de fuel s'étaient déversées sur plusieurs milliers de km² de mer.

L'industrie nucléaire produit plusieurs milliers de tonnes de déchets radioactifs et des radio-isotopes par an. Ces déchets sont repris dans les chaînes trophiques pour s'accumuler dans certaines organismes ou organes jusqu'à des doses dangereuses pour l'être vivant lui-même ou pour le consommateur. On parle alors de bio-accumulation radioactive. Des travaux montrent que chez le rat contaminé de façon chronique à l'uranium appauvri (1 mg par jour), les radionucléides s'accumulent dans la plupart des organes (reins, squelette, intestin grêle, cerveau, muscle, foie...) selon un processus complexe. Par ailleurs, l'uranium enrichi semble modifier certaines fonctions du système nerveux chez le rat après contamination chronique (1 mg par animal et par jour) : perturbation du cycle veille-sommeil, réduction des capacités de mémorisation spatiale, augmentation des comportements anxieux. L'administration chronique d'uranium appauvri affecte les cytochromes P450. Cette famille d'enzymes joue un rôle majeur dans le processus d'élimination des xénobiotiques (Substances étrangères à l'organisme tels que les médicaments, les polluants ou les pesticides).

Les polluants radioactifs sont les produits de la fission nucléaire de ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ¹³¹I... émis lors des explosions des bombes et les neutrons provenant de certaines réactions nucléaires. L'iode radioactif, par exemple, est produit à très grande quantité par les bombes et les réacteurs. Il adhère aux végétaux et se concentre dans les glandes tyroïdes des animaux. En général c'est par les végétaux que les radioéléments pénètrent dans les chaînes trophiques. De là, ils passent aux divers niveaux des consommateurs où ils se concentrent.

Un des grands problèmes qui se posent l'environnement est celui de l'évacuation des déchets provenant de l'industrie nucléaire. Les déverser dans la mer ou les enterrer, ne constitue pas des solutions car ils continuent à émettre des radiations toxiques aux êtres vivants. L'industrie nucléaire, les centrales thermonucléaires, provoquent aussi une pollution thermique dans leur environnement. Le problème devient encore plus grave lorsqu'il y a explosion des centrales thermonucléaires. C'est le cas de la catastrophe de TCHERNOBYL. Il s'agit d'un accident nucléaire particulièrement grave survenu le 26 avril 1986 dans la centrale nucléaire Lénine à 15 Km de Tchernobyl et 110 Km de Kiev en Ukraine. Cet accident a causé plus de 100000morts, plus de 200000 invalides avec des millions de cas de cancers mortels et non mortels. Ses effets sont encore observés.

2.5.6. Autres polluants

Le PAN se forme à partir des hydrocarbures se trouvant dans les moteurs d'automobiles. Cette substance provoque la chute prématurée des feuilles chez les plantes, mais irrite aussi les yeux de l'homme.

La dioxine et les furanes sont des polluants qu'on retrouve aussi en grande quantité dans les pays industrialisés suite à l'utilisation excessive des combustibles fossiles et l'incinération des déchets.

Il contient non seulement nombreux gaz provenant de la combustion mais aussi du Plomb.

Il s'agit d'un polluant très toxique. On le retrouve sous forme d'organomercuriels, d'oxydes de mercure ou d'ions mercureux et mercuriques utilisés dans la fabrication des savons antiseptiques éclaircissant. Un cas d'empoisonnement secondaire par ce métal a été observé à Minamata (ex. la pollution de la baie de Minamata par le mercure).

2.5.7. Quelques remèdes

Pour lutter contre le problème de la pollution, il faut songer à établir un nouvel ordre économique. La production économique ne suffit pas. Il faut aussi considérer les conséquences écologiques qui peuvent subvenir car l'homme risque de se détruire sans le savoir tout en voulant produire plus. Il doit choisir les sources d'énergie peu polluantes telle que l'hydroélectricité, la géothermie, l'énergie de la biomasse, solaire et éolienne (les énergies nouvelles). Il doit recourir aussi aux combustibles moins polluants que le pétrole. Il doit respecter la réglementation et les textes visant à réduire la production des gaz à effet de serre et détruisant la couche d'ozone (protocole de Kyoto, convention de Montréal). L'état des véhicules devra aussi être réglementé. Les pratiques culturales qui font recours aux engrais chimiques et les pesticides doivent être remplacées par une agriculture écologique utilisant les engrais verts et organiques ou les espèces agro-forestières (Agroforesterie) pour enrichir le sol. Les techniques comme le compostage et la lutte biologique contre les ravageurs sont à encourager

Dans l'aménagement des villes, l'homme devra créer des zones de protection spéciale pour purifier l'air et pour servir de lieu de secours d'urgence en cas de catastrophes. En ce qui concerne les déchets, des techniques de recyclage doivent être mises en place pour éviter l'encombrement et la contamination par les déchets radioactifs.

Pour protéger la Biodiversité, il faut créer des Réserves naturelles dans tous les milieux et restaurer les forets, même artificielles, dans les endroits déjà déboisés et respecter les textes nationaux et internationaux relatifs à la conservation, à la chasse et au commerce des animaux sauvages (permis de chasse, CITES ou Convention de Washington, convention d'Alger...)

CHAPITRE VI :

PROTECTION DES AGROECOSYSTEMES

Les plantes cultivées et les animaux domestiques sont souvent attaqués par des parasites, des ravageurs, des plantes adventices, des Nématodes, des mollusques, des rongeurs... Les pertes dues aux ravageurs, aux maladies et aux plantes adventices (mauvaises herbes) sont énormes et représentent plus du quart de la production agricole mondiale. Pour combattre ces ennemis des cultures et d'animaux l'homme pratique plusieurs formes de lutte.

6.1. LA LUTTE CHIMIQUE

Dans les pays industrialisés, la révolution verte des années 60 a considérablement augmenté la productivité agricole en jouant sur l'augmentation des surfaces cultivées, la mécanisation, la plantation de cultures sélectionnées et hybrides et la lutte contre toutes les nuisances à l'aide des produits chimiques ou pesticides.

La lutte chimique consiste à l'utilisation des pesticides Les pesticides sont des substances chimiques fabriquées par les industries phytopharmaceutiques pour tuer les ravageurs, les mauvaises herbes les champignons. Ils sont d'origine minérale ou organique. Ils se retrouvent dans la nature ou sont synthétisés au laboratoire. Ces produits contiennent en général :

- une substance qui sert de support à la matière active et qui donne du volume aux pesticides (eau, gasoil, poudres...)

- des substances complémentaires tels que les mouillants permettant pesticides à coller aux plantes ou aux insectes ravageurs.

Les pesticides ont, en principe, un champ d'action ou un sceptre déterminé. Lorsqu'ils sont bien utilisés, ils présentent beaucoup d'avantages : la facilité de préparation, l'efficacité, la rapidité d'action, la précision et l'amélioration de la production agricole.

Avant la seconde guerre mondiale, les pesticides employés en agriculture étaient des dérivés de composés minéraux ou des plantes : arsenic, cuivre, zinc, manganèse, plomb, pyrèthre, roténone, sulfate de nicotine...Après ont été synthétisés au laboratoire les pesticides de seconde génération (organochlorés, organophosphatés...)

6.1.1. Inconvénients des pesticides

Théoriquement, selon le point de vue des utilisateurs et des fabricants, les pesticides agissent sur les ravageurs-cibles mais pratiquement, ils présentent plus d'inconvénients que d'avantages.

Lors d'un traitement, plus de 90 % des quantités utilisées de pesticides n'atteignent pas le ravageur visé. L'essentiel des produits phytosanitaires aboutissent dans les sols où ils subissent des phénomènes de dispersion. Les risques pour l'environnement sont d'autant plus grands que ces produits sont toxiques, utilisés sur des surfaces et à des doses/fréquences élevées et qu'ils sont persistants et mobiles dans les sols.

Le sol comporte des éléments minéraux et organiques ainsi que des organismes vivants. Dans le sol, les pesticides sont soumis à l'action simultanée des phénomènes de transferts, d'immobilisation et de dégradation.

Les transferts à la surface du sol ne concernent qu'une faible part des produits appliqués (généralement moins de 5 %). Ils contribuent à la pollution des eaux de surface lorsqu'ils sont entraînés, soit à l'état dissous ou retenu sur des particules de terre elles-mêmes entraînées.

Les transferts dans le sol sont les plus importants. Ils y sont entraîné par l'eau de pluie et s'y déplacent selon la circulation de l'eau. Ces déplacements varient beaucoup selon le régime hydrique, la perméabilité des sols, la nature du produit.

Ce phénomène est dû à l'adsorption, qui résulte de l'attraction des molécules de matière active en phase gazeuse ou en solution dans la phase liquide du sol par les surfaces des constituants minéraux et organiques du sol. De nombreux facteurs influencent sur la capacité d'adsorption d'un sol, liés soit aux caractéristiques de la molécule, soit à celles du sol (composants minéraux et organiques, pH, quantité d'eau). De même, les phénomènes de désorption qui correspond à la libération de la molécule dans le sol (phénomène inverse de l'adsorption).

Les pesticides sont en majorité adsorbés rapidement par les matières humiques du sol (colloïdes minéraux et organiques). Une molécule adsorbée n'est plus en solution dans la phase liquide ou gazeuse. N'étant plus disponible, ses effets biologiques sont supprimés ; elle n'est plus dégradée par les micro-organismes du sol ce qui augmente sa persistance. Elle n'est plus entraînée par l'eau, ce qui empêche la pollution de cette dernière. Sa désorption lui rend toutes ses capacités biotoxiques. Plus fortement retenu en général dans les sols argileux ou riche en matières organiques.

Le sol est un écosystème qui possède une capacité de détoxification très élevée. Les processus de dégradation des matières actives aboutissent finalement à l'obtention de molécules minérales telles que H2O, CO2, NH3

La dégradation est assurée principalement par les organismes biologiques de la microflore du sol (bactéries, actinomycètes, champignons, algues, levures), celle-ci pouvant atteindre 1 t de matière sèche à l'hectare. Son action s'exerce surtout dans les premiers centimètres du sol. Il existe également des processus physiques ou chimiques de dégradation, tel que la photodécomposition. Ces actions contribuent à diminuer la quantité de matière active dans le sol et donc à réduire les risques de pollution. La cinétique de dégradation d'une molécule donnée est déterminée en estimant la persistance du produit. Pour cela, on détermine sa demie vie qui est la durée à l'issue de laquelle sa concentration initiale dans le sol a été réduite de moitié. Cette demie vie peut varier avec la température, le type de sol, l'ensoleillement, etc : ainsi, celle du DDT est d'environ 30 mois en région tempérée et de 3 à 9 mois sous climat tropical. Le lindane, le DDT et l' endrine se dégradent en quelques semaines dans les sols inondés des rizières, au contraire de l' aldrine, de la dieldrine et du chlordane.

Les sols se comportent comme un filtre actif en assurant la dégradation des produits phytosanitaires, et sélectif, car ils sont capables de retenir certains de ces produits.

En exemple, nous citerons le cas de l' oxychlorure de cuivre ( bouillie bordelaise) qui s'accumule dans les sols et qui a entraîné la stérilisation de 50'000 ha de certains sols de bananeraies au Costa Rica.

- la toxicité et écotoxicité de la matière active, des surfactants ou adjuvants associés, de leurs produits de dégradation (parfois plus toxiques que la molécule-mère) et/ou de leurs métabolites ;

- une action synergique éventuelle avec d'autres polluants ou composés de l'environnement ou de l'organisme touché ;

- la durée de demi-vie de la matière active ou des métabolites (si la matière active est biodégradable ou dégradable) ;

- le temps d'exposition et la dose (exposition chronique à faible dose, exposition à des doses élevées durant un temps bref) ;

- la sensibilité relative des organes, de l'organisme, de l'écosystème exposé, au moment de l'exposition et dans la durée si le produit ou ses effets sont rémanents ;

- l'âge de l'organe ou l'organisme exposé (l'embryon, le foetus, les cellules en cours de multiplication sont généralement plus sensible aux toxiques).

Les pesticides peuvent être responsables de pollutions diffuses et chroniques et/ou aiguës et accidentelles, lors de leur fabrication, transport, utilisation ou lors de l'élimination de produits en fin de vie, dégradés, inutilisé ou interdits.

Ils peuvent contaminer tous les compartiments de l'Environnement air (extérieur, intérieur), eaux (salées, saumâtres, douces, de nappe, de surface et météoritique), sol et passer de l'un à l'autre. On les trouve sous forme de résidus dans nos aliments et boissons. Des lois ou directives européennes imposent des seuils à ne pas dépasser, de même dans l'eau potable.

La dispersion est difficile à contrôler. Au moment même du traitement les pesticides passent directement dans l'atmosphère par évaporation ou sublimation. Certains de ces produits s'accumulent dans les sols où sont transportés très loin des surfaces visées par le vent ou par les eaux souterraines, continentales, océaniques ou de pluies

Tous les pesticides sont des POP (polluants organiques persistants) ; ils perdurent dans l'environnement et s'accumulent dans les graisses, le cerveau, le sang, le lait maternel, le placenta, le sperme des super- prédateurs comme l'homme.

6.1.2. Effets écotoxicologiques des pesticides

L'emploi des pesticides présente beaucoup de dangers à l'homme et à la nature. L'utilisateur lui même est exposé à de nombreux risques sanitaires qui sont plus élevés dans les pays industrialisés que dans les pays en développement. Les pesticides se caractérisent par une toxicité aiguë qui s'accompagne d'une mortalité directe ou d'une toxicité chronique.

- la température de l'air et la lumière qui peuvent modifier les propriétés de certains produits pour les rendre plus toxiques

- l'état de santé la résistance naturelle et l'alimentation de l'organisme exposé

Les pesticides pénètrent dans l'organisme par la voie digestive, pulmonaire et cutanée. La voie d'absorption dermique est la plus fréquente mais la plus négligée ou oubliée par la plupart des utilisateurs.

Lors de la pulvérisation, la concentration de la matière active augmente considérablement dans l'air autour de l'utilisateur qui ne tient souvent pas compte de la direction du vent qui peut rabattre tout le produit sur lui.

Le délai qui sépare l'exposition au produit et l'apparition des troubles est relativement court, de quelques heures à quelques jours, permettant le plus souvent de relier les effets à la cause.

Les dérivés organochlorés induisent tout d'abord des troubles digestifs (vomissement, diarrhée) suivi par des troubles neurologiques (maux de tête, vertige) accompagné d'une grande fatigue. À ceci succèdent des convulsions et parfois une perte de conscience. Si le sujet est traité à temps, l'évolution vers une guérison sans séquelles survient généralement. L'intoxication aiguë avec ce type de produit est relativement rare, à moins d'ingestion volontaire (suicide) ou accidentelle (absorption par méprise, dérive de nuage, jet de pulvérisateur...).

Les dérivés organophosphorés ainsi que les carbamates, en inhibant la cholinestérase, induisent une accumulation d' acétylcholine dans l'organisme débouchant sur une hyperactivité du système nerveux. Les signes cliniques sont des troubles digestifs avec hypersécrétion salivaire, nausée, vomissement, crampes abdominales, diarrhée profuse. Il y a de plus des troubles respiratoires avec hypersécrétion bronchique, toux et essoufflement. Les troubles cardiaques sont une tachycardie avec hypertension puis hypotension. Les troubles neuromusculaires se traduisent par des contractions fréquentes et rapides de tous les muscles, des mouvements involontaires, des crampes puis une paralysie musculaire générale. La mort survient rapidement par asphyxie ou arrêt cardiaque. Une antidote spécifique existe pour cette catégorie de produit : le sulfate d'atropine qui neutralise rapidement les effets toxiques.

Chez l'adulte, les produits rodenticides à base d'anticoagulants n'entraînent généralement pas -à moins d'absorption massive à but suicidaire- de troubles de la coagulation, ni d'hémorragie. Par contre, chez l'enfant, des hémorragies graves peuvent survenir. Ils agissent en abaissant le taux de prothrombine dans le sang, nécessaire à la formation du caillot sanguin, entraînant ainsi des hémorragies internes. Les symptômes apparaissent après quelques jours pour une dose élevé, après quelques semaines pour des prises répétées :sang dans les urines, saignement de nez, hémorragie gingivale, sang dans les selles, anémie, faiblesse. La mort peut survenir dans les 5 à 7 jours qui suivent.

Signalons aussi la campagne d'extermination de la fourmi Solenopsis invicta qui fut déclenchée à la fin des années 50 en Alabama (USA). La pulvérisation de granulés d'organochlorés a éliminé à l'espace de 3 ans sur plus de 110000 km² entre 90 et 100% d'oiseaux.

Pour chaque pesticide, il y a une dose appelée dose létale 50, DL50, exprimée en mg de matière active par kg de poids vif. Il s'agit de la dose de pesticide qu'il faut pour provoquer la mort de 50 % de population des ravageurs.

Il s'agit d'un empoisonnement secondaire. En effet, l'absorption régulière de petites quantités de certains pesticides peut provoquer des lésions ou des maladies qui se déclarent après plusieurs années. Les dégâts peuvent être une lésion d'un organe (système nerveux) ou de l'embryon, une chute de la fertilité, un cancer, une modification chronique, un affaiblissement des défenses immunitaires, des malformations...

Les personnes exposées de manière chronique aux pesticides sont les ouvriers qui les fabriquent ou qui travaillent dans les agro-écosystèmes, des utilisateurs, les personnes qui habitent les régions régulièrement traitées. Les pesticides peuvent aussi être absorbés par l'intermédiaire de l'air, de l'eau ou des aliments.

Un cas d'empoisonnement secondaire bien connu est celui des graines enrobées, observé en Grande Bretagne en 1961. Pour protéger les semences de céréales contre les insectes et les champignons on avait imaginé de les enrober d'une matière adhérente et de faire absorber ensuite sur cette couche des organochlorés et des organo-mercuriels. On a constaté, en 1961, dans un comté de Grande Bretagne d'une superficie approximative de 2000 km², 80 accidents dans l'avifaune granivore. L'autopsie des cadavres de pigeons et des gallinacés trouvés morts dans les champs révéla une teneur de Dieldrine supérieure à 26 ppm (partie par million).

D'après les travaux des écologistes Suédois, réalisés sur la teneur en mercure dans les plumes de nombreuses espèces d'oiseaux. Il existe une corrélation nette entre la teneur de ces plumes en mercure et la place occupée par l'espèce considérée dans les chaînes trophiques.

Les pesticides, en particulier les organochlorés, par leur persistance élevée s'accumulent dans les chaînes alimentaires. Ils passent successivement des microorganismes aquatiques, aux poissons puis aux rapaces ou à l'homme. L'intoxication des poissons et des chats par le mercure déversé dans l'eau à Minamata au Japon est un de nombreux exemples de transmission des toxiques par les chaînes trophiques.

Suite à l'utilisation généralisée de ces substances les fruits, les récoltes surtout dans les pays industrialisés contiennent énormément des pesticides dont beaucoup sont cancérigènes.

La diminution du potentiel biotique est la conséquence la plus grave de l'empoisonnement secondaire. Les rapaces en ont été les principes victimes dans les pays ou ont été utilisé les fongicides à base de mercure et le D.D.T., Falco peregrinus (Faucon pèlerin), Pandion haliaetus (balbuzard pêcheur) et Haliaetus leucocephalus peuvent être cités.

La diminution de la fécondité chez les rapaces des régions traitées était due :

- à la fragilisation de la coquille des oeufs qui se brisent directement lors de la couvaison

Certaines intoxications chroniques ont été aussi observées chez l'homme. Parmi celles-ci on aÓ

- Les atteintes dermatologiques : rougeurs, démangeaisons avec possibilité d'ulcération ou de fissuration, urticaire sont très fréquemment observées, touchant plutôt les parties découvertes du corps (bras, visage). Nombre de produits provoquent des problèmes cutanés, dont les roténones responsables de lésions sévères au niveau des régions génitales.

- Les atteintes neurologiques : les organochlorés font apparaître une fatigabilité musculaire, une baisse de la sensibilité tactile. Les organophosphorés entraînent à long terme des céphalées, de l'anxiété, de l'irritabilité, de la dépression et de l'insomnie, alliés parfois à des troubles hallucinatoires. Certains provoquent une paralysie, comme les dérivés mercuriels ou arsenicaux.

- Les troubles du système hématopoïétique : les organochlorés peuvent provoquer une diminution du taux de globules rouges et de globules blancs, avec risque de leucémie.

- Les atteintes du système cardiovasculaire : les organochlorés développent des phénomènes de palpitation et de perturbation du rythme cardiaque.

-Les atteintes du système respiratoire : ces atteintes sont souvent en relation avec les phénomènes d'irritation engendrés par bon nombres de pesticides, favorisant ainsi les surinfections et être à l'origine de bronchites, rhinites et pharyngites.

-Les atteintes des fonctions sexuelles : un nématicide a provoqué chez les employés de l'usine où il est synthétisé un nombre important de cas d' infertilité. D'autres substances semblent impliquées dans la délétion croissante de la spermatogenèse.

- Les risques foetaux : des pesticides franchissent la barrière placentaire et ont une action tératogène sur l'embryon. C'est le cas du DDT, du malathion, des phtalimides (fongicide proche de la thalidomide). Il peut survenir des accouchements prématurés ou des avortements. Il est conseillé à la femme enceinte d'éviter de manipuler des pesticides entre le 23^e et le 40^e jour de la grossesse.

- Les maladies neurodégénératives : Une étude publiée en 2006 a conclu à une augmentation des risques de maladie de Parkinson suite à l'exposition à certains pesticides.

Les cancers : Plusieurs cas de cancer sont observés chez les agriculteurs qui utilisent les pesticides ( prostate, testicules, cerveau ...).

Certains pesticides se comportent comme des « leurres hormonaux ». Chez 100 % des 308 femmes enceintes espagnoles, ayant ensuite donné naissance à des enfants jugés en bonne santé entre 2000 et 2002, on a trouvé au moins un type de pesticide dans le placenta. Les pesticides les plus fréquents étaient le 1,1-dichloro-2,2 bis (p-chlorophényl)-éthylène (DDE) à 92,7 %, le lindane à 74,8 % et l'endosulfan-diol à 62,1 % ⁴ (Le lindane est interdit, mais très persistant).

6.1.3. Effets biocénotiques

De façon générale la lutte chimique (herbicides, pesticides divers) a pour résultat d'appauvrir les biocénoses, c'est à dire de réduire la biodiversité des écosystèmes dans lesquels on la pratique.

Les herbicides font disparaître avec les plantes adventices, l'entomofaune qui en dépend et qui peut servir de nourriture aux oiseaux insectivores.

Il y a aussi disparition de la couverture végétale qui sert de refuge pour certains oiseaux et mammifères pendant la mauvaise saison.

Dans l'Etat de Montana, le carbaryl utilisé contre les criquets avait réduit le peuplement avien à 17% de sa densité primitive.

Les herbicides en éliminant, par exemple, les dicotylédones d'une région provoquent la pullulation de diverses graminées. En Angleterre, sous l'action des herbicides certaines espèces plus sensibles telle que Dactylis glomerata ont été remplacées directement par d'autres graminées comme Fertuca sp., Poa sp.

Les insecticides ont des effets particulièrement graves sur les prédateurs et les parasites des insectes. Lorsque le ravageur est détruit, même à 90%, pendant que le prédateur ou l'endoparasite du ravageur a été éliminé du milieu, les populations de ce ravageur se reconstituent très rapidement.

Il est difficile de contrôler un ravageur à l'absence ses ennemis naturels. Dans d'autres cas, l'application des insecticides favorise la prolifération de ravageurs secondaires, moins sensibles que l'espèce-cible mais aussi moins nombreux qu'elle au départ.

6.1.3.3. Impact de l'emploi des pesticides sur d'autres éléments de la biocoenose

Lors de l'utilisation des pesticides, d'autres éléments de la biocénose subissent des intoxications parfois mortelles directement ou indirectement.

Les abeilles sauvages sont particulièrement touchées. Il s'ensuit alors une réduction de la production du miel et la pollinisation des plantes. Au Brésil il existe déjà une souche d'abeilles sauvages résistantes au D.D.T. et dont le miel contient des concentrations élevées de ce produit.

L'intoxication des abeilles, agents pollinisateurs, a des conséquences non négligeables dans la reproduction végétale.

Les oiseaux et surtout les rapaces sont touchés par la consommation des proies intoxiquées (empoisonnement secondaire). Un autre problème posé par les pesticides est l'apparition de résistance. Selon l'O.M.S., la résistance aux insecticides apparaît lorsqu'une population d'insectes développe la faculté de survivre à une dose de toxique qui était à l'origine létale pour la plupart des individus.

Supposons que les larves d'une espèce, particulièrement d'insectes tel que le moustique anophèle, vecteur du paludisme, sont traitées à grande échelle au D.D.T, la probabilité est grande qu'il se trouve quelques larves qui acquièrent dans leurs gènes l'information nécessaire à la dégradation du D.D.T. dans l'organisme. Elles échappent ainsi à l'action mortelle de ce produit.

En se reproduisant, les larves survivantes diffusent l'information et forment par reproduction rapide des populations d'anophèles résistantes au D.D.T. en quelques années.

6.1.4. Action sur le milieu

Lorsqu'un pesticide est appliqué, seule, une infime quantité atteint les organismes-cibles. Plus de la moitié du produit passe directement dans l'atmosphère. D'après SCHRIMPF, la pollution de l'air par les pesticides dans les régions urbaines de la Colombie serait en rapport avec l'usage intensif de ces produits dans les régions agricoles voisins.

Selon BRADER, près de 500000 tonnes de matières actives des pesticides sont appliquées annuellement dans le pays du tiers monde. La plus grande partie de ces toxiques passe dans le sol et dans l'eau de surface. L'eau de percolation et d'infiltration diffuse les pesticides dans le sol.

L'homme a cru pendant longtemps que les nappes phréatiques étaient protégées contre les pesticides par les roches et les horizons du sol. Curieusement ce n'est pas le cas. Au Salvador, il a été constaté des concentrations assez élevées de pesticides dans les eaux souterraines.

6.2. LUTTE BIOLOGIQUE

Outre les ruptures d'équilibre biocénotique, la lutte chimique soulève des problèmes d'hygiène publique. D'autres part, les insecticides en détruisant des insectes pollinisateurs utiles à l'agriculture, peuvent causer des dégâts très sérieux. Enfin l'adaptabilité des insectes a eu pour résultat une augmentation considérable du nombre de souches et donc d'espèces résistant aux insecticides.

Pour éviter tous ces problèmes l'homme se démène dans le sens de développer une lutte biologique. Le principe fondamental de cette dernière consiste à contrôler l'accroissement démographique naturel d'un ravageur de telle manière qu'il reste à un niveau de densité acceptable.

6.2.1. Stratégies de la lutte biologique

Dans les conditions naturelles, chaque espèce est contrôlée par des facteurs limitants abiotiques et biotiques. On peut lutter contre un ravageur en introduisant dans le milieu un nouvel agent de contrôle. Cette stratégie nécessite que l'agent de contrôle subisse d'abord une acclimatation et s'applique surtout quand on se trouve devant un ravageur introduit de l'étranger sans son cortège d'ennemis naturels.

La stratégie de lachers inondatifs nécessite l'élevage au laboratoire d'un grand nombre de prédateurs ou de parasites qu'on transportera dans les cultures au moment où les populations du ravageur amorcent une montée dangereuse. Contrairement au premier cas, l'agent de contrôle est présent dans la faune locale. Il suffit d'en obtenir artificiellement de grandes quantités. Les microorganismes sont de plus à plus utilisés. Parmi eux nous pouvons, Bacillus thuringiensis qui a été utilisé dans la lutte biologique contre divers Lépidoptères nuisibles et des larves des Culicidae.

La technique consiste à stériliser les mâles des ravageurs. L'exemple classique est l'élimination de Cochlomya hominivorax des états riverains du golfe du Mexique en 1954 par des lâchers massifs de mâles stérilisés à l'isotope 60 du cobalt.

Cette méthode dite autocide nécessite malheureusement des élevages de masse et des techniques d'irradiation très coûteuses. L'usage récent de substances chimio-stérilisantes perturbant les étapes de la gamétogenèse pourra permettre de réduire les frais. Leur forte toxicité pour les vertébrés implique la précaution de ne les employer qu'en conjonction avec des phéromones sexuelles. Les stérilisants agissent non seulement sur mais aussi à travers les insectes qui les absorbent.

L'ecdysone et la Néoténine sont deux hormones dont l'absorption peut empêcher une larve d'insecte d'atteindre le stade adulte. L'avantage de la Néoténine (hydrocarbure non saturé apparenté aux sesquiterpènes) réside toutefois dans ses caractéristiques : elle est non toxique pour les vertébrés, agit par simple contact et ne risque pas de créer des souches résistantes.

Les chimistes ont découvert d'autres substances présentant une activité spécifique sur certaines familles d'insectes. C'est le cas de la Juvabione qui n'agit que sur les Pynhocoridae.

La stratégie consiste à placer dans le milieu plusieurs diffuseurs de phéromones sexuels. Devant les nombreuses substances attractives, les mâles sont confondus et ne savent plus localiser exactement ou se trouvent les femelles. Cette situation limite alors les chances d'accouplement et provoque une baisse des effectifs dans la population du ravageur.

Parmi les autres stratégies de lutte biologique on peut encore signaler : la sélection des plantes génétiquement résistantes, l'amélioration des techniques culturales et la rotation des cultures

La lutte biologique est efficace mais ne conduit jamais à des miracles. Par contre la lutte chimique semble avoir des effets immédiats très remarquables. Mais elle conduit à la dégradation du milieu naturel et de la biodiversité compte tenu des limites de la lutte biologique et des dangers que présente la lutte chimique pour les équilibres écologiques et l'environnement. Une solution à adopter semble être celle de la lutte intégrée. Cette dernière met en oeuvre la lutte biologique et les produits chimiques pour combattre les ravageurs. Toute fois la priorité est d'abord donnée à la lutte biologique. Ce n'est que lorsque celle-ci s'avère inefficace qu'on intervient chimiquement avec des pesticides peu toxiques et plus spécifiques.

6.3. PROTECTION DES SOLS

Dans les agroécosystèmes les sols sont non seulement pollués par les engrais chimiques et les pesticides, mais aussi ils sont continuellement dégradés par l'érosion, le glissement de terrain et les incendies, (surtout dans les pays en voie de développement).

La végétation installée sur le sol fournit l'humus, assure la circulation ascendante des matières et protège ce sol contre l'érosion en jouant le rôle de barrière vis à vis de l'eau et du vent. Les plantes peuvent aussi réduire l'érosion en liant les particules du sol aux racines.

L'agriculture augmente les risques d'érosion en perturbant la végétation locale. Parmi les pratiques accélérant l'érosion du sol nous pouvons citer : le surpâturage, la monoculture, la culture à rangs espacés, le labour, le défrichage, les sillons dans le sens de la pente.

La fertilisation par les engrais minéraux au dépend de la fumure organique augmente le rendement immédiat mais détruit peu à peu le sol et provoque une diminution progressive de la teneur du sol en matière organique et de son activité biologique

Pour protéger les sols il faut des haies anti-érosives dans les champs se trouvant dans les régions montagneuses. Cette pratique devient encore plus intéressante lorsque ces haies sont faites des plantes agroforestières fixatrices de l'Azote. Tout en luttant contre l'érosion, ces plantes fertilisent aussi les sols. Elles permettent de restaurer la forêt et jouent beaucoup sur le mésoclimat et l'épuration de l'air.

Pour la fertilisation il faut plus recourir aux engrais organiques (fumure) et aux engrais verts. La lutte biologique devra aussi être encouragée.

CONCLUSION

Nous avons constaté que les êtres vivants sont soumis dans leur environnement aux facteurs abiotiques et biotiques. Ils sont aussi en interaction permanente avec leur environnement et il se crée entre eux des équilibres écologiques.

L'homme, comme élément de la nature, malgré toutes les technologies qu'il a élaborées, ne peut se soustraire et se considérer comme le maître de tous les êtres vivants. Il ne peut échapper aux lois naturelles qui régissent la vie des espèces animales et végétales vivant sur la planète terre. Il n'y a qu'une terre, nous devons la protéger.

Le monde est en crise...Avec la mondialisation, les urgences environnementales se sont multipliées : changement climatique, menace de la biodiversité, pollution de l'air, des eaux et des sols, épuisement des ressources naturelles...

L'environnement planétaire est menacé par des risques croissants générés par les développements technologiques de ces dernières années : accumulation de déchets nucléaires et pollutions génétiques irréversibles.

Les modifications liées à la dégradation de la nature et à la surexploitation des ressources naturelle, la rupture des équilibres écologiques observés actuellement sont autant des dommages qui risquent d'être très graves, même pour l'homme. Dans un rapport publié en avril 1981 sur les problèmes des environnements sociaux Saburo Okita déclare : « Ce n'est pas seulement la qualité de la vie des habitants de la planète qui est en cause mais les capacités même de la planète à entretenir la vie. »

Citons aussi le professeur Mungala dans son allocution d'ouverture de l'atelier régional sur l'éducation relative à l'environnement et la formation des écologistes pour les pays francophones et Lusophones d'Afrique tenus à Kisangani du 3 au 10 mai 1982 « Il faut, en tout cas, s'inquiéter des menaces qui pèsent sur notre milieu naturel. » L'homme devra prendre conscience des méfaits qu'il est entrain d'infliger à la nature et s'impliquer dans la recherche des voies et moyens pour conserver ce qui reste de la biodiversité.

GLOSSAIRE D'ECOLOGIE

On trouvera ci-dessous le sens (signification) du vocabulaire habituellement utilisé pour parler de l'écologie : environnement, milieu, écosystème...

Abiotique : 1. Qualifie un milieu où les organismes vivants ne peuvent exister.
2. Se dit parfois d'un facteur physique ou chimique de l'environnement.

Abondance : Nombre d'individus d'une espèce par unité de surface ou de volume.

Abondance relative : Nombre total des individus d'une espèce par rapport au nombre total des individus de toutes les espèces présentes, par unité de surface ou de volume.

Abondance-dominance : Indice qui combine l'abondance (ou la densité) des individus d'une même espèce et le volume qu'ils occupent au sein d'une communauté végétale.

Acclimatation : Processus d'adaptation de populations d'organismes aux changements d'environnement naturels ou aux changements à long terme imposés par l'homme (tels que causés par le rejet continu de résidus industriels ou d'eaux usées).

Accoutumance : Processus par lequel un organisme vivant ou une société tolère progressivement des modifications de l'environnement.

Acides fulviques : Partie des substances humiques solubles à la fois en milieux acide et alcalin.

Acides humiques : Partie des substances humiques solubles en milieu alcalin, mais qui précipitent par acidification.

Adaptation : Processus et résultat de l'ajustement d'un organisme vivant ou d'une société aux conditions d'un environnement donné, ce qui lui permet de survivre, de se reproduire et de se développer.

Benthos : Ensemble des êtres vivants des fonds marins, vivant à proximité du substrat.

Biomasse : Masse de matière vivante contenue dans une unité déterminée de surface ou de volume de l'environnement marin.

Biosphère : Région de la planète renfermant l'ensemble des êtres vivants et dans laquelle la vie est possible en permanence.

Biotope : Aire géographique de surface ou de volume variable, dans laquelle vit un etre vivant ou une communauté.

Climat : Ensemble des phénomènes météorologiques qui caractérisent l'état moyen de l'atmosphère et son évolution en un lieu donné.

Commensalisme : État des animaux qui vivent à côté d'animaux d'une autre espèce en profitant de leurs aliments.

Communauté : Groupe de populations qui ont des modes de vie similaires (ex : communauté d'Insectes, d'Oiseaux).

Convergence (zone de) : Zone d'un écosystème pélagique arrivé au stade ultime de maturité.

Déshydratation : Lorsqu'un organisme perd une partie de son eau. (appelée aussi dessiccation)

Écologie :
C'est la science des conditions d'existence et des interactions entre les organismes et leur environnement.
Haeckel (1866) : "Par écologie on entend la partie de la science qui concerne l'économie de la nature, l'étude de l'ensemble des relations des organismes avec leur environnement physique et biologique".

Écologie des populations : Établit les lois qui régissent l'abondance et la distribution d'organismes identiques occupant le même espace.

Écosystème : Ensemble des êtres vivants et des éléments non vivants d'un milieu qui sont liés vitalement entre eux.

Epineuston : Organismes vivant sur l'interface eau-atmosphère (ex : Crustacés, Hallobates).

Étage : Espace vertical du domaine benthique marin où les conditions écologiques sont à peu près constantes, ou varient régulièrement entre les deux niveaux critiques marquant les limites de l'étage.

Facteur écologique : Tout élément de l'environnement susceptible d'agir directement sur les êtres vivants au moins durant une phase de leur cycle (phase de croissance, de reproduction).

Habitat : Ensemble des conditions d'existence subit ou exigées par un organisme ou un groupement d'organismes.

Organismes appartenant au neuston toujours immergés (1 à 2 premiers cm d'eau) - Ex : Copépodes, larves de décapodes, larves de poissons.

Migration : Déplacement de population périodique ou apériodique permettant à certains animaux de se soustraire à des conditions défavorables liées à des facteurs reproductifs et secondairement à des facteurs nutritionnels.

Mimétisme : Propriété que possèdent certaines espèces animales, pour assurer leur protection, de se rendre semblables par l'apparence au milieu environnant, à un être de ce milieu, à un individu d'une espèce mieux protégée ou moins redoutée.

Necton : Ensemble des organismes qui peuvent vaincre les courants par leur nage et donc se déplacent de façon autonome.

Neuston : Organismes vivants au voisinage immédiat du milieu fluide, à l'interface eau-atmosphère.

Niche écologique : Ensemble de l'habitat d'une espèce et ses relations avec le milieu et les autres espèces.
Peut se définir aussi comme l'ensemble des besoins requis par un organisme pour survivre dans son biotope ainsi que les actions réalisées pour satisfaire ses besoins.
Une niche écologique n'est pas occupée mais réalisée par un organisme. Elle est multivariée pour pallier aux besoins de l'organisme.

Parasitisme : État d'un être vivant qui vit en association durable avec un autre dont il se nourrit, sans le détruire ni lui apporter aucun avantage.

Pelagos : Comprend les êtres vivants de pleine eau (en opposition au benthos).

Peuplement : Ensemble d'individus d'un certain nombre d'espèces animales et végétales que l'on trouve sur un fond déterminé.

Plancton : Ensemble des organismes entraînés par les déplacements d'eau. Ils sont passifs par rapport aux mouvements des masses d'eaux, à l'exception de quelques déplacements verticaux (ajustés sur le rythme nyctéméral).

Pleuston : Organismes dont une partie du corps dépasse de la surface de l'eau (Velelles, Porpites).

Pollution: introduction dans l'air, l' eau ou le sol de substances toxiques portant atteinte à la santé humaine et aux écosystèmes . Elle est essentiellement liée aux activités humaines : rejet de déchets domestiques, industriels ou agricoles ; dissémination de pesticides par l'agriculture ; fuites de matières radioactives ; émissions de gaz dans l' atmosphère etc.

Population : Ensemble d'individus d'une même espèce coexistant dans le même habitat.

Productivité : Biomasse nouvellement produite par unité de temps (= vitesse de production).
Production et productivité se réfèrent aux caractères dynamiques des biocénoses.

Sédentaire : Organisme effectuant quelques mouvements lents de faible amplitude.

Surfusion : État d'un liquide qui reste liquide au dessous de son point de congélation (= supercooling).

Symbiose : Association durable et réciproquement profitable entre deux ou plusieurs êtres vivants.

Temps de résilience : Temps nécessaire à un écosystème pour retrouver son état originel après perturbation.

Turbidité : État d'un liquide trouble. En milieu aquatique, la turbidité de l'eau est causée par des sédiments ou des matières en suspension.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

ANONYME, Memento du forestier, 3^e édition, Ministère de la coopération, Paris, 1266 pages

ANONYME, 2001, Catégories et Critères de l'IUCN pour la Liste Rouge version 3.1,

BARBAULT R. 1993, Abrégé d'écologie générale, structure et fonctionnement de la biosphère. Maison d'édition Masson, Paris, 272 pages.

BREWER, R. 1994, The science of Ecology, 2d edition, Saunders College Publishing, San Diego (U.S.A), 773 pages

DREUX. P, 1986, Précis d'écologie, Presses Universitaires de France, Paris, 281 pages.

DUPRIEZ, H., 1987, Jardin et vergers d'Afrique, éd. Terre et Vie, Bruxelles, 354 pages.

DUQUET, M., 1993, Glossaire d'écologie fondamentale, Nathan, Paris, 127 pages.

FRONTIER et al., 1991, Ecosystèmes. Structure, fonctionnement, évolution. Masson, Paris, 400 pages

MACKENZIE, A.et al, 1998, Instant Notes in Ecology, Bios Scientific Publishers

MADER S. S., 1988, Biologie, Evolution, Diversité et Environnement, Reynald Goulet Inc., Québec, 767 pages

MATTHEY W. et al, 1984, Manuel pratique d'écologie, Pavot, Lausane, 264 pages

RAMADE, F., 1984, Eléments d'écologie. Ecologie fondamentale, Mac-Graw-Hill, Paris, 397 pages.

RAMADE F. 1989, Eléments d'écologie, Ecologie appliquée, Marc Graw Hill, Paris, 578 pages.

PARENTI UMBERTO, 1971, Atlas de zoologie 2, Grange Batelière, Paris, 115 pages.

VANLOON, G.W., DUFFY S.J, 2003, Environmental Chemistry, a global perspective, Oxford University Press Inc., NewYork, 492 pages.

Notes d'écologie générale

TAYNA CENTER FOR CONSERVATION BIOLOGY

UNIVERSITE DE CONSERVATION DE LA NATURE ETDE DEVELOPPEMENT DE KASUGHO

Série Bios

INTRODUCTION

0.1. DEFINITIONS