Écologie(S2) - environnement.ens.fr · Equilibre!de!labiosphère!(2)! •...
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Écologie (S2)
Enseignant responsable : David Claessen
Centre d'enseignement de de recherches sur l'environnement et la société (CERES-‐ERTI) et InsAtut de Biologie de l’ENS (IBENS)
École normale supérieure, 24 rue Lhomond, 75005 Paris
ObjecAf du cours
• Concepts et idées fondamentaux – de l'écologie générale, – allant de l'écologie évoluAve à l'écologie foncAonnelle
• Les processus écologiques – examinés aux différentes échelles, – de l'individu dans son environnement aux écosystèmes enAers
Forme d’enseignement • Cours magistraux, • Analyse d’arAcles scienAfiques, • Exercices en modélisaAon
• Textbooks: – Robert Barbault, (2008)
Écologie générale : Structure et fonc2onnement de la biosphère. Sciences Sup, Dunod. -‐ 6ème ediAon
– Begon, M., Townsend, C. R. and Harper, J. L. (2005) Ecology – From Individuals to Ecosystems (4th ediAon). Blackwell ScienAfic PublicaAons, Oxford.
Planning IntroducAons des concepts :
Ecologie, environnement, écosystème, populaAon, individu, évoluAon, biodiversité, fitness ; la méthode scienAfique en écologie
Organismes dans leur environnement : Niche ; condiAons ; ressources ; life histories ; compéAAon intra-‐spécifique ; dynamique de populaAons I (régulaAon)
InteracAons entre espèces : InteracAons : compéAAon inter-‐spécifique, prédaAon, mutualisme, parasiAsme ; dynamique de populaAons II (fluctuaAons, bistabilité) réseaux trophiques : producteurs, consommateurs, detriAvores, decomposeurs ; cascades trophiques
Communautés, écosystèmes : L'environnement physique et chimique ; structure spaAale et temporelle ; diversité, stabilité, producAvité, résilience ; flux d'énergie et cycle des nutriments
PrésentaAon de méthodes pour l'écologie : ExpérimentaAon en écologie ; modélisaAon ; staAsAques ; capture-‐marquage-‐recapture ; méthodes moléculaires
Ecologie et évoluAon : Le concept de fitness (II) ; adaptaAon ; Darwinisme ; modélisaAon de l'évoluAon
Ecologie comme une science de la nature
• Ecologie = – L’étude des relaAons des organismes avec leur environnement
– L’étude des interacAons qui déterminent la distribuAon et l’abondance des organismes
– L’étude des écosystèmes • De la physiologie à la biogéographie • Histoire naturelle, théorie des systèmes, théorie de l’évoluAon
L’écologie touche à l’homme et au social Structure épistémologique
Les grands types de
mécanismes ou
phénomènes
Deux grands axes
Ecologie de populaAons
• Animales, plantes, microbienne… • Dynamique • Vital rates – ReproducAon, survie, croissance, … – « processus biodémographiques »
Ecologie d’écosystèmes
• Objets: écosystèmes, paysages • Pas 100% biologiques • Cycle de la maAère, flux d’énergie • Processus de décomposiAon, producAon, transferts, recyclage
• Cycles biogeochimiques
Science appliqué
• Problèmes liés à la sauvegarde, l’aménagement ou l’exploitaAon des écosystèmes
• Ressources renouvelables de la biosphère
Ecologie : Quel type de quesAons?
Quoi?
« Comment? » • Physiologie, biologie
cellulaire, moleculaire: • Causes immédiates • Analyse de processus
Quoi? Comment? Pourquoi?
« Pourquoi? » • Facteurs historiques
et évoluAfs • Causes ulAmes
• Causes immédiates: écologie d’écosystèmes (« comment? ») • Causes ulAmes: écologie évoluAve (« pourquoi? »)
La noAon de système • Objet immédiatement
donné: individu • Sens donné par le
système de rela>ons qui les lient
• L’unité fondamentale des systèmes écologiques: la popula>on : « l’ensemble des individus de meme espèce coexistent dans le milieu considéré »
• Exemples…
Systèmes écologiques évoluent…
• Les systèmes peuvent changer, transformer, disparaître : sujet de ce cours
• EvoluAon darwinien • Les populaAons évoluent – Dynamique de l’effecAf, démographie – Dynamique généAque, adaptaAon, sélecAon naturelle à « Evolu>on »
Equilibre de la biosphère • L’espèce humaine, impacte planétaire
– Agriculture, sylviculture, pêche, chasse, élevage, urbanisaAon • « gérer la Terre », climat, biodiversité, polluAons, etc • Deux grandes types de processus:
• Dynamique des écosystèmes (biosphère) étroitement liée à la dynamique des espèces à biologie de la conservaAon
Equilibre de la biosphère (2) • Dynamique des écosystèmes (biosphère) étroitement liée à la
dynamique des espèces à biologie de la conservaAon • Processus élémentaires assez bien connus • Problème est de comprendre leur effet dans le monde réel :
– à l’échelle de l’écosystème, biosphère – Des systèmes hétérogène, variable de l’espace et le temps – Microsite – Parcelle – écosystème – biosphère – Processus opérant sur des échelles de temps et espace très variables
• Défi : développer des approches intégrées qui permerent de modéliser la dynamique d’ensemble avec un bon degré de prévisibilité
ProblémaAque interdisciplinaire • Problèmes d’environnement
– Changement climaAques, polluAon, érosion de la biodiversité
– Problèmes de société
• L’écologie est une des sciences de l’environnement
• L’écologie moderne a « oublié » l’espèce humain
• L’écologie des écosystèmes et paysages n’est pas une spécialité de la biologie: couvre tous les sciences de la nature et touche aux sciences de la société