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46.1 : Ecologie des Ecosystèmes - Biologie

46.1 : Ecologie des Ecosystèmes - Biologie


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46.1 : Écologie des écosystèmes

Perturbation écologique

Nos rédacteurs examineront ce que vous avez soumis et détermineront s'il faut réviser l'article.

perturbation écologique, un événement ou une force, d'origine non biologique ou biologique, qui entraîne la mortalité des organismes et des changements dans leur configuration spatiale dans les écosystèmes qu'ils habitent. Les perturbations jouent un rôle important dans la formation de la structure des populations individuelles et du caractère d'écosystèmes entiers.

Les perturbations mineures comprennent les événements éoliens localisés, les sécheresses, les inondations, les petits incendies de forêt et les épidémies dans les populations végétales et animales. En revanche, les perturbations majeures comprennent les événements éoliens à grande échelle (tels que les cyclones tropicaux), les éruptions volcaniques, les tsunamis, les incendies de forêt intenses, les épidémies, les changements de température des océans dus aux événements El Niño ou à d'autres phénomènes climatiques, et la pollution et la conversion de l'utilisation des terres causées par les humains. La notion de perturbation écologique a des racines historiques profondes dans la pensée écologique. Le premier modèle conceptuel lié aux perturbations dans l'écologie moderne était la succession écologique, une idée mettant l'accent sur les changements progressifs de la structure de l'écosystème qui suivent une perturbation.


Notes : Écologie

Question : Qu'est-ce qui détermine combien d'espèces vivent dans un endroit donné ?

Qu'est-ce qui détermine la taille de chaque population peut croître?

Quelle est la relation entre les loutres de mer, les oursins et les forêts de varech ?

ECOLOGIE - l'étude des interactions entre les organismes entre eux et avec l'environnement

BIOSPHÈRE - partie de la planète où la vie existe

NIVEAUX D'ORGANISATION

Espèces - individus qui peuvent se reproduire les uns avec les autres

Population - tous les individus de la même espèce (canards) dans une zone

Communauté - toutes les différentes espèces d'une zone (canards + érables + libellules)

Écosystème - la communauté plus les facteurs physiques dans une zone (canards + érables + libellules + température + sol + précipitations)

Biome - vaste zone qui a un climat particulier et des espèces particulières de plantes et d'animaux qui y vivent (toundra)

Biosphère - la partie de la terre qui supporte la vie

Méthodes écologiques - comment l'étudions-nous?

3-2 Flux d'énergie

Autotrophes (producteurs) - captent l'énergie de l'environnement et la convertissent en "food"

Hétérotrophes (consommateurs) - doivent manger des choses

Herbivores
Carnivores
Omnivores
Détritivores / décomposeurs

*LE SOLEIL est la principale source d'énergie*

Photosynthèse - utilise l'énergie lumineuse pour fabriquer de la "nourriture"

Chimiosynthèse - fabrique des aliments à partir de produits chimiques (certaines bactéries synthétisent les aliments de cette manière)

CHAÎNES ALIMENTAIRES ET WEBS ALIMENTAIRES - illustrent le flux d'énergie dans un écosystème

*Notez le sens des flèches, elles indiquent où va l'énergie lorsqu'un organisme en consomme un autre.
*Chaque étape d'une chaîne ou d'une toile est appelée NIVEAU TROPHIQUE

Identifier les consommateurs primaires, secondaires et tertiaires sur le réseau trophique.

Pyramides écologiques

Pyramide des nombres et Pyramide de la biomasse

Considérez l'écosystème de la forêt de varech pour répondre à ces questions.

Qu'est-ce qui détermine combien d'espèces vivent dans un endroit donné ?

Et, qu'est-ce qui détermine la taille de chaque population peut croître?

3.3 Cycles biogéochimiques

(biologie + géologie + chimie)

la matière ne s'épuise pas, elle se transforme, les mêmes molécules circulent (voir images dans votre livre)

eau souterraine
transpiration (des plantes)
évaporation (à partir de plans d'eau)
précipitations (des nuages)

nutriments = toutes les substances chimiques nécessaires pour maintenir la vie
les blocs de construction chimiques du corps
carbone, azote phosphore

Respiration (respiration des animaux)
Combustion (brûlage)
Photosynthèse (utilise du CO2 et se transforme en oxygène)

L'azote est un engrais pour les plantes
78% de l'air est composé d'azote

Fixation de l'azote - Les bactéries prélèvent l'azote de l'air et se transforment en une forme utilisée par les plantes

Une partie de l'ADN
Reste principalement dans la terre et le rock (pas l'atmosphère)

Productivité primaire - taux auquel la matière est créée par les producteurs

Beaucoup de plantes = productivité élevée

Nutriment limitant - ce qui limite la quantité de productivité (eau, lumière, azote)

L'engrais ajoute de l'azote pour augmenter la croissance
L'azote pénètre dans les systèmes d'eau --> provoque des proliférations d'algues

/>Ce travail est sous licence Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


Exigences majeures en biologie (minimum 10 cours)

Les cours suivants sont requis pour les étudiants poursuivant à la fois le B.S. et B.A. diplômes en biologie.

Cours Gateway (2 ou 1 cours)

Les passerelles ne sont pas séquencées et peuvent être prises dans n'importe quel ordre.

  • BIOLOGIE 201L Biologie moléculaire (préalable : Chem 101D ou équivalent)
  • BIOLOGIE 202L Génétique & Évolution des Ampères
  • BIOLOGIE 203L Biologie moléculaire, génétique et évolution (préalable : Biologie AP 5 et Chem 101D ou équivalent)

Exigences du domaine de biologie (3 cours)

Sélectionnez 1 cours de CHACUN des trois domaines suivants. Les cours répertoriés dans plus d'un domaine ne peuvent être utilisés que pour répondre à une exigence de domaine.

Au choix (5 ou 6 cours)

Au moins 3 cours au choix doivent être des cours répertoriés ou croisés en biologie au niveau 200 ou supérieur. Un maximum de 2 ou 3 cours au choix approuvés en sciences biologiques peuvent être comptés pour la majeure (selon la séquence de Gateway). Un maximum de 2 études ou travaux dirigés indépendants peut être pris en compte pour la majeure.

  • 2 cours sélectionnés dans la liste des cours d'écologie. Vous ne pouvez pas compter deux fois le cours suivi pour remplir l'exigence du domaine de biologie ci-dessus. Vous pouvez compter une étude indépendante menée avec un membre du corps professoral de la région ou avec l'approbation du conseiller de la zone de concentration.
  • 1 cours de biologie au choix au choix
  • 2 cours au choix de biologie ou cours au choix alternatifs approuvés (si vous utilisez Bio 201L & 202L) OU 3 cours au choix de biologie ou cours au choix alternatifs approuvés (si vous utilisez Bio 203L)

Exigence d'expérience en laboratoire

Dans votre région et vos cours au choix, vous devez suivre au moins 2 cours de laboratoire complets en plus des cours de passerelle. Les cours doivent être au niveau 200 ou plus. Un maximum d'une étude indépendante peut compter comme un cours de laboratoire.

Exigence du cours de synthèse

Vous devez suivre au moins 1 cours complet de biologie de niveau 400 ou supérieur ou tout autre cours de synthèse approuvé. L'étude indépendante peut compter pour cette exigence s'il s'agit d'une continuation du deuxième semestre.


Écologie des écosystèmes et biogéochimie

L'objectif de Jake Allgeier en tant qu'écologiste est d'appliquer la théorie écologique pour aider à résoudre les problèmes de conservation du monde réel. Plus précisément, il cherche à identifier les mécanismes par lesquels les dynamiques comportementales, démographiques et communautaires médient les voies des nutriments et de l'énergie, dans le but d'améliorer notre capacité à prédire les résultats écologiques et l'efficacité de la conservation telle que la durabilité des services écosystémiques (par exemple, la pêche) . Une grande partie de cette recherche a lieu dans les écosystèmes côtiers tropicaux (mangroves, herbiers marins et récifs coralliens) où il étudie les gradients créés par les impacts anthropiques pour tester la théorie directement dans le contexte du changement environnemental et de la perte de biodiversité.

Joel D. Blum (peut servir de coprésident diplômé seulement)

Les intérêts de recherche de Joel Blum portent sur les contrôles géochimiques des écosystèmes et la géochimie des éléments traces et des isotopes.

Aimée Classen

Le laboratoire d'Aimée Classen est un groupe diversifié et international qui se concentre sur l'impact des changements mondiaux sur les écosystèmes terrestres à l'échelle locale et mondiale. Récemment, ils se sont concentrés sur trois domaines généraux : (1) Comprendre et modéliser les connexions entre les organismes du sol, les herbivores, les plantes et la fonction écosystémique (2) Comprendre comment l'évolution de la biodiversité aérienne et souterraine et le changement global modifient la composition et la fonction de les écosystèmes et (3) Explorer comment l'échelle et l'emplacement influencent les modèles et les processus écologiques. Ils fonctionnent à des échelles allant du micro (réseaux trophiques du sol) au macro (flux de carbone régionaux) ainsi qu'à travers divers écosystèmes terrestres (forêts, prairies, tourbières, tropiques, boréales, tempérées). Nous utilisons une combinaison d'observations, d'expériences et de modèles pour répondre aux questions écologiques.

Vincent Denef

Vincent Denef utilise des approches métagénomiques et métaprotéomiques pour mieux comprendre la dynamique des populations microbiennes et le fonctionnement des communautés dans le contexte des écosystèmes. Il s'intéresse particulièrement au lien entre la variation génomique et le comportement écologique altéré, et à la façon dont les changements environnementaux à court et à long terme peuvent entraîner les deux. Bien qu'il ait étudié ces concepts dans des systèmes allant des mines abandonnées au tractus gastro-intestinal humain, il se concentre actuellement sur les systèmes d'eau douce tels que les Grands Lacs laurentiens.

Mélissa Duhaime

Melissa Duhaime se concentre sur la microbiologie marine, couvrant deux thèmes : (i) les associations plastiques-microbes océaniques et (ii) la (méta)génomique des virus marins. Pour la première, elle étudie le rôle des microbes dans le devenir des plastiques marins et le rôle des plastiques dans la structure et la fonction des communautés microbiennes marines dans les systèmes naturels (N. Pacific Gyre, Mer du Nord) et artificiels (Biosphere2 Ocean). Pour la seconde, elle utilise des outils génomiques pour étudier l'évolution et l'écologie des virus océaniques (phages) et de leurs hôtes microbiens, avec un intérêt particulier pour le rôle de la limitation des nutriments sur la dynamique de l'infection et l'évolution virus-hôte.

Georges Kling

Les intérêts de recherche de George Kling portent sur l'écologie des écosystèmes et la biogéochimie aquatique.

John Lehman

Les intérêts de recherche de John Lehman portent sur la limnologie, les sciences aquatiques et la dynamique des nutriments et trophique.

Nate Sanders

Les recherches de Nate Sanders se situent à l'interface de l'écologie communautaire, de l'écologie des écosystèmes et de la macroécologie, en mettant l'accent sur la façon dont les moteurs du changement global et les interactions interspécifiques influencent les causes et les conséquences de la perte de biodiversité. Mon programme de recherche tire parti des gradients environnementaux et des manipulations expérimentales organisées sur plusieurs sites dans le but de prévoir les effets des changements environnementaux sur la biodiversité. Ils font des expériences sur les fourmis, les interactions plantes-insectes, les communautés végétales de montagne et toute une variété d'autres taxons.

Tom Schmidt

Le laboratoire de Thomas Schmidt se concentre sur la physiologie et l'écologie des microbes. Nous développons et appliquons régulièrement des méthodes basées sur les acides nucléiques pour explorer et comprendre les modèles de diversité et de fonction des communautés microbiennes, et pour guider les efforts de culture. Nos recherches portent actuellement sur deux communautés microbiennes : celles présentes dans les milieux terrestres et impliquées dans les flux de gaz à effet de serre, et les microbes qui constituent le microbiome des mammifères. Alors que nous développons une meilleure appréciation de la relation entre la structure et la fonction de ces communautés microbiennes, nous menons des recherches pour découvrir les principes fondamentaux qui expliquent les modèles de distribution des populations microbiennes.

Donald Zak (peut servir de coprésident diplômé seulement)

Les travaux de Donald Zak s'appuient sur l'écologie, la microbiologie et la biochimie et se concentrent sur plusieurs échelles de compréhension, allant de l'échelle moléculaire à l'échelle écosystémique. Les recherches actuelles se concentrent sur la compréhension du lien entre l'activité végétale et microbienne au sein des écosystèmes terrestres, et l'influence que le changement climatique peut avoir sur ces dynamiques. L'enseignement comprend des cours d'écologie des sols et d'écologie des écosystèmes.


Lichens

Les lichens présentent une gamme de couleurs et de textures ([link]) et peuvent survivre dans les habitats les plus insolites et hostiles. Ils recouvrent les roches, les pierres tombales, l'écorce des arbres et le sol de la toundra où les racines des plantes ne peuvent pas pénétrer. Les lichens peuvent survivre à de longues périodes de sécheresse, lorsqu'ils se dessèchent complètement, puis deviennent rapidement actifs une fois que l'eau est à nouveau disponible.


Explorez le monde des lichens en utilisant ce site de l'Oregon State University.


Les lichens ne sont pas un organisme unique, mais plutôt un exemple de mutualisme, dans lequel un champignon (généralement un membre des phyla des Ascomycota ou des Basidiomycota) vit en contact étroit avec un organisme photosynthétique (une algue eucaryote ou une cyanobactérie procaryote) ([link ]). Généralement, ni le champignon ni l'organisme photosynthétique ne peuvent survivre seuls en dehors de la relation symbiotique. Le corps d'un lichen, appelé thalle, est formé d'hyphes enroulés autour du partenaire photosynthétique. L'organisme photosynthétique fournit du carbone et de l'énergie sous forme de glucides. Certaines cyanobactéries fixent l'azote de l'atmosphère, apportant des composés azotés à l'association. En retour, le champignon fournit des minéraux et une protection contre la sécheresse et la lumière excessive en enfermant les algues dans son mycélium. Le champignon attache également l'organisme symbiotique au substrat.


Le thalle des lichens croît très lentement, augmentant son diamètre de quelques millimètres par an. Le champignon et l'algue participent tous deux à la formation d'unités de dispersion pour la reproduction. Les lichens produisent des sorédies, des amas de cellules d'algues entourées de mycélium. Les sorédies sont dispersées par le vent et l'eau et forment de nouveaux lichens.

Les lichens sont extrêmement sensibles à la pollution de l'air, en particulier aux niveaux anormaux d'azote et de soufre. Le Service des forêts des États-Unis et le National Park Service peuvent surveiller la qualité de l'air en mesurant l'abondance relative et la santé de la population de lichens dans une zone. Les lichens remplissent de nombreux rôles écologiques. Le caribou et le renne se nourrissent de lichens et fournissent un abri aux petits invertébrés qui se cachent dans le mycélium. Dans la production de textiles, les tisserands ont utilisé les lichens pour teindre la laine pendant de nombreux siècles jusqu'à l'avènement des colorants synthétiques.


Les lichens sont utilisés pour surveiller la qualité de l'air. En savoir plus sur ce site du Service des forêts des États-Unis.


Le corps professoral, le personnel et les étudiants diplômés se trouvent sur les trois campus de l'Université : St. George (centre-ville de Toronto), Mississauga, Scarborough et au Musée royal de l'Ontario.

Laboratoire Murray

Écologie des populations, des communautés et des écosystèmes Biologie intégrative

Murray, Rosalind

Laboratoire Dillon

Écologie des populations, des communautés et des écosystèmes Génétique, génomique et évolution moléculaire Théorique et biologie computationnelle

Dillon, Marcus

Laboratoire gallois

Écologie des populations, des communautés et des écosystèmes Biologie intégrative

Laboratoire Wagner

Écologie des populations, des communautés et des écosystèmes

Laboratoire Sokolowski

Écologie des populations, des communautés et des écosystèmes Génétique, génomique et évolution moléculaire Biologie intégrative

Laboratoire court

Écologie des populations, des communautés et des écosystèmes

Laboratoire Ratcliffe

Écologie des populations, des communautés et des écosystèmes Biologie intégrative

Laboratoire de Minns

Écologie des populations, des communautés et des écosystèmes


Changements humains dans les écosystèmes NC

  • Écosystèmes de pré-installation de NC
  • Écosystèmes et biodiversité dans les années 1700
  • "Un nouveau voyage en Caroline" de John Lawson (1709)
  • Modifications depuis 1700
  • Écosystèmes actuels et biodiversité
    • Espèces menacées, en voie de disparition et éteintes dans l'État
    • Changements dans les ressources fauniques
    • Évolution des ressources halieutiques
    • Changements dans les ressources forestières
    • Ecologie Humaine de NC en 1998

    Benner, B. et T. McCloud. 1987. Guide des pagayeurs de l'est de la Caroline du Nord. Menasha Ridge Press, Birmingham, AL. 259pp.

    Beyer, F. 1991. Caroline du Nord : Les années avant l'homme : Une histoire géologique. Carolina Academic Press, Durham NC, 244 pages.

    de Hart, A. 1996. Sentiers de randonnée en Caroline du Nord. Club des Appalaches, Boston.

    Duncan, W.H. et M.B. Duncan. 1988. Arbres du sud-est des États-Unis. University of Georgia Press, Athènes, Géorgie. 322pp.

    Jackson J. B. C. (et 18 autres) et al. 2001. Surpêche historique et effondrement récent des écosystèmes côtiers. Science. Vol. 293 (27 juillet 2001) : 629-638.

    Justice, W.S. et C.R. Bell. 1968. Fleurs sauvages de Caroline du Nord. Presse de l'Université de Caroline du Nord, Chapel Hill, Caroline du Nord. 217pp.

    Kephart, H. et J. Casada. 1988. Camping et artisanat du bois : Un manuel pour les campeurs de vacances et les voyageurs dans le désert. Presse de l'Université du Tennessee, Knoxville, Tennessee.

    Lawson, John. 1709. Un nouveau voyage en Caroline contenant la description exacte et l'histoire naturelle de ce pays : avec l'état actuel de celui-ci et un journal de mille milles, travel'd thro' plusieurs nations d'Indiens, donnant un compte rendu particulier de leurs coutumes, manières, etc. Réimprimé en 1966. Readex Microprint Coprporation. 258 p.

    Manooch, C.S. et D. Raver. 1991. Guide du pêcheur : Poissons du sud-est des États-Unis. Musée d'histoire naturelle de l'État de Caroline du Nord, Raleigh, Caroline du Nord. 362pp.

    Martin, W.H., S.G. Boyce, A.C. Echternacht (éd.). 1993. Biodiversité du sud-est des États-Unis : Communautés terrestres des basses terres. John Wiley et fils, New York. 502 p.

    Martin, W.H., S.G. Boyce, A.C. Echternacht (éd.). 1993. Biodiversité du sud-est des États-Unis : communautés terrestres des hautes terres. John Wiley et fils, New York. 373 p.

    Société géographique nationale. 1987. Field Guide to the Birds of North America, 2e édition. La National Geographic Society, Washington. 464pp.

    Shafale, député et comme. faible. 1990. Classification des communautés naturelles de Caroline du Nord, troisième approximation. Programme du patrimoine naturel de Caroline du Nord, Raleigh.

    Simpson, B. et A.C. Simpson. 1997 Dans le pays du son : une plaine côtière carolinienne. Presse de l'Université de Caroline du Nord, Chapel Hill, Caroline du Nord. 288pp.

    Radford, A.E., H.E. Ahles et C.R. Bell. 1968. Manuel de la flore vasculaire des Carolines. Presse de l'Université de Caroline du Nord, Chapel Hill, Caroline du Nord. 1183pp.

    Van Doren, M. (éd.). 1928. Les voyages de William Bartram. Publications de Douvres, New York. 414 p.


    Écosystèmes de grottes

    Les zones humides souterraines comprennent toutes les zones souterraines contenant de l'eau, y compris les grottes et les aquifères. Les systèmes de grottes souterraines sont des écosystèmes dépendants des eaux souterraines. Les systèmes de grottes souterraines avec de grandes tailles de vide font partie de &lsquokarsts&rsquo souvent caractérisés par des dolines et des sources. Les paysages karstiques se trouvent généralement dans les régions où les roches carbonatées sont abondantes. La roche carbonatée peut être fracturée et/ou dissoute par altération mécanique et altération chimique due au contrat avec l'eau (par exemple, la pluie et l'eau du sol contenant naturellement des acides faibles). Les écosystèmes des grottes souterraines peuvent être divisés en quatre zones (indiquées par des cercles focaux dans le modèle conceptuel) :

    • Zone d'entrée - c'est là que les environnements de surface et souterrains se connectent.
    • Zone crépusculaire – dans cette zone, la lumière provenant de la surface diminue progressivement. La flore (par exemple les fougères, les mousses et les algues) peut se développer dans les zones de cette zone où la lumière de la surface peut pénétrer.
    • Zone de transition - dans cette zone, la lumière ne peut pas pénétrer depuis la surface. Cependant, d'autres conditions environnementales de surface, y compris les fluctuations de température et la teneur en humidité, influencent les conditions dans la zone de transition.
    • Zone profonde - dans cette zone, la lumière ne peut pas pénétrer depuis la surface. L'humidité relative est élevée et l'évaporation est faible. La température est relativement constante tout au long de l'année. La faune trouvée dans la zone profonde (c'est-à-dire la stygofaune et la troglofaune) est adaptée au milieu souterrain.

    Les systèmes de grottes souterraines peuvent stocker et transmettre les eaux souterraines à travers les espaces vides créés par l'interaction des roches carbonatées et de l'eau au fil du temps. Les eaux souterraines de ces systèmes de grottes souterraines peuvent soutenir les communautés végétales et/ou animales, les processus écologiques et la fourniture de services écosystémiques. Les systèmes de grottes souterraines peuvent abriter la stygofaune (faune aquatique qui dépend des eaux souterraines pour tout ou partie de son cycle de vie) et la troglofaune (faune terrestre à respiration aérienne pour laquelle les eaux souterraines fournissent un environnement humide et transmettent les nutriments du milieu de surface).
    L'évacuation des eaux souterraines des systèmes de grottes peut également favoriser :


    Fondamentaux de l'écologie des sols

    Cette édition entièrement révisée et augmentée de Fundamentals of Soil Ecology poursuit son approche holistique de la biologie du sol et de la fonction écosystémique. Les étudiants et les chercheurs sur les écosystèmes acquerront une meilleure compréhension des rôles centraux que jouent les sols dans le développement et le fonctionnement des écosystèmes. Les auteurs soulignent l'importance croissante des sols en tant que centre organisateur de tous les écosystèmes terrestres et donnent un aperçu de la théorie et de la pratique de l'écologie des sols, tant du point de vue de l'écosystème que de la biologie évolutive. Ce volume contient une couverture mise à jour et considérablement élargie de tout le biote souterrain (racines, microbes et faune) et des méthodes pour identifier et déterminer sa distribution et son abondance. De nouveaux chapitres sont fournis sur la biodiversité des sols et sa relation avec les processus écosystémiques, des suggestions de méthodes de laboratoire et de terrain pour mesurer le biote et leurs activités dans les écosystèmes.

    Cette édition entièrement révisée et augmentée de Fundamentals of Soil Ecology poursuit son approche holistique de la biologie du sol et de la fonction écosystémique. Les étudiants et les chercheurs sur les écosystèmes acquerront une meilleure compréhension des rôles centraux que jouent les sols dans le développement et le fonctionnement des écosystèmes. Les auteurs soulignent l'importance croissante des sols en tant que centre organisateur de tous les écosystèmes terrestres et donnent un aperçu de la théorie et de la pratique de l'écologie des sols, tant du point de vue de l'écosystème que de la biologie évolutive. Ce volume contient une couverture mise à jour et considérablement élargie de tout le biote souterrain (racines, microbes et faune) et des méthodes pour identifier et déterminer sa distribution et son abondance. De nouveaux chapitres sont fournis sur la biodiversité des sols et sa relation avec les processus écosystémiques, des suggestions de méthodes de laboratoire et de terrain pour mesurer le biote et leurs activités dans les écosystèmes.


    Voir la vidéo: EKOLOGIA 2 zakres tolerancji ekologicznej - KOREPETYCJE z BIOLOGII - 119 (Mai 2022).