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Qu'est-ce que l'écologie ?

Aperçu de l'écologie. Facteurs biotiques et abiotiques. Les différents niveaux d'écologie.

Points clés

  • L'écologie est l'étude de la manière dont les organismes interagissent entre eux et avec leur environnement physique.
  • La répartition et l'abondance des organismes sur Terre dépendent à la fois de facteurs biotiques (liés aux organismes vivants) et abiotiques (non vivants ou physiques).
  • L'écologie est étudiée à de nombreux niveaux, y compris ceux de l'organisme, de la population, de la communauté, de l'écosystème et de la biosphère.

Bienvenue dans l'écologie !

Avez-vous déjà randonné en forêt et été frappé par l'incroyable diversité des organismes qui y cohabitent, des fougères aux arbres en passant par des champignons de la taille d'une assiette ? Ou bien, lors d'une promenade en voiture, auriez-vous observé l'évolution du paysage à travers la fenêtre, d'une forêt de chênes à une allée de pins en passant par des plaines bien vertes ? Si c'est le cas, vous avez reçu un avant-goût de l'écologie, une discipline de la biologie qui examine comment les organismes interagissent entre eux et avec leur environnement physique.
L'écologie ne concerne pas uniquement les forêts riches en espèces différentes, une nature sauvage intacte ou des panoramas pittoresques. Par exemple, avez-vous déjà trouvé des cafards vivant sous votre lit, des moisissures qui poussent dans votre douche, ou même une mycose entre vos orteils ? Si c’est le cas, alors vous avez vu des exemples tout aussi valables d’écologie en action.
Crédits image : en haut à gauche, Forêt par Jens Hellermann, domaine public ; en haut à droite, Réserve de Konza Prairie de Kgwo1972, domaine public ; en bas à gauche, San Raphael Grasslands par Dominic Sherony, CC BY-SA 2.0 ; en bas à droite, Gros plan d'une blatte de 邰秉宥, CC BY-SA 2.0

Facteurs biotiques et abiotiques

L'un des objectifs principaux de l'écologie est de comprendre la distribution et l'abondance des êtres vivants dans l'environnement. Par exemple, votre jardin ou le parc de votre quartier contient probablement une variété de plantes, d'animaux et de champignons différente de celle du jardin d'un autre élève de Khan Academy qui habite de l'autre côté du globe. Ces différentes configurations de la nature dépendent des interactions entre les organismes mais aussi entre les organismes et leur environnement physique.
À titre d'exemple, revenons à la moisissure qui se développe dans notre douche. Il y a plus de chances qu'elle apparaisse dans votre douche que dans votre tiroir à chaussettes. Mais pourquoi donc ?
  • La moisissure a peut-être besoin d'une certaine quantité d'eau pour croître, et ces conditions d'humidité sont seulement réunies dans la douche. La disponibilité en eau est un exemple de facteur abiotique (ou non vivant) qui peut affecter la répartition des organismes.
  • La moisissure se nourrit peut-être des cellules mortes que l'on retrouve dans la douche, mais pas dans votre placard. La disponibilité des nutriments fournis par d'autres organismes est un exemple de facteur biotique (ou lié au vivant) qui peut avoir une influence sur la distribution des organismes.

Étude de cas : le panda roux

Appliquons les concepts de facteurs biotiques et abiotiques à un autre organisme, qu'un écologiste serait susceptible d'étudier sur le terrain. Les pandas roux sont des parents éloignés des ratons laveurs et ne se trouvent que dans l'Himalaya oriental. Ils passent la plupart de leur temps dans les arbres et ont un régime essentiellement végétarien. Au cours des dernières années, la population de panda roux a considérablement baissé, ce qui a amené les groupes de préservation de la nature à la classer comme une espèce vulnérable ou en voie de disparition1,2.
Crédit image: Red panda almost falling off de Sander van der Wel, CC BY-SA 2.0
Quels sont les principaux facteurs à l'origine de ce déclin ? Selon les écologistes, les facteurs biotiques, tels que l'exploitation forestière et l'introduction de maladies par le biais des chiens domestiques, ont joué un rôle majeur dans le déclin de la population de pandas roux2. Les facteurs abiotiques sont à ce jour moins impliqués, mais le réchauffement climatique pourrait aggraver la perte de leur habitat dans le futur3.
La compréhension des principaux facteurs responsables de la chute du nombre de pandas roux aide les écologistes à élaborer des plans de conservation afin de protéger les espèces.

Comment les écologistes formulent-ils des questions ?

Quand ils s'interrogent sur le monde naturel — par exemple, en se demandant "pourquoi le panda roux est-il en train de disparaître ?" — les écologistes s'appuient sur plusieurs domaines de la biologie et d'autres disciplines associées. Cela inclut la biochimie, la physiologie, l'évolution, la biologie comportementale et la biologie moléculaire, ainsi que la géologie, la chimie et la physique.
Les naturalistes étaient sans doute les premiers écologistes — cela remonte au philosophe grec Aristote ! Mais, de nos jours, les écologistes sont des scientifiques rigoureux et quantitatifs. Ils effectuent des expériences contrôlées, utilisent des statistiques pour extraire des profils de grandes bases de données et élaborent des modèles mathématiques à partir des interactions écologiques.

L'écologie à plusieurs niveaux

Au sein de cette discipline, les chercheurs travaillent avec cinq vastes niveaux d'écologie, étudiés distinctement ou en parallèle. Ces différents niveaux sont les suivants : l'organisme, la population, la communauté, l'écosystème et la biosphère.
Examinons chaque niveau.
  • Organisme : l'écologie des organismes étudie les adaptations, ces caractéristiques bénéfiques qui découlent de la sélection naturelle et permettent aux organismes de vivre dans des habitats spécifiques. Ces adaptations peuvent être morphologiques, physiologiques ou comportementales.
  • Population : une population est un groupe d'organismes de la même espèce qui vivent dans la même zone à un moment donné. L'écologie des populations étudie la taille, la densité et la structure des populations et la façon dont elles évoluent au fil du temps.
  • Communauté : une communauté biologique regroupe l'ensemble des populations de différentes espèces qui vivent dans une région donnée. L'écologie des communautés se concentre sur les interactions entre les populations et sur la façon dont ces interactions structurent la communauté.
  • Écosystème : un écosystème comprend tous les organismes d'une région donnée (une communauté) et les facteurs abiotiques qui influencent cette communauté. L'écologie des écosystèmes se focalise souvent sur les flux d'énergie et sur le recyclage des nutriments.
  • Biosphère : la biosphère est la planète Terre, considérée comme un système écologique. Les chercheurs qui travaillent sur ce sujet peuvent étudier des modèles globaux — par exemple, le climat ou la répartition des espèces —, les interactions entre écosystèmes et les phénomènes qui touchent le monde entier, comme le réchauffement climatique.
Crédit d'image : modifié à partir de The scope of ecology: Figure 1 par OpenStax College, Biology, CC BY 3.0
Les cinq niveaux d'écologie sont énumérés ci-dessus, de plus bas au plus élevé. Ils se construisent progressivement — les populations sont composées d'individus ; les communautés regroupent des populations ; les écosystèmes sont constitués d'une communauté et de son environnement ; et ainsi de suite. Chaque niveau d'organisation a des propriétés émergentes, de nouvelles propriétés qui ne font pas partie des composants de ce niveau, mais qui naissent des interactions et des relations entre ces différentes parties.
Les niveaux d’étude écologique offrent différents points de vue sur la façon dont les organismes interagissent entre eux et avec l’environnement. Imaginez ces niveaux comme des loupes au grossissement variable. Si vous voulez vraiment comprendre ce qui se passe dans un système écologique en particulier, vous en utiliserez sûrement plus d'une pour zoomer !

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