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5.7 : Diversité communautaire - Biologie

5.7 : Diversité communautaire - Biologie


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Une communauté comprend les populations de différentes espèces qui se produisent naturellement et interagissent dans un environnement particulier. Certaines communautés sont relativement petites et peuvent avoir des limites bien définies. Voici quelques exemples : espèces trouvées dans ou autour d'une source désertique, la collection d'espèces associées à la maturation des figues dans une forêt tropicale, celles regroupées autour d'un évent hydrothermal au fond de l'océan, celles dans la zone de pulvérisation d'une cascade ou sous des pierres chaudes dans la zone alpine au sommet d'une montagne. D'autres communautés sont plus grandes, plus complexes et peuvent être moins clairement définies, comme les forêts anciennes de la côte nord-ouest de l'Amérique du Nord, les communautés de marais des basses terres des îles britanniques ou la communauté d'espèces d'eau douce du lac Baïkal.

Parfois, les biologistes appliquent le terme « communauté » à un sous-ensemble d'organismes au sein d'une communauté plus large. Par exemple, certains biologistes peuvent se référer à la « communauté » d'espèces spécialisées pour vivre et se nourrir entièrement dans le couvert forestier, alors que d'autres biologistes peuvent se référer à cela comme faisant partie d'une communauté forestière plus large. Cette plus grande communauté forestière comprend les espèces vivant dans la canopée, celles sur le sol forestier et celles qui se déplacent entre ces deux habitats, ainsi que les interrelations fonctionnelles entre tous. De même, certains biologistes travaillant sur la gestion des écosystèmes pourraient faire la distinction entre la communauté d'espèces endémiques à une zone (par exemple, les espèces endémiques à une île) ainsi que les espèces « exotiques » qui ont été introduites dans cette zone. Les espèces introduites font partie de la communauté plus vaste et modifiée de la région, mais pourraient ne pas être considérées comme faisant partie de la communauté originale et distinctive de la région.

Les communautés sont fréquemment classées selon leur apparence générale, ou physionomie. Par exemple, les communautés de récifs coralliens sont classées en fonction de l'apparence des récifs où elles se trouvent, c'est-à-dire les communautés de récifs frangeants, les communautés de récifs barrières et les communautés d'atolls. De même, différentes communautés de cours d'eau peuvent être classées en fonction des caractéristiques physiques de la partie du cours d'eau où la communauté est située, telles que les communautés de zones de seuil et les communautés de mares. Cependant, l'une des méthodes de classification des communautés les plus faciles, et donc les plus fréquentes, est basée sur les types dominants d'espèces présentes, par exemple, les communautés de moules intertidales, les communautés de forêts de pin ponderosa de la région nord-ouest du Pacifique des États-Unis ou les communautés de garrigue méditerranéenne. Les statistiques multivariées fournissent des méthodes plus complexes pour diagnostiquer les communautés, par exemple, en organisant les espèces sur des axes de coordonnées (par exemple, les axes x-y) qui représentent des gradients de facteurs environnementaux tels que la température ou l'humidité. Pour plus d'informations, consultez le module "Les communautés naturelles dans l'espace et le temps".

Les facteurs qui déterminent la diversité d'une communauté sont extrêmement complexes. Il existe de nombreuses théories sur ce que sont ces facteurs et comment ils déterminent la diversité des communautés et des écosystèmes. Les facteurs environnementaux, tels que la température, les précipitations, la lumière du soleil et la disponibilité de nutriments inorganiques et organiques sont très importants pour façonner les communautés et les écosystèmes. Hunter (2002 : 81) note que, de manière générale, les organismes peuvent persister et évoluer dans des endroits où les ressources environnementales sont suffisantes pour que les organismes canalisent l'énergie vers la croissance et la reproduction plutôt que simplement les besoins métaboliques de survie. En d'autres termes, les organismes sont moins susceptibles de prospérer dans un environnement hostile avec de faibles ressources énergétiques. Une façon de mesurer la diversité de la communauté est d'examiner le flux d'énergie à travers les réseaux trophiques qui unissent les espèces au sein de la communauté ; l'étendue de la diversité communautaire peut être mesurée par le nombre de liens dans le réseau trophique. Cependant, en pratique, il peut être très difficile de quantifier les interactions fonctionnelles entre les espèces au sein d'une communauté. Il est plus facile de mesurer la diversité génétique des populations de la communauté et de compter le nombre d'espèces présentes, et d'utiliser ces mesures de la diversité génétique et de la richesse spécifique comme approximations pour décrire la diversité fonctionnelle de la communauté. La diversité évolutive ou taxonomique des espèces présentes est une autre façon de mesurer la diversité d'une communauté, pour une application à la biologie de la conservation.

Glossaire

Écosystème
une communauté plus l'environnement physique qu'elle occupe à un moment donné.

Diversité en biologie

Au Département de biologie, nous continuons à lutter pour une culture ministérielle inclusive et accueillante qui reconnaît et encourage les différences individuelles, qui favorise l'expression constructive des idées et qui promeut des valeurs partagées telles que la curiosité intellectuelle, la créativité, la collégialité et le sens de la mission . Les traditions d'inclusion ne peuvent s'épanouir et atteindre leur plein potentiel qu'avec une alimentation et des efforts actifs continus, et avec un sens collectif de la responsabilité et de la mission de la part de l'ensemble de la communauté. En tant que département, nous nous engageons à poursuivre le développement de notre communauté diversifiée et collégiale de personnes, d'idées et d'approches à travers nos missions de recherche, d'éducation et de sensibilisation du public.


45.6 Écologie communautaire

À la fin de cette section, vous serez en mesure d'effectuer les opérations suivantes :

  • Discuter du cycle prédateur-proie
  • Donnez des exemples de défenses contre la prédation et l'herbivorie
  • Décrire le principe d'exclusion concurrentielle
  • Donner des exemples de relations symbiotiques entre espèces
  • Décrire la structure et la succession de la communauté

Les populations vivent rarement, voire jamais, isolées des populations d'autres espèces. Dans la plupart des cas, de nombreuses espèces partagent un habitat. Les interactions entre ces populations jouent un rôle majeur dans la régulation de la croissance et de l'abondance des populations. Toutes les populations occupant le même habitat forment une communauté : des populations habitant une zone spécifique en même temps. Le nombre d'espèces occupant le même habitat et leur abondance relative est appelé diversité des espèces. Les zones à faible diversité, telles que les glaciers de l'Antarctique, contiennent encore une grande variété d'êtres vivants, alors que la diversité des forêts tropicales humides est si grande qu'elle ne peut être dénombrée. L'écologie est étudiée au niveau communautaire pour comprendre comment les espèces interagissent les unes avec les autres et rivalisent pour les mêmes ressources.

Prédation et herbivore

L'exemple classique d'interaction entre espèces est peut-être la prédation : la consommation de proies par son prédateur. Les émissions sur la nature à la télévision mettent en lumière le drame d'un organisme vivant en tuant un autre. Les populations de prédateurs et de proies d'une communauté ne sont pas constantes dans le temps : dans la plupart des cas, elles varient selon des cycles qui semblent liés. L'exemple le plus souvent cité de la dynamique prédateur-proie est celui du cycle du lynx (prédateur) et du lièvre d'Amérique (proie), utilisant des données de piégeage vieilles de près de 200 ans dans les forêts nord-américaines (figure 45.18). Ce cycle de prédateurs et de proies dure environ 10 ans, la population de prédateurs ayant un retard de 1 à 2 ans par rapport à la population de proies. À mesure que le nombre de lièvres augmente, il y a plus de nourriture disponible pour le lynx, ce qui permet à la population de lynx d'augmenter également. Cependant, lorsque la population de lynx atteint un seuil, ils tuent tellement de lièvres que la population de lièvres commence à décliner, suivi d'un déclin de la population de lynx en raison de la rareté de la nourriture. Lorsque la population de lynx est faible, la taille de la population de lièvres commence à augmenter en raison, au moins en partie, de la faible pression de prédation, ce qui recommence le cycle.

Certains chercheurs remettent en question l'idée que les modèles de prédation contrôlent entièrement le cycle de population des deux espèces. Des études plus récentes ont mis en évidence des facteurs dépendants de la densité non définis comme étant importants dans le cyclisme, en plus de la prédation. Une possibilité est que le cycle soit inhérent à la population de lièvres en raison d'effets dépendants de la densité tels qu'une fécondité plus faible (stress maternel) causée par le surpeuplement lorsque la population de lièvres devient trop dense. Le cycle du lièvre induirait alors le cycle du lynx car c'est la principale source de nourriture des lynx. Plus nous étudions les communautés, plus nous trouvons de complexités, permettant aux écologistes de dériver des modèles plus précis et sophistiqués de la dynamique des populations.

L'herbivorie décrit la consommation de plantes par les insectes et autres animaux, et c'est une autre relation interspécifique qui affecte les populations. Contrairement aux animaux, la plupart des plantes ne peuvent pas distancer les prédateurs ou utiliser le mimétisme pour se cacher des animaux affamés. Certaines plantes ont développé des mécanismes pour se défendre contre l'herbivorie. D'autres espèces ont développé des relations mutualistes, par exemple, l'herbivorie fournit un mécanisme de distribution des graines qui aide à la reproduction des plantes.

Mécanismes de défense contre la prédation et l'herbivorie

L'étude des communautés doit tenir compte des forces évolutives qui agissent sur les membres des diverses populations qui la composent. Les espèces ne sont pas statiques, mais changent lentement et s'adaptent à leur environnement par la sélection naturelle et d'autres forces évolutives. Les espèces ont développé de nombreux mécanismes pour échapper à la prédation et à l'herbivorie. Ces défenses peuvent être mécaniques, chimiques, physiques ou comportementales.

Les défenses mécaniques, telles que la présence d'épines sur les plantes ou la carapace dure sur les tortues, découragent la prédation animale et l'herbivorie en causant une douleur physique au prédateur ou en empêchant physiquement le prédateur de pouvoir manger la proie. Les défenses chimiques sont produites par de nombreux animaux ainsi que des plantes, comme la digitale qui est extrêmement toxique lorsqu'elle est ingérée. La figure 45.19 montre les défenses de certains organismes contre la prédation et l'herbivorie.

De nombreuses espèces utilisent l'apparence physique, comme la forme et la coloration du corps, pour éviter d'être détectées par les prédateurs. Le bâton de marche tropical est un insecte dont la coloration et la forme du corps d'une brindille le rendent très difficile à voir à l'arrêt sur un fond de vrais brindilles (Figure 45.20a). Dans un autre exemple, le caméléon peut, dans certaines limites, changer de couleur pour correspondre à son environnement (Figure 45.20b). Ces deux exemples sont des exemples de camouflage ou d'évitement de détection en se fondant dans l'arrière-plan. Il existe de nombreuses adaptations comportementales pour éviter ou confondre les prédateurs. Faire le mort et voyager en grands groupes, comme des bancs de poissons ou des volées d'oiseaux, sont deux comportements qui réduisent le risque d'être mangé.

Certaines espèces utilisent la coloration pour avertir les prédateurs qu'ils ne sont pas bons à manger. Par exemple, la chenille de la teigne du cinabre, le crapaud à ventre de feu et de nombreuses espèces de coléoptères ont des couleurs vives qui avertissent d'un mauvais goût, de la présence de produits chimiques toxiques et/ou de la capacité de piquer ou de mordre, respectivement. Les prédateurs qui ignorent cette coloration et mangent les organismes ressentiront leur goût désagréable ou la présence de produits chimiques toxiques et apprendront à ne pas les manger à l'avenir. Ce type de mécanisme défensif est appelé coloration aposématique, ou coloration d'avertissement (figure 45.21).

Alors que certains prédateurs apprennent à éviter de manger certaines proies potentielles en raison de leur coloration, d'autres espèces ont développé des mécanismes pour imiter cette coloration afin d'éviter d'être mangés, même si elles-mêmes peuvent ne pas être désagréables à manger ou contenir des produits chimiques toxiques. Dans le mimétisme batésien, une espèce inoffensive imite la coloration d'avertissement d'une espèce nuisible. En supposant qu'ils partagent les mêmes prédateurs, cette coloration protège alors les inoffensifs, même s'ils n'ont pas le même niveau de défenses physiques ou chimiques contre la prédation que l'organisme qu'ils imitent. De nombreuses espèces d'insectes imitent la coloration des guêpes ou des abeilles, qui sont des insectes piqueurs et venimeux, décourageant ainsi la prédation (figure 45.22).

Dans le mimétisme müllerien, plusieurs espèces partagent la même coloration d'avertissement, mais toutes ont en fait des défenses. La figure 45.23 montre une variété de papillons au goût fétide avec une coloration similaire. Dans le mimétisme Emsleyan/Mertensian, une proie mortelle imite une proie moins dangereuse, comme le serpent corail venimeux imitant le serpent de lait non venimeux. Ce type de mimétisme est extrêmement rare et plus difficile à comprendre que les deux types précédents. Pour que ce type de mimétisme fonctionne, il est essentiel que manger le serpent de lait ait des conséquences désagréables mais pas fatales. Ensuite, ces prédateurs apprennent à ne pas manger de serpents avec cette coloration, protégeant également le serpent corail. Si le serpent était mortel pour le prédateur, il n'y aurait aucune opportunité pour le prédateur d'apprendre à ne pas le manger, et le bénéfice pour les espèces moins toxiques disparaîtrait.

Lien vers l'apprentissage

Allez sur ce site Web pour voir de superbes exemples de mimétisme.

Principe d'exclusion de la concurrence

Les ressources sont souvent limitées dans un habitat et plusieurs espèces peuvent rivaliser pour les obtenir. Toutes les espèces ont une niche écologique dans l'écosystème, qui décrit comment elles acquièrent les ressources dont elles ont besoin et comment elles interagissent avec les autres espèces de la communauté. Le principe d'exclusion compétitive stipule que deux espèces ne peuvent pas occuper la même niche dans un habitat. En d'autres termes, différentes espèces ne peuvent pas coexister dans une communauté si elles sont en compétition pour toutes les mêmes ressources. Un exemple de ce principe est illustré à la figure 45.24, avec deux espèces de protozoaires, Paramécie aurélie et Paramécie caudatum. Lorsqu'elles sont cultivées individuellement en laboratoire, elles prospèrent toutes les deux. Mais lorsqu'ils sont placés ensemble dans le même tube à essai (habitat), P. aurélia l'emporte sur P. caudatum pour la nourriture, conduisant à l'extinction éventuelle de ce dernier.

Cette exclusion peut être évitée si une population évolue pour utiliser une ressource différente, une zone différente de l'habitat, ou se nourrit à un moment différent de la journée, appelé partitionnement des ressources. On dit alors que les deux organismes occupent des microniches différentes. Ces organismes coexistent en minimisant la compétition directe.

Symbiose

Les relations symbiotiques, ou symbioses (au pluriel), sont des interactions étroites entre des individus de différentes espèces sur une longue période de temps qui ont un impact sur l'abondance et la distribution des populations associées. La plupart des scientifiques acceptent cette définition, mais certains limitent le terme aux seules espèces mutualistes, où les deux individus bénéficient de l'interaction. Dans cette discussion, la définition la plus large sera utilisée.

Commensalisme

Une relation commensale se produit lorsqu'une espèce profite de l'interaction étroite et prolongée, tandis que l'autre n'en profite ni ne subit de préjudice. Les oiseaux nichant dans les arbres fournissent un exemple de relation commensale (figure 45.25). L'arbre n'est pas blessé par la présence du nid parmi ses branches. Les nids sont légers et produisent peu de pression sur l'intégrité structurelle de la branche, et la plupart des feuilles, que l'arbre utilise pour obtenir de l'énergie par photosynthèse, sont au-dessus du nid et ne sont donc pas affectées. L'oiseau, en revanche, en profite grandement. Si l'oiseau devait nicher à l'air libre, ses œufs et ses petits seraient vulnérables aux prédateurs. Un autre exemple de relation commensale est le poisson pilote et le requin. Les poissons pilotes se nourrissent des restes des repas de l'hôte, et l'hôte n'est en aucun cas affecté.

Mutualisme

Un deuxième type de relation symbiotique est appelé mutualisme , où deux espèces bénéficient de leur interaction. Certains scientifiques pensent que ce sont les seuls vrais exemples de symbiose. Par exemple, les termites ont une relation mutualiste avec les protozoaires qui vivent dans l'intestin de l'insecte (Figure 45.26a). Le termite bénéficie de la capacité des symbiotes bactériens des protozoaires à digérer la cellulose. Le termite lui-même ne peut pas le faire, et sans les protozoaires, il ne serait pas en mesure d'obtenir de l'énergie de sa nourriture (cellulose du bois qu'il mâche et mange). Les protozoaires et les symbiotes bactériens bénéficient d'un environnement protecteur et d'un approvisionnement constant en nourriture des actions de mastication du bois des termites. Les lichens ont une relation mutualiste entre les champignons et les algues ou bactéries photosynthétiques (Figure 45.26b). Au fur et à mesure que ces symbiotes grandissent ensemble, le glucose produit par les algues nourrit les deux organismes, tandis que la structure physique du lichen protège les algues des éléments et rend certains nutriments de l'atmosphère plus disponibles pour les algues.

Parasitisme

Un parasite est un organisme qui vit dans ou sur un autre organisme vivant et en tire des nutriments. Dans cette relation, le parasite en profite, mais l'hôte est blessé. L'hôte est généralement affaibli par le parasite car il siphonne les ressources que l'hôte utiliserait normalement pour se maintenir. Cependant, il est peu probable que le parasite tue l'hôte, surtout pas rapidement, car cela ne laisserait pas le temps à l'organisme de terminer son cycle de reproduction en se propageant à un autre hôte.

Les cycles de reproduction des parasites sont souvent très complexes, nécessitant parfois plus d'une espèce hôte. Un ténia est un parasite qui provoque des maladies chez l'homme lorsqu'il consomme de la viande contaminée et insuffisamment cuite (figure 45.27). Le ténia peut vivre dans l'intestin de l'hôte pendant plusieurs années, bénéficiant de la nourriture que l'hôte mange, et peut atteindre plus de 15 mètres de long en ajoutant des segments. Le parasite se déplace d'une espèce à l'autre au cours d'un cycle, ce qui nécessite deux hôtes pour compléter son cycle de vie.

Un autre parasite commun est Plasmodium falciparum, la cause protozoaire du paludisme, une maladie importante dans de nombreuses régions du monde. Vivant dans le foie et les globules rouges humains, l'organisme se reproduit de manière asexuée dans l'intestin des moustiques hématophages pour terminer son cycle de vie. Ainsi, le paludisme se transmet d'homme à homme par les moustiques, l'une des nombreuses maladies infectieuses transmises par les arthropodes.

Caractéristiques des communautés

Les communautés sont des entités complexes qui peuvent être caractérisées par leur structure (les types et le nombre d'espèces présentes) et leur dynamique (comment les communautés changent au fil du temps). Comprendre la structure et la dynamique des communautés permet aux écologistes communautaires de gérer les écosystèmes plus efficacement.

Espèces de fondation

Les espèces de fondation sont considérées comme la « base » ou le « substrat rocheux » d'une communauté, ayant la plus grande influence sur sa structure globale. Ce sont généralement les principaux producteurs : des organismes qui apportent la plus grande partie de l'énergie à la communauté. Le varech, ou algue brune, est une espèce de fondation, formant la base des forêts de varech au large des côtes californiennes.

Les espèces fondatrices peuvent modifier physiquement l'environnement pour produire et maintenir des habitats qui profitent aux autres organismes qui les utilisent. Un exemple est celui des coraux photosynthétiques du récif corallien (Figure 45.28). Les coraux eux-mêmes ne sont pas photosynthétiques, mais abritent des symbiotes dans leurs tissus corporels (dinoflagellés appelés zooxanthelles) qui effectuent la photosynthèse. C'est un autre exemple de mutualisme. Les exosquelettes de coraux vivants et morts constituent la majeure partie de la structure du récif, qui protège de nombreuses autres espèces des vagues et des courants océaniques.

Biodiversité, richesse des espèces et abondance relative des espèces

La biodiversité décrit la complexité biologique d'une communauté : elle est mesurée par le nombre d'espèces différentes (richesse en espèces) dans une zone particulière et leur abondance relative (homogénéité des espèces). La zone en question peut être un habitat, un biome ou la biosphère entière. La richesse en espèces est le terme utilisé pour décrire le nombre d'espèces vivant dans un habitat ou un biome. La richesse des espèces varie à travers le monde (Figure 45.29). Un facteur déterminant la richesse en espèces est la latitude, la plus grande richesse en espèces se produisant dans les écosystèmes proches de l'équateur, qui ont souvent des températures plus chaudes, de grandes quantités de précipitations et une faible saisonnalité. La plus faible richesse en espèces se produit près des pôles, qui sont beaucoup plus froids, plus secs et donc moins propices à la vie à l'époque géologique (période depuis les glaciations). La prévisibilité du climat ou de la productivité est également un facteur important. D'autres facteurs influencent également la richesse des espèces. Par exemple, l'étude de la biogéographie insulaire tente d'expliquer la richesse en espèces relativement élevée trouvée dans certaines chaînes d'îles isolées, dont les îles Galápagos qui ont inspiré le jeune Darwin. L'abondance relative des espèces est le nombre d'individus d'une espèce par rapport au nombre total d'individus de toutes les espèces au sein d'un habitat, d'un écosystème ou d'un biome. Les espèces de fondation ont souvent la plus grande abondance relative d'espèces.

Espèces clés

Une espèce clé est une espèce dont la présence est essentielle au maintien de la biodiversité au sein d'un écosystème et au maintien de la structure d'une communauté écologique. L'étoile de mer intertidale, Pisaster ochracée, du nord-ouest des États-Unis est une espèce clé (figure 45.30). Des études ont montré que lorsque cet organisme est retiré des communautés, les populations de leurs proies naturelles (les moules) augmentent, modifiant complètement la composition des espèces et réduisant la biodiversité. Une autre espèce clé est le tétra bagué, un poisson des ruisseaux tropicaux, qui fournit la quasi-totalité du phosphore, un nutriment inorganique nécessaire, au reste de la communauté. Si ces poissons disparaissaient, la communauté serait grandement affectée.

Connexion quotidienne

Les espèces envahissantes

Les espèces envahissantes sont des organismes non indigènes qui, lorsqu'ils sont introduits dans une zone hors de leur aire de répartition naturelle, menacent l'équilibre de l'écosystème de cet habitat. De nombreuses espèces de ce type existent aux États-Unis, comme le montre la figure 45.31. Que vous profitiez d'une randonnée en forêt, d'une excursion en bateau l'été ou simplement d'une promenade dans une rue urbaine, vous avez probablement rencontré une espèce envahissante.

L'une des nombreuses proliférations récentes d'une espèce invasive concerne la croissance des populations de carpes asiatiques. La carpe asiatique a été introduite aux États-Unis dans les années 1970 par des pêcheries et des installations de traitement des eaux usées qui utilisaient les excellentes capacités d'alimentation par filtre du poisson pour nettoyer leurs étangs de l'excès de plancton. Certains des poissons se sont toutefois échappés et, dans les années 1980, ils avaient colonisé de nombreux cours d'eau du bassin du fleuve Mississippi, y compris les rivières Illinois et Missouri.

Mangeurs voraces et reproducteurs rapides, les carpes asiatiques peuvent supplanter les espèces indigènes pour la nourriture, entraînant potentiellement leur extinction. Par exemple, la carpe noire est un mangeur vorace de moules et d'escargots indigènes, ce qui limite cette source de nourriture pour les espèces de poissons indigènes. La carpe argentée se nourrit de plancton dont se nourrissent les moules et les escargots indigènes, ce qui réduit cette source de nourriture par une altération différente du réseau trophique. Dans certaines zones du fleuve Mississippi, les espèces de carpes asiatiques sont devenues les plus prédominantes, supplantant efficacement les poissons indigènes pour l'habitat. Dans certaines parties de la rivière Illinois, la carpe asiatique constitue 95 pour cent de la biomasse de la communauté. Bien que comestible, le poisson est osseux et n'est pas un aliment recherché aux États-Unis. De plus, leur présence menace les poissons indigènes et les pêches des Grands Lacs, qui sont importants pour les économies locales et les pêcheurs récréatifs. Les carpes asiatiques ont même blessé les humains. Les poissons, effrayés par le bruit des bateaux à moteur qui approchaient, s'élançaient dans les airs, atterrissant souvent dans le bateau ou heurtant directement les plaisanciers.

Les Grands Lacs et leurs pêcheries prisées de saumon et de touladi sont également menacés par ces poissons envahissants. La carpe asiatique a déjà colonisé les rivières et les canaux qui mènent au lac Michigan. Une voie navigable infestée d'une importance particulière est le Chicago Sanitary and Ship Channel, la principale voie navigable d'approvisionnement reliant les Grands Lacs au fleuve Mississippi. Pour empêcher les carpes asiatiques de quitter le canal, une série de barrières électriques ont été utilisées avec succès pour décourager leur migration. Cependant, la menace est suffisamment importante pour que plusieurs États et le Canada aient intenté une action en justice pour que le canal de Chicago soit définitivement coupé du lac Michigan. Les politiciens locaux et nationaux ont pesé sur la façon de résoudre le problème, mais personne ne sait si la carpe asiatique sera finalement considérée comme une nuisance, comme d'autres espèces envahissantes telles que la jacinthe d'eau et la moule zébrée, ou si elle sera le destructeur de la plus grande pêcherie d'eau douce du monde.

Les problèmes associés à la carpe asiatique montrent comment l'écologie des populations et des communautés, la gestion des pêches et la politique se recoupent sur des questions d'une importance vitale pour l'approvisionnement alimentaire et l'économie humaine. Les questions sociopolitiques comme celle-ci font largement appel aux sciences de l'écologie des populations (l'étude des membres d'une espèce particulière occupant une zone particulière connue sous le nom d'habitat) et de l'écologie des communautés (l'étude de l'interaction de toutes les espèces au sein d'un habitat).

Dynamique communautaire

La dynamique communautaire est l'évolution de la structure et de la composition de la communauté au fil du temps. Parfois, ces changements sont induits par des perturbations environnementales telles que des volcans, des tremblements de terre, des tempêtes, des incendies et des changements climatiques. Les communautés à structure stable sont dites à l'équilibre. Suite à une perturbation, la communauté peut ou non revenir à l'état d'équilibre.

La succession décrit l'apparition et la disparition séquentielles d'espèces dans une communauté au fil du temps. Dans la succession primaire, les terres nouvellement exposées ou nouvellement formées sont colonisées par des êtres vivants dans la succession secondaire, une partie d'un écosystème est perturbée et des vestiges de la communauté précédente subsistent.

Succession primaire et espèces pionnières

La succession primaire se produit lorsque de nouvelles terres se forment ou que la roche est exposée : par exemple, à la suite de l'éruption de volcans, comme ceux de la grande île d'Hawaï. Au fur et à mesure que la lave se jette dans l'océan, de nouvelles terres se forment continuellement. Sur la Grande Île, environ 32 acres de terres sont ajoutées chaque année. Premièrement, l'altération et d'autres forces naturelles décomposent suffisamment le substrat pour l'établissement de certaines plantes et lichens robustes avec peu de besoins en sol, connus sous le nom d'espèces pionnières (figure 45.32). Ces espèces aident à décomposer davantage la lave riche en minéraux en un sol où d'autres espèces moins résistantes pousseront et finiront par remplacer les espèces pionnières. De plus, à mesure que ces premières espèces grandissent et meurent, elles s'ajoutent à une couche toujours croissante de matière organique en décomposition et contribuent à la formation du sol. Au fil du temps, la zone atteindra un état d'équilibre, avec un ensemble d'organismes assez différents des espèces pionnières.

Succession secondaire

Un exemple classique de succession secondaire se produit dans les forêts de chênes et de caryers défrichées par les feux de forêt (figure 45.33). Les feux de forêt brûleront la plupart de la végétation et tueront les animaux incapables de fuir la région. Leurs nutriments sont cependant restitués au sol sous forme de cendres. Ainsi, même lorsque les zones sont dépourvues de vie en raison de graves incendies, la zone sera bientôt prête à accueillir une nouvelle vie.

Avant l'incendie, la végétation était dominée par de grands arbres ayant accès à la principale ressource énergétique végétale : la lumière du soleil. Leur hauteur leur donnait accès à la lumière du soleil tout en ombrageant le sol et d'autres espèces basses. Après l'incendie, cependant, ces arbres ne sont plus dominants. Ainsi, les premières plantes à repousser sont généralement des plantes annuelles suivies en quelques années par des graminées à croissance et à propagation rapides et d'autres espèces pionnières. En raison, au moins en partie, des changements dans l'environnement provoqués par la croissance des graminées et d'autres espèces, au cours de nombreuses années, des arbustes émergeront avec de petits pins, chênes et caryers. Ces organismes sont appelés espèces intermédiaires. Finalement, sur 150 ans, la forêt atteindra son point d'équilibre où la composition des espèces ne change plus et ressemble à la communauté d'avant l'incendie. Cet état d'équilibre est appelé la communauté climax, qui restera stable jusqu'à la prochaine perturbation.


Introduction

Comprendre les conséquences de la perte de biodiversité sur le fonctionnement et les services des écosystèmes est actuellement un objectif majeur de l'écologie [1,2]. La pollinisation animale est l'un des services écosystémiques essentiels fournis à l'humanité [3,4]. L'impact négatif du déclin des pollinisateurs sur le succès de reproduction des plantes à fleurs a été documenté au niveau de l'espèce [5-7], mais peu d'informations sont disponibles au niveau de la communauté [8]. L'augmentation de l'échelle d'étude au niveau de la communauté est essentielle pour tenir compte des effets potentiels de compétition ou de facilitation parmi les espèces appartenant au réseau plante-pollinisateur. De tels effets, qui sont souvent liés à la diversité [9,10], sont connus pour avoir une grande influence sur les processus écologiques tels que la productivité et la stabilité des communautés [11,12].

Les preuves expérimentales des effets de la diversité sur le fonctionnement des écosystèmes terrestres sont principalement disponibles pour les plantes. En tant que producteurs primaires, les plantes jouent un rôle central dans les flux d'énergie au sein des écosystèmes [13,14]. Les angiospermes à pollinisation animale représentent jusqu'à 70 % des espèces végétales dans de nombreuses communautés et écosystèmes [15]. Les interactions mutualistes entre les animaux et les plantes forment plusieurs réseaux d'interactions complexes [16]. Une analyse récente des réseaux d'interaction plante-pollinisateur et plante-frugivore démontre que ceux-ci contiennent un continuum allant d'espèces pleinement spécialisées à pleinement généralistes [17,18]. Cependant, ces réseaux sont structurés de manière emboîtée [19,20], les spécialistes interagissant principalement avec les généralistes. Un tel modèle pourrait avoir des conséquences importantes sur le fonctionnement de l'écosystème, car il pourrait conférer une résilience aux perturbations telles que l'extinction d'espèces [21] si, par exemple, les pollinisateurs généralistes amortissent la perte de pollinisateurs spécialisés [18,22-24]. De plus, cette hypothèse ne prend pas en compte les propriétés dynamiques de ces réseaux. Dans une communauté plante-pollinisateur, les variations de la diversité des espèces à différents niveaux trophiques peuvent conduire à une adaptation des forces d'interaction [25], ce qui peut à son tour affecter l'efficacité totale de la pollinisation. Nous concluons que davantage d'informations sont nécessaires de toute urgence concernant les impacts de la perte de biodiversité sur les interactions multispécifiques et multitrophiques.

Pour tester expérimentalement l'effet de la diversité fonctionnelle sur le fonctionnement et la persistance des communautés plantes-pollinisateurs, nous avons défini des groupes fonctionnels de plantes et de pollinisateurs sur la base de traits morphologiques. Pour les plantes, deux groupes fonctionnels de trois espèces chacun ont été définis en fonction de l'accessibilité des récompenses florales (pollen et nectar voir Figure 1). Le premier groupe (groupe 1) inclus Matricaria officinalis, Erodium cicutarium, et Raphanus raphanistrum, qui ont des récompenses florales facilement accessibles et seront appelées « fleurs ouvertes ». Le deuxième groupe (groupe 2), appelé « fleurs tubulaires », comprenait Mimulus guttatus, Medicago sativa, et Lotus corniculé, qui présentent toutes des récompenses florales cachées au fond d'une corolle tubulaire. Pour les pollinisateurs, deux groupes fonctionnels ont été définis en fonction de la longueur des pièces buccales (Figure 1). Le premier groupe (groupe A) comprenait trois espèces de syrphes (Diptères) à pièces buccales courtes : Saephoria sp., Episyrphus balteatus, et Eristalis tenax. Le deuxième groupe (groupe B) comprenait trois espèces de bourdons avec des pièces buccales plus longues : Bombus terrestris, B, pascuorum, et B, lapidaire. Notez que dans ce cas, un trait fonctionnel (pièces buccales longues) et un groupe phylogénétique sont confondus. Des observations préliminaires ont montré que ces six espèces d'insectes contribuent jusqu'à 70 % de toutes les visites de pollinisation des fleurs dans notre zone d'étude en France. La construction d'un réseau plante-pollinisateur avec ces quatre groupes fonctionnels conduit à une structure emboîtée avec des spécialistes en interaction avec des généralistes (figure 1, troisième colonne). En principe, les syrphes ne peuvent pas polliniser efficacement les fleurs tubulaires car leurs pièces buccales sont trop courtes.

Résumé des caractéristiques sur lesquelles sont basés les groupes fonctionnels de pollinisateurs (à gauche) et de plantes (à droite). Au milieu, les flèches reliant les têtes d'insectes aux types de fleurs montrent le réseau théorique de pollinisation lorsque tous les groupes fonctionnels sont présents.

Au début du printemps 2003, nous avons mis en place 36 communautés végétales expérimentales en cage de 4 m 2 . Il y a eu trois traitements végétaux suivant un design « substitutif » [26]. Deux d'entre eux contenaient l'un des deux groupes fonctionnels végétaux seuls (groupe 1 ou 2), tandis que le troisième contenait les deux groupes fonctionnels végétaux en combinaison (groupe 3). Nous avons appliqué trois traitements de pollinisation différents à chaque traitement de plante, en introduisant chaque groupe fonctionnel pollinisateur seul (groupe A ou B), ou les deux groupes ensemble (groupe C). Ce plan factoriel complet a conduit à neuf traitements expérimentaux, qui ont été répliqués quatre fois chacun, soit un total de 36 unités expérimentales. Les traitements de pollinisation ont été appliqués pendant deux années consécutives (juin-juillet 2003 et 2004). Nous avons contrôlé le nombre total de visites de pollinisateurs reçues par chaque parcelle pendant les deux saisons de pollinisation (1 000 visites en 2003 et 1 200 visites en 2004) pour permettre une comparaison impartiale de l'efficacité de la pollinisation entre les différents traitements expérimentaux.

En août et septembre 2003, nous avons compté le nombre de fruits sur chaque plante dans chaque parcelle. Nous avons également compté le nombre de graines par fruit sur cinq fruits récoltés par plante. Enfin, en avril 2004 et 2005, nous avons mesuré à la fois le nombre d'espèces végétales présentes au stade plantule (richesse du recrutement) et le nombre total de plantules (densité de recrutement) pour déterminer les effets des traitements expérimentaux sur le recrutement naturel du prochain génération de plantes.


Diversité et inclusion

Le Département de biologie estime que la diversité est essentielle à notre poursuite de l'excellence académique et est profondément engagé à créer une communauté diversifiée et inclusive. Nous soutenons la politique de l'UNC, qui stipule que « l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill s'engage en faveur de l'égalité des chances et s'engage à ne pas pratiquer ni autoriser la discrimination dans l'emploi sur la base de la race, de la couleur, du sexe, de l'origine nationale. , âge, religion, croyance, handicap, statut d'ancien combattant, orientation sexuelle, identité de genre ou expression de genre.

DÉCLARATION DE LA FACULTÉ ET DU PRÉSIDENT DU DÉPARTEMENT DE BIOLOGIE AU CONSEIL D'ADMINISTRATION SUR LA DÉCISION DE FONCTIONNEMENT DE NIKOLE HANNAH-JONES

Le corps professoral et le président du département de biologie de l'UNC-Chapel Hill exhortent le conseil d'administration à adopter et à voter immédiatement sur la recommandation de notre université d'offrir à Nikole Hannah-Jones un poste permanent en tant que chaire Knight en journalisme racial et d'investigation en École de journalisme de l'UNC. Elle apporte des qualifications exceptionnelles dans son domaine, notamment le prix Pulitzer, la bourse MacArthur et l'élection à l'Académie américaine des arts et des sciences. Comme les autres candidats, Mme Hannah-Jones a été évaluée dans le cadre du processus de titularisation de l'Université, impliquant la prise en compte de ses qualifications par des experts dans son domaine, l'évaluation par le comité de promotion académique et de titularisation à l'échelle du campus et l'évaluation par le bureau du prévôt, et a donc été transmis au Conseil pour examen et vote lors de la réunion de janvier. Il a de nouveau été renvoyé au Conseil ce mois-ci, et malgré cela, ils n'ont pas voté sur cette recommandation ni rendu leurs opinions publiques.

Des universités de premier plan comme la nôtre à travers le pays ont créé le processus d'évaluation de la permanence pour s'assurer que nos professeurs répondent aux normes les plus élevées dans leur domaine et pour s'assurer que leur bourse est isolée des considérations politiques au niveau universitaire ou supérieur. Nous croyons fermement que la voix du corps professoral doit guider le processus de titularisation pour que l'intégrité académique ait un sens. Si des organismes extérieurs tels que le conseil d'administration, qui n'ont pas l'expertise pertinente en la matière, deviennent les arbitres de l'érudition du corps professoral et le font sans exprimer d'objections, tous les membres du corps professoral courent le risque d'être punis pour un travail qui remet en question le statu quo, menace certains intérêt extérieur, ou rend les gens mal à l'aise. Nous incluons dans notre corps professoral des scientifiques qui étudient le changement climatique, les mécanismes de l'évolution ou le potentiel des cellules souches embryonnaires, autant de sujets qui ont été utilisés par certains politiciens pour tenter de marquer des points politiques. La création d'un système où les considérations politiques peuvent l'emporter sur l'excellence universitaire menace l'avenir de notre grande université - cette situation non résolue a déjà conduit à la perte de certains de nos professeurs les plus distingués.

DECLARATION DU PRESIDENT DU DEPARTEMENT DE BIOLOGIE SUR LA VIOLENCE ANTI-NOIR

Je vous écris en tant que président en état de choc et de consternation face à la violence et aux morts injustifiées basées sur la couleur de la peau. Le Département de biologie condamne ces actes violents d'ignorance et de haine. Le Ministère demeure déterminé à bâtir une culture dans laquelle nous valorisons l'humanité sous toutes ses couleurs glorieuses.

Pour plus de ressources et d'informations sur les nombreuses façons dont nous pouvons nous impliquer, veuillez visiter la page Ressources antiracisme du Bureau de la diversité et de l'inclusion.

COIN MENTORAT

Le Département de biologie considère le mentorat comme un élément essentiel au développement d'une communauté de scientifiques dynamique, diversifiée et inclusive. Veuillez visiter notre page de ressources de mentorat pour en savoir plus sur la façon dont nous encourageons la mise en œuvre de ce concept.

DIVERSITÉ DES ÉTUDIANTS DIPLMÉS

Des expériences, des antécédents, des points de vue et des contributions divers sont des éléments clés du succès de toute entreprise. La Graduate School de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill s'engage à maintenir un corps étudiant diplômé diversifié et à favoriser un climat d'inclusion et d'acceptation. Nous visons à contribuer à l'obtention du diplôme de chaque étudiant grâce à des programmes de développement académique et professionnel ciblés. Pour plus d'informations, veuillez visiter le site Web du programme de diversité et de réussite des étudiants de la Graduate School.


Diversité fonctionnelle au travail

La diversité fonctionnelle ou organisationnelle désigne les différences entre les personnes qui sont affectées ou données par l'organisation. Certains des types de diversité au travail comprennent :

  • Fonction de travail
  • Statut de gestion
  • Lieu de travail
  • département
  • Ancienneté
  • Affiliation syndicale

Presque tout ce qui précède s'explique d'eux-mêmes, le point le plus important est que chacun a des pensées et des priorités différentes en raison des différents rôles et responsabilités. Dans le monde des affaires moderne d'aujourd'hui, la diversité devient une exigence standard pour la réputation de la marque d'une entreprise, et ce n'est pas seulement quelqu'un qu'une entreprise prétend faire, l'entreprise doit vraiment le faire pour avoir la bonne perception de la marque. L'une des diversités de la mode ajoute plus de diversité dans l'industrie du mariage.


La communauté de la biologie organise un programme d'une journée pour aborder la diversité et l'inclusion

Le 10 juin, dans le cadre de l'initiative nationale #ShutDownSTEM, #ShutDownAcademia et #Strike4BlackLives, les membres du Département de biologie ont pris la journée pour engager des conversations ouvertes sur les préjugés raciaux, la diversité et l'inclusion.

Le programme #ShutDownSTEM.MITbio, organisé par des stagiaires, des post-doctorants et du personnel, comprenait 13 sessions virtuelles sur des sujets allant de l'alliance et du privilège blanc à l'anti-noirceur à Boston et à l'histoire du racisme dans la science. L'objectif était de fournir un espace aux personnes de couleur blanches et non noires (POC) pour s'instruire et offrir un soutien aux collègues noirs, ainsi que de déterminer des moyens de rendre la communauté de la biologie plus équitable.

Dans une lettre au département faisant la publicité de l'événement du 10 juin, les organisateurs ont écrit : « En tant que scientifiques, nous avons la responsabilité de nous éduquer et d'initier et de poursuivre des conversations difficiles mais nécessaires sur la race et sur l'impact du racisme systémique sur nous-mêmes et notre domaine, en particulier à travers l'objectif. des événements récents et comment nous pouvons mieux soutenir, amplifier et écouter les membres de notre communauté noire au sein du département et au sein de nos communautés plus larges. »

Bien que l'événement ait eu lieu en quelques jours seulement, plus de 45 membres de la communauté se sont portés volontaires pour aider à l'animation - et plus de 200 ont participé à des sessions simultanées à tout moment de la journée.

L'étudiante diplômée Talya Levitz a entendu parler de l'initiative #ShutDownSTEM par le biais de divers canaux d'activisme étudiant une semaine auparavant. Elle a présenté l'idée aux groupes d'affinité du département, y compris la Biology Diversity Community (BDC), et a finalement regroupé plus de neuf co-organisateurs. D'autres départements, laboratoires et centres du MIT ont développé leurs propres initiatives, et l'équipe de Levitz a travaillé en étroite collaboration avec ses homologues du département de chimie pour partager les ressources.

Lorsqu'ils ont établi l'agenda de la journée, Levitz dit qu'ils avaient deux objectifs principaux. « Premièrement, nous voulions que les gens réfléchissent à la façon dont leur propre identité se croise avec les efforts de lutte contre le noir et le racisme », dit-elle. « L'autre grand objectif était de rencontrer les gens là où ils se trouvent et de reconnaître que chacun est à un endroit différent de sa trajectoire de croissance personnelle. »

Meghann Kasal, étudiante diplômée et cofondatrice de la BDC, a immédiatement répondu à l'appel à l'action de Levitz. « Le programme #ShutDownSTEM semblait être un excellent moyen de poursuivre les conversations que la BDC avait déjà et de transformer le dialogue en action », dit-elle. "C'était une chance de donner aux gens les moyens d'apporter des changements au niveau individuel et de voir ces engagements personnels se répercuter sur l'ensemble de la communauté."

SaRa Kim, assistante administrative et technicienne de recherche, a rejoint Levitz, Kasal et d'autres pour aider à encourager d'autres membres du personnel à s'impliquer. « La responsabilité d'apporter des changements ne devrait pas incomber uniquement à ceux qui subissent des injustices », dit-elle, « et de nombreux coorganisateurs disposaient déjà d'un réseau actif de pairs prêts à apporter leur soutien. »

Avant l'événement, l'équipe a envoyé une liste de ressources pertinentes, puis a rassemblé un dossier d'actions pour s'assurer que la conversation se poursuivrait, en particulier en ce qui concerne le recrutement et la fidélisation des étudiants diplômés, du personnel et du corps professoral noirs et non noirs du POC. Des projets se rejoignent également pour demander une subvention pour la qualité de vie afin de parrainer des programmes similaires à l'avenir, et les étudiants ont été le fer de lance d'une campagne de dons jumelés par les professeurs au sein du département.

L'étudiant diplômé et co-organisateur Gerardo Perez Gonçalves vise à transformer les discussions de la journée en plans tangibles avec des échéanciers concrets. « Nous devons nous tenir mutuellement responsables et nous assurer que ces objectifs ne se perdent pas dans les comités », dit-il. « Même si je ne suis qu'une seule personne, je peux m'impliquer de différentes manières, par exemple en aidant à élaborer des plans d'action pour faire connaître les initiatives en cours à mes proches. L'ensemble du département doit être mis au courant de ces initiatives et plans afin que nous puissions établir une responsabilité communautaire. »

Sora Kim, une autre étudiante diplômée et co-organisatrice, ajoute qu'on attend souvent des scientifiques qu'ils séparent leur vie personnelle de leur travail. "Vous n'êtes pas censé apporter ce que vous pensez personnellement sur le lieu de travail", dit Kim, "mais nous savons par l'histoire et les événements actuels que ces choses se confondent, et ne pas en parler crée une culture de silence et d'isolement. "

Dans le passé, les étudiants ont exprimé leurs préoccupations via des sondages et des enquêtes anonymes, mais il y a eu peu d'occasions pour l'ensemble de la communauté de se réunir, de reconnaître les problèmes actuels et de réfléchir à des solutions en collaboration.

L'événement #ShutDownSTEM.MITbio a marqué le début de ce que le comité organisateur espère devenir une action de fond pour lutter contre le racisme et construire une communauté plus diversifiée, inclusive et équitable au sein du département et de l'Institut. Déjà, des lettres ouvertes et des pétitions circulent pour demander des actions concrètes de la part des dirigeants.

“#ShutDownSTEM was not the start of these conversations for many people, but a continuation of ongoing discussions,” Kasal says. “We’ve wanted to hold these kinds of events before, but didn’t have the bandwidth in the BDC. This has given me hope that people will come together and help, and that it’s possible to organize something like this with just a few days of planning.”


Contenu

Niche Edit

Within the community, each species occupies a niche. A species' niche determines how it interacts with the environment around it and its role within the community. By having different niches species are able to coexist. [5] This is known as niche partitioning. For example, the time of day a species hunts or the prey it hunts.

Niche partitioning reduces competition between species. [6] Such that species are able to coexist as they suppress their own growth more than they limit the growth of other species. The competition within a species is greater than the competition between species. Intraspecific competition is greater than interspecific.

The number of niches present in a community determines the number of species present. If two species have the exact same niche (e.g. the same food demands) then one species will outcompete the other. The more niches filled, the higher the biodiversity of the community.

Trophic Level Edit

A species’ trophic level is their position in the food chain or web. At the bottom of the food web are autotrophs, also known as primary producer. Producers provide their own energy through photosynthesis or chemosynthesis, plants are primary producers. The next level is herbivores (primary consumers), these species feed on vegetation for their energy source. Herbivores are consumed by omnivores or carnivores. These species are secondary and tertiary consumers. Additional levels to the trophic scale come when smaller omnivores or carnivores are eaten by larger ones. At the top of the food web is the apex predator, this animal species is not consumed by any other in the community. Herbivores, omnivores and carnivores are all heterotrophs. [7]

A basic example of a food chain is grass → rabbit → fox. Food chains become more complex when more species are present, often being food webs. Energy is passed up through trophic levels. Energy is lost at each level, due to ecological inefficiencies. [8]

The trophic level of an organism can change based on the other species present. For example, tuna can be an apex predator eating the smaller fish, such as mackerel. However, in a community where a shark species is present the shark becomes the apex predator, feeding on the tuna. [9]

Decomposers play a role in the trophic pyramid. They provide energy source and nutrients to the plant species in the community. Decomposers such as fungi and bacteria recycle energy back to the base of the food web by feeding on dead organisms from all trophic levels. [dix]

Guild Edit

A guild is a group of species in the community that utilise the same resources in a similar way. Organisms in the same guild experience competition due to their shared resource. [11] Closely related species tend to be in the same guild, due to traits inherited through common descent from their common ancestor. However, guilds are not exclusively closely related species. [12]

Carnivores, Omnivores and herbivores are all basic examples of guilds. A more precise guild would be vertebrates that forage for ground dwelling arthropods, this would contain certain birds and mammals. [13] Flowering plants that have the same pollinator also form a guild. [14]

Certain species have a greater influence on the community through their direct and indirect interactions with other species. The loss of these species results in large changes to the community, often reducing the stability of the community. Climate change and the introduction of invasive species can affect the functioning of key species and thus have knock-on effects on the community processes.

Foundation species Edit

Foundation species largely influence the population, dynamics and processes of a community. These species can occupy any trophic level but tend to be producers. [15] Red mangrove is a foundation species in marine communities. The mangrove's root provides nursery grounds for young fish, such as snappers. [16]

Whitebark pine (Pinus albicaulis) is a foundation species. Post fire disturbance the tree provides shade (due to its dense growth) enabling the regrowth of other plant species in the community, This growth prompts the return of invertebrates and microbes which are needed for decomposition. Whitebark pine seeds provide food for grizzly bears. [17]

Keystone species Edit

Keystone species have a disproportionate influence on the community than most species. Keystone species tend to be at the higher trophic levels, often being the apex predator. Removal of the keystone species causes top-down trophic cascades. Wolves are keystone species, being an apex predator.

In Yellowstone National Park the loss of the wolf population through overhunting resulted in the loss of biodiversity in the community. The wolves had controlled the number of elks in the park, through predation. Without the wolves the elk population drastically increased, resulting in overgrazing. This negatively affected the other organisms in the park the increased grazing from the elks removed food sources from other animals present. Wolves have since been reintroduced to return the park community to optimal functioning. See Wolf reintroduction and History of wolves in Yellowstone for more details on this case study.

A marine example of a keystone species is Pisaster ochracée. This starfish controls the abundance of Mytilus californianus, allowing enough resources for the other species in the community. [18]

Ecological engineers Edit

An ecosystem engineer is a species that maintains, modifies and creates aspects of a community. They cause physical changes to the habitat and alter the resources available to the other organisms present. [19]

Dam building beavers are ecological engineers. Through the cutting of trees to form dams they alter the flow of water in a community. These changes influence the vegetation on the riparian zone, studies show biodiversity is increased. [20] Burrowing by the beavers creates channels, increasing the connections between habitats. This aids the movement of other organisms in the community such as frogs. [21]

Community structure is the composition of the community. It can be measured through species richness, species evenness. These measures help to understand the biodiversity of the community. [22]

Holistic theory Edit

Holistic theory refers to the idea that a community is defined by the interactions between the organisms in it. All species are interdependent, each playing a vital role in the working of the community. Due to this communities are repeatable and easy to identify, with similar abiotic factors controlling throughout.

Clements developed the holistic (or organismic) concept of community, as if it was a superorganism or discrete unit, with sharp boundaries. [23] Clements proposed this theory after noticing that certain plant species were regularly found together in habitats, he concluded that the species were dependent on each other. Formation of communities is non-random and involves coevolution. [24]

The Holistic theory stems from the greater thinking of Holism which refers to a system's with many parts all of which are required for the functioning of the system.

Individualistic theory Edit

Gleason developed the individualistic (also known as open or continuum) concept of community, with the abundance of a population of a species changing gradually along complex environmental gradients. [25] Each species changes independently in relation to other species present along the gradient. [26] Association of species is random and due to coincidence. Varying environmental conditions and each species' probability of arriving and becoming established along the gradient influence the community composition. [27]

Individualistic theory proposes that communities can exist as continuous entities, in addition to the discrete groups referred to in the holistic theory.

Neutral theory Edit

Hubbell introduced the neutral theory of ecology. Within the community (or metacommunity), species are functionally equivalent, and the abundance of a population of a species changes by stochastic demographic processes (i.e., random births and deaths). [28] Equivalence of the species in the community leads to ecological drift. Ecological drift leads to species' populations randomly fluctuating, whilst the overall number of individuals in the community remains constant. When an individual dies, there is an equal chance of each species colonising that plot. Stochastic changes can cause species within the community to go extinct, however, this can take a long time if there are many individuals of that species.

Species can coexist because they are similar, resources and conditions apply a filter to the type of species that are present in the community. Each population has the same adaptive value (competitive and dispersal abilities) and resources demand. Local and regional composition represent a balance between speciation or dispersal (which increase diversity), and random extinctions (which decrease diversity). [29]

Species interact in various ways: competition, predation, parasitism, mutualism, commensalism, etc. The organization of a biological community with respect to ecological interactions is referred to as community structure.

Interactions Species 1
Négatif Neutre Positif
Species 2 Négatif Concurrence Amensalisme Predation/Parasitism
Neutre Amensalisme Neutralisme Commensalisme
Positif Predation/Parasitism Commensalisme Mutualisme

Competition Edit

Species can compete with each other for finite resources. It is considered to be an important limiting factor of population size, biomass and species richness. Many types of competition have been described, but proving the existence of these interactions is a matter of debate. Direct competition has been observed between individuals, populations and species, but there is little evidence that competition has been the driving force in the evolution of large groups. [30]

  1. Interference competition: occurs when an individual of one species directly interferes with an individual of another species. This can be for food or for territory. Examples include a lion chasing a hyena from a kill, or a plant releasing allelopathic chemicals to impede the growth of a competing species.
  2. Apparent competition: occurs when two species share a predator. For example, a cougar preys on woodland caribou and deer. The populations of both species can be depressed by predation without direct exploitative competition. [31]
  1. Exploitative competition: This occurs via the consumption of resources. When an individual of one species consumes a resource (e.g., food, shelter, sunlight, etc.), that resource is no longer available to be consumed by a member of a second species. Exploitative competition is thought to be more common in nature, but care must be taken to distinguish it from the apparent competition. An example of exploitative competition could be between herbivores consuming vegetation rabbit and deer both eating meadow grass. Exploitative competition varies:
    - all individuals receive the same amount of resources, irrespective of their size
  • perfect size symmetric - all individuals exploit the same amount of resource per unit biomass
  • absolute size-asymmetric - the largest individuals exploit all the available resource. [32]

Predation Edit

Predation is hunting another species for food. This is a positive-negative interaction, the predator species benefits while the prey species is harmed. Some predators kill their prey before eating them, also known as kill and consume. For example, a hawk catching and killing a mouse. Other predators are parasites that feed on prey while alive, for example, a vampire bat feeding on a cow. Parasitism can however lead to death of the host organism over time. Another example is the feeding on plants of herbivores, for example, a cow grazing. Predation may affect the population size of predators and prey and the number of species coexisting in a community.

Predation can be specialist, for example the least weasel predates solely on the field vole. Or generalist, e.g. polar bear primarily eats seals but can switch diet to birds when seal population is low. [33] [34]

Species can be solitary or group predators. The advantage of hunting in a group means bigger prey can be taken, however, the food source has to be shared. Wolves are group predators, whilst tigers are solitary.

Predation is density dependant, often leading to population cycles. When prey is abundant predator species increases, thus eating more prey species and causing the prey population to decline. Due to lack of food the predator population declines. Due to lack of predation the prey population increases. See Lotka–Volterra equations for more details on this. A well-known example of this is lynx-hare population cycles seen in the north. [35]

Predation can result in coevolution – evolutionary arms race, prey adapts to avoid predator, predator evolves. For example, a prey species develops a toxin that will kill its predator, predator evolves resistance to the toxin making it no longer lethal.

Mutualism Edit

Mutualism is an interaction between species in which both benefit.

Un exemple est Rhizobium bacteria growing in nodules on the roots of legumes. This relationship between plant and bacteria is endosymbiotic, the bacteria living on the roots of the legume. The plant provides compounds made during photosynthesis to the bacteria, that can be used as an energy source. Whilst Rhizobium is a nitrogen fixing bacteria, providing amino acids or ammonium to the plant. [36]

Insects pollinating the flowers of angiosperms, is another example. Many plants are dependent on pollination from a pollinator. A pollinator transfers pollen from the male flower to the female's stigma. This fertilises the flower and enables the plant to reproduce. Bees, such as honeybees, are the most commonly known pollinators. Bees get nectar from the plant that they use as an energy source. Un-transferred pollen provides protein for the bee. The plant benefits through fertilisation, whilst the bee is provided with food. [37]

Commensalism Edit

Commensalism is a type of relationship among organisms in which one organism benefits while the other organism is neither benefited nor harmed. The organism that benefited is called the commensal while the other organism that is neither benefited nor harmed is called the hôte.

For example, an epiphytic orchid attached to the tree for support benefits the orchid but neither harms nor benefits the tree. This type of commensalism is called inquilinism, the orchid permanently lives on the tree.

Phoresy is another type of commensalism, the commensal uses the host solely for transport. Many mite species rely on another organism, such as birds or mammals, for dispersal. [38]

Metabiosis is the final form of commensalism. The commensal relies on the host to prepare an environment suitable for life. For example, Kelp has a root like system, called a holdfast, that attaches it to the seabed. Once rooted it provides molluscs, such as sea snails, with a home that protects them from predation. [39]

Amensalism Edit

The opposite of commensalism is amensalism, an interspecific relationship in which a product of one organism has a negative effect on another organism but the original organism is unaffected. [40]

An example is an interaction been tadpoles of the common frog and a freshwater snail. The tadpoles consume large amounts of micro-algae. Making algae less abundant for the snail, the algae available for the snail is also of lower quality. The tadpole, therefore, has a negative effect on the snail without a gaining noticeable advantage from the snail. The tadpoles would obtain the same amount of food with or without the presence of the snail. [41]

An older, taller tree can inhibit the growth of smaller trees. A new sapling growing in the shade of a mature tree will struggle to get light for photosynthesis. The mature tree will also have a well-developed root system, enabling it to outcompete the sapling for nutrients. Growth of the sapling is therefore impeded, often resulting in death. The relationship between the two trees is amensalism, the mature tree is unaffected by the presence of the smaller one. [42]

Parasitism Edit

Parasitism is an interaction in which one organism, the host, is harmed while the other, the parasite, benefits.

Parasitism is a symbiosis, a long-term bond in which the parasite feeds on the host or takes resources from the host. Parasites can live within the body such as a tapeworm. Or on the body's surface, for example head-lice

Malaria is a result of a parasitic relationship between a female Anopheles mosquito and ‘’Plasmodium’’. Mosquitos get the parasite by feeding on an infected vertebrate. Inside the mosquito the plasmodium develops in the midgut's wall. Once developed to a zygote the parasite moves to the salivary glands where it can be passed on to a vertebrate species, for example humans. [43] The mosquito acts as a vector for Malaria. The parasite tends to reduce the mosquito's lifespan and inhibits the production of offspring. [44]

A second example of parasitism is brood parasitism. Cuckoos regularly do this type of parasitism. Cuckoos lay their eggs in the nest of another species of birds. The host, therefore, provides for the cuckoo chick as if it was their own, unable to tell the difference. [45] The cuckoo chicks eject the host's young from the nest meaning they get a greater level of care and resources from the parents. Rearing for young is costly and can reduce the success of future offspring, thus the cuckoo attempts to avoid this cost through brood parasitism. [46]

In a similar way to predation, parasitism can lead to an evolutionary arms race. The host evolves to protect themselves from the parasite and the parasite evolves to overcome this restriction. [47]

Neutralism Edit

Neutralism is where species interact, but the interaction has no noticeable effects on either species involved. Due to the interconnectedness of communities, true neutralism is rare. Examples of neutralism in ecological systems are hard to prove, due to the indirect effects that species can have on each other.


Événements

The BDC hosts a variety of events throughout the academic year. After the success of #ShutdownSTEM in June 2020, the BDC implemented a Diversity Seminar Series in the Fall of 2020 and a more casual Coffee Series in the Spring of 2021.

With these events, our mission is to highlight diverse voices and to continue department-wide conversations about race, gender, diversity, equity, and inclusion. We aim to engage the MIT community in educational discussions, disrupt biases and systems of oppression, and build a community with opportunities to learn how individuals’ unique identities influence their experiences.


Voir la vidéo: La diversité, cest quoi? (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Bagore

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  2. Stephon

    Je pense, que vous commettez une erreur. Je peux défendre la position.

  3. Cat

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