Introduction à l'écologie
Claire Tirard
Luc Abbadie
Nicolas Loeuille
Dunod
Remerciements
IX
1 Qu'est-ce que l'écologie ?1
1. L'écologie dans le champ des sciences de la nature
1
2. La notion de système écologique
3
3. Les différents types de questions dans les sciences de la vie
6
4. L'écologie, une science impliquée ?
8
L'essentiel
10
Entraînez-vous11
Solutions12
2 Notions de population et métapopulation13
1. Les limites spatio-temporelles d'une population
13
2. L'effectif et la densité d'une population
14
3. La structure d'une population
16
3.1 La structure spatiale16
3.2 La structure interne17
4. La notion de métapopulation
21
4.1 Des populations interconnectées par le processus de dispersion21
4.2 Modèles de métapopulation23
4.3 Métapopulations et conservation24
L'essentiel
25
Entraînez-vous26
Solutions27
3 Enveloppe écologique et facteurs de répartition29
1. Les facteurs environnementaux
30
1.1 Facteurs biotiques ou abiotiques30
1.2 Le système population-environnement30
1.3 Importance des facteurs historiques30
2. Modification de l'environnement du vivant par le vivant
32
3. Contraintes, ressources et performances
34
3.1 Loi de tolérance de Shelford34
3.2 Réponses adaptatives et/ou plastiques35
3.3 Interactions entre les facteurs et emboîtement des échelles36
3.4 Variations aléatoires ou cycliques, à toutes les échelles37
4. La notion de niche écologique
37
4.1 Élaboration du concept37
4.2 Niches fondamentales et niches réalisées39
4.3 Les modèles de niches écologiques40
L'essentiel
43
Entraînez-vous44
Solutions45
4 Populations et interactions biotiques46
1. Une classification basée sur les coûts et les bénéfices
46
2. Les interactions antagonistes
48
2.1 Interactions de compétition48
2.2 Interactions mangeur-mangé50
2.3 Le parasitisme, un mode de vie particulier51
3. Les interactions à bénéfices mutuels
53
3.1 Des échanges de biens et/ou de services53
3.2 Importance écologique des symbioses55
4. Un continuum d'interaction
58
L'essentiel
60
Entraînez-vous61
Solutions62
5 Des populations aux communautés, notions de dynamique63
1. Le modèle de croissance de Malthus
64
2. Les facteurs de régulation
67
3. Le modèle de croissance logistique de Verhulst
69
4. Dynamiques de populations en interaction
71
4.1 Dynamiques de populations en interaction de compétition71
4.2 Dynamiques de populations proies/prédateurs73
5. L'approche communauté
77
L'essentiel
80
Entraînez-vous81
Solutions82
6 Évolution par sélection naturelle84
1. Génotype et phénotype
85
1.1 Distinction génotype-phénotype85
1.2 La plasticité phénotypique85
1.3 La notion de phénotype étendu87
2. Le mécanisme et les modalités de la sélection naturelle
88
2.1 Le mécanisme88
2.2 La notion de valeur sélective89
2.3 Les différentes modalités de la sélection naturelle91
3. La notion d'adaptation
92
3.1 L'adaptation, processus ou résultat de la sélection naturelle92
3.2 La plasticité est-elle elle-même adaptative ?93
4. La sélection sexuelle
94
4.1 Le paradoxe de l'extravagance94
4.2 Le mécanisme et les modalités94
L'essentiel
99
Entraînez-vous100
Solutions101
7 Concept de stratégie en écologie évolutive102
1. Contraintes et compromis
103
2. Les stratégies d'histoire de vie
105
2.1 Profil d'histoire de vie105
2.2 Compromis et stratégies biodémographiques106
3. Les stratégies comportementales
107
3.1 Gènes et comportements107
3.2 Exemple des comportements alimentaires108
3.3 Exemple des comportements d'agression110
4. La théorie des jeux en biologie évolutive
111
4.1 Stratégies optimales - stratégies évolutivement stables111
4.2 Le jeu « faucon - colombe - bourgeois »113
L'essentiel
117
Entraînez-vous118
Solutions119
8 La coévolution120
1. La théorie de la reine rouge
120
2. La coévolution antagoniste
122
2.1 Coévolution des compétiteurs122
2.2 Coévolution antagoniste et course aux armements126
3. La coévolution mutualiste
131
4. Les symbioses comme moteurs d'évolution
135
L'essentiel
138
Entraînez-vous139
Solutions140
9 La socialité, une transition évolutive majeure141
1. Des prérequis pour une évolution sociale ?
142
2. Les bénéfices de la vie sociale
143
2.1 La coopération permet d'échapper aux prédateurs143
2.2 La coopération permet d'améliorer sa ration alimentaire145
2.3 La coopération permet de construire des abris ou des nids145
2.4 La coopération et la division du travail permettent une meilleure efficacité146
3. Conflits sociaux et risques épidémiques
147
4. La coopération, un paradoxe évolutif ?
150
4.1 L'hypothèse de la sélection de groupe150
4.2 L'hypothèse de la sélection de parentèle151
4.3 Reconnaissance de parentèle153
4.4 L'hypothèse de l'altruisme réciproque154
4.5 Différentes hypothèses non exclusives156
L'essentiel
157
Entraînez-vous158
Solutions159
10 Diversité, structure et stabilité des communautés160
1. Richesse et diversité spécifique
161
1.1 Richesse spécifique161
1.2 Différents indices pour mesurer la diversité164
2. Interactions biotiques et diversité des communautés
165
2.1 Prédation et diversité165
2.2 Compétition et diversité168
3. Perturbations et stabilité des communautés
170
3.1 Diversité spécifique et stabilité171
3.2 Structure du réseau et stabilité173
4. Théories neutres
175
L'essentiel
179
Entraînez-vous180
Solutions181
11 Structure et dynamique des écosystèmes183
1. Le concept d'écosystème et les interactions vivant-non vivant
183
2. Sources et flux de matière et d'énergie dans les écosystèmes
186
2.1 Sources de matière et d'énergie188
2.2 Flux de matière et d'énergie190
3. Production primaire, décomposition et minéralisation
192
3.1 Production primaire192
3.2 Décomposition et minéralisation195
4. Successions écologiques
198
4.1 La notion de succession198
4.2 Les mécanismes199
L'essentiel
202
Entraînez-vous203
Solutions204
12 Les grands cycles biogéochimiques205
1. Le cycle du carbone
205
1.1 Facteurs limitants de la fixation du CO2 dans les écosystèmes206
1.2 Le cycle planétaire du carbone209
2. Le cycle de l'azote
212
2.1 Les étapes du cycle de l'azote212
2.2 Le cycle planétaire de l'azote218
3. Le cycle du phosphore
220
4. Le cycle de l'eau
221
4.1 L'eau dans les écosystèmes221
4.2 Le cycle planétaire de l'eau223
L'essentiel
226
Entraînez-vous227
Solutions228
13 Écologie et Société230
1. La crise de la biodiversité
231
1.1 L'équilibre spéciation-extinction au cours des temps géologiques231
1.2 Impact de l'espèce humaine sur l'extinction des espèces au cours du Pléistocène supérieur et de l'Éocène232
1.3 Causes actuelles de la disparition des espèces233
1.4 Crise climatique et crise de la biodiversité235
1.5 Écologie de la conservation236
2. Changements globaux et santé
237
2.1 Crise climatique et santé237
2.2 Biodiversité et maladies infectieuses239
3. Agir pour, par et avec la nature
243
3.1 Une vision des rapports humain-nature en évolution rapide243
3.2 Les services écosystémiques244
3.3 Agroécologie247
3.4 Écologie urbaine248
L'essentiel
251
Entraînez-vous252
Solutions253
Bibliographie
254
Glossaire
262
Index
272