Exercices: Les composantes de l'écosystème

Classer les éléments suivants d'un écosystème en biotiques ou abiotiques : la lumière du Soleil, un chêne, la température de l'air, un ver de terre, une roche, l'humidité du sol, un champignon et le vent.

Expliquer avec vos propres mots ce qu'est un écosystème et nommer deux composantes biotiques et deux composantes abiotiques d'une mare.

Un pic vit dans une forêt de pins, où il creuse son nid dans les troncs et se nourrit des larves d'insectes qui vivent sous l'écorce. Indiquer quel est son habitat et décrire sa niche écologique.

Définir ce qu'est un facteur abiotique et donner trois exemples présents dans un écosystème marin.

Parmi les éléments suivants d'un écosystème marin, indiquer lesquels sont biotiques et lesquels sont abiotiques : l'eau, une algue, la salinité, un dauphin, une roche du fond et la lumière qui traverse l'eau.

Expliquer la différence entre habitat et niche écologique en prenant pour exemple un écureuil qui vit dans une chênaie et se nourrit de glands.

Dans une prairie vivent de l'herbe, des chevaux, des vautours et des champignons. Classer chaque organisme comme producteur, consommateur ou décomposeur.

Citer deux facteurs abiotiques qui limitent la vie des plantes dans un désert et expliquer comment l'un d'eux agit.

Observer le schéma : deux espèces d'oiseaux, A et B, vivent dans le même chêne vert. L'oiseau A se nourrit des glands de la cime et l'oiseau B, des insectes qui vivent sur le tronc. Partagent-ils le même habitat ? Partagent-ils la même niche écologique ? Justifier les réponses à partir du schéma.

Dans un désert, les plantes sont très espacées les unes des autres. Indiquer quel facteur abiotique limite selon vous leur croissance et expliquer comment ce facteur influence les autres êtres vivants de l'écosystème.

Un aquarium avec des poissons, des plantes aquatiques, un filtre qui oxygène l'eau et une lampe est un petit écosystème artificiel. Identifier ses composantes biotiques et abiotiques et décrire une relation qui existe entre elles.

Des crabes vivent enfouis dans le sable humide d'une plage et sortent se nourrir de débris organiques à marée basse. Indiquer quels sont leur habitat et leur niche écologique, et nommer un facteur abiotique qui conditionne leur activité.

Un étang temporaire s'assèche chaque été. Expliquer comment ce facteur abiotique affecte les êtres vivants de l'étang et citer une adaptation que pourrait présenter l'une de ses plantes.

Sur les roches nues de haute montagne, seuls poussent des mousses et des lichens. Identifier deux facteurs abiotiques difficiles de ce milieu et expliquer pourquoi ces organismes peuvent, eux, y vivre.

Un jardinier arrose trop un pot et les racines de la plante pourrissent parce que le substrat gorgé d'eau manque d'oxygène. Identifier les facteurs abiotiques modifiés et expliquer la chaîne d'effets sur la plante.

Comparer les facteurs abiotiques qui limitent la vie dans les grands fonds marins avec ceux qui la limitent à la surface de la mer, en citant au moins deux différences.

Après l'abattage d'une parcelle de forêt, on constate que la température moyenne du sol a augmenté de 7,5 °C et que l'humidité en surface a diminué de 40 % par rapport à la zone intacte voisine. Un rapport technique affirme que « ces changements abiotiques n'affecteront que les arbres abattus, mais pas les autres êtres vivants du sol ». a) Réfuter l'affirmation du rapport en justifiant comment le changement de température et le dessèchement perturbent directement les décomposeurs (bactéries, champignons et vers de terre). b) Prévoir les conséquences en cascade de la disparition de ces décomposeurs sur le recyclage des nutriments et sur la capacité de la forêt à se régénérer naturellement.

Dans un parc naturel, le lynx ibérique et le renard roux cohabitent dans un même milieu de maquis méditerranéen. Le lynx chasse presque exclusivement des lapins vivants à l'affût dans la végétation dense, tandis que le renard consomme de petits rongeurs, des charognes, des fruits tombés et des insectes, aussi bien dans les zones denses que dans les zones ouvertes. a) Identifier de façon argumentée l'habitat des deux espèces et comparer leurs niches écologiques, en indiquant laquelle est spécialiste et laquelle est généraliste. b) Si une épidémie réduit la population de lapins de 90 %, prévoir ce qui arrivera à la population de chaque espèce et justifier laquelle a le plus de chances de survivre à partir de l'étendue de sa niche écologique.

Dans la cour d'un collège, il y a une zone très ombragée où les plantes poussent peu. Proposer une expérience simple pour déterminer si le facteur qui les limite est la lumière ou l'eau, en indiquant ce que vous maintiendriez constant et ce que vous mesureriez.

Dans une étude, on mesure la température de l'eau et le nombre d'amphibiens dans quatre mares : mare 1 (16 °C, 42 individus), mare 2 (19 °C, 28 individus), mare 3 (23 °C, 12 individus) et mare 4 (27 °C, 3 individus). Décrire la relation que montrent les données, expliquer quel facteur abiotique pourrait en rendre compte et indiquer comment vous le vérifieriez.

La construction d'un barrage inonde de façon permanente une vallée fluviale couverte de broussailles, créant une retenue de 30 mètres de profondeur. a) Expliquer comment varieront deux facteurs abiotiques essentiels (la pénétration de la lumière du Soleil et la disponibilité de l'oxygène dissous) de la surface jusqu'au fond de la retenue, en justifiant dans quelle zone les producteurs photosynthétiques aquatiques pourront s'installer. b) Pendant les deux premières années, la biomasse végétale terrestre immergée pourrit au fond. Prévoir l'impact de ce processus biotique sur la concentration en oxygène dans les couches profondes et les conséquences pour les premiers poissons et organismes benthiques qui coloniseront le lieu.

Le tomatier est une plante d'origine chaude dont l'intervalle de température optimal se situe entre 20 °C et 25 °C ; en dessous de 10 °C, sa croissance s'arrête et à 0 °C elle meurt de congélation. Dans une zone où l'hiver enregistre des températures moyennes de 4,5 °C et des gelées nocturnes, un agriculteur installe une serre avec chauffage et irrigation au goutte-à-goutte. a) En utilisant les notions de « facteur limitant » et de « plage de tolérance », justifier pourquoi la culture en plein air est impossible et comment la serre modifie artificiellement les limites du milieu. b) La température étant maintenue à 22,0 °C et l'eau constante, en décembre les plantes ne fleurissent pas et leurs tiges poussent faibles et pâles. Déduire quel facteur abiotique agit comme nouveau facteur limitant et proposer une mesure technique pour le corriger.

Deux vallées voisines situées à la même altitude et ayant la même orientation reçoivent le même rayonnement solaire et des précipitations identiques (950 mm par an). Pourtant, au fond de la vallée A prospère une hêtraie luxuriante alors que dans la vallée B ne survit qu'une pinède clairsemée. a) Puisque le climat et l'orientation sont identiques, déduire deux facteurs abiotiques du sol (édaphiques) ou du relief qui pourraient expliquer pourquoi les hêtres ne colonisent pas la vallée B. b) Concevoir un protocole pour mesurer l'un de ces facteurs dans les deux vallées pendant un mois, en précisant quel instrument vous utiliseriez, quelles variables vous maintiendriez contrôlées et quel résultat confirmerait votre hypothèse.

Dans une grande ville, l'asphalte et les constructions retiennent la chaleur et le manque de végétation réduit l'évapotranspiration, ce qui élève la température moyenne de 2,5 °C par rapport à la campagne environnante (effet d'îlot de chaleur urbain). a) Une étude révèle que les arbres des parcs urbains bourgeonnent et fleurissent trois semaines plus tôt que ceux de la campagne, mais que les insectes pollinisateurs émergent à leur date habituelle. Prévoir l'impact de ce décalage sur la reproduction des plantes et sur les populations d'oiseaux insectivores urbains. b) Un projet municipal propose de remplacer les arbres d'une place par du gazon synthétique afin de « réduire la consommation d'eau et garder la place fraîche ». Réfuter scientifiquement cette idée en expliquant quelle fonction abiotique remplissent les plantes vivantes que le gazon synthétique est incapable de reproduire.