Les relations entre êtres vivants

Indiquer si les relations suivantes sont intraspécifiques ou interspécifiques : un banc de poissons qui nage ensemble, une abeille qui butine une fleur, deux cerfs qui se battent pour une femelle et une tique qui se nourrit sur un chien.

Classer les relations suivantes en intraspécifiques ou interspécifiques : une meute de loups qui chasse ensemble, un ténia qui vit dans l'intestin d'un loup, deux loups qui se disputent une proie et un corbeau qui suit la meute pour profiter des restes.

Expliquer ce qu'est la prédation et donner un exemple d'écosystème marin, en indiquant quel est le prédateur et quelle est la proie.

Définir ce qu'est le mutualisme et donner un exemple, en indiquant ce que chaque espèce retire de la relation.

Expliquer ce qu'est le commensalisme et donner un exemple d'écosystème marin, en indiquant ce que retire chaque organisme.

Deux espèces de souris d'une même forêt se nourrissent des mêmes graines. Indiquer quel type de relation interspécifique elles entretiennent et expliquer ce qui peut arriver à leurs populations si la nourriture se raréfie une année.

Distinguer mutualisme, commensalisme et parasitisme, et classer ces cas : un lichen (algue et champignon qui en tirent un bénéfice mutuel), le rémora qui voyage accroché au requin sans lui faire de mal et le ténia qui vit dans l'intestin d'une personne.

Sur un tronçon de rivière coexistent le vison d'Europe (autochtone) et le vison d'Amérique (exotique envahissant). Un plan municipal propose : « Pour freiner le déclin du vison d'Europe, nous introduirons périodiquement des tonnes de poissons et d'écrevisses afin qu'il y ait de la nourriture en abondance et que les deux espèces cohabitent sans problème ».

1. a) En vous appuyant sur les notions de niche écologique (ensemble des ressources et des conditions —nourriture, espace, abri— dont une espèce a besoin et rôle qu'elle joue dans l'écosystème) et d'exclusion compétitive (deux espèces ayant la même niche ne peuvent pas coexister indéfiniment au même endroit), argumenter pourquoi la proposition municipale n'évitera pas la disparition du vison d'Europe.
2. b) Formuler une hypothèse argumentée sur les conséquences directes et indirectes que peut avoir, pour les populations d'amphibiens autochtones, la présence simultanée des deux espèces tant que durera la compétition.

Dans la chaîne alimentaire herbe → sauterelle → grenouille → serpent, identifier le producteur et nommer le consommateur primaire, le secondaire et le tertiaire.

Dans la chaîne alimentaire chêne vert → chenille → mésange bleue → épervier, indiquer quel niveau trophique occupe chaque organisme (producteur, consommateur primaire, secondaire ou tertiaire).

Indiquer si les organismes suivants sont des producteurs, des consommateurs ou des décomposeurs : un champignon, une laitue, une vache, une bactérie, un ver de terre et un aigle.

Représenter avec des flèches le réseau alimentaire formé par ces organismes : phytoplancton, sardine, thon et goéland. La sardine se nourrit de phytoplancton, et le thon et le goéland se nourrissent de sardines. Ensuite, indiquer quel niveau trophique occupe chacun.

Le schéma représente un réseau alimentaire ; les flèches vont de l'organisme qui sert de nourriture vers celui qui le mange.

1. a) Quel organisme se cache derrière le symbole « ? », sachant qu'il se nourrit de grenouilles et de souris ?
2. b) Nommer les consommateurs primaires du réseau.
3. c) Prévoir ce qui arriverait aux populations de lapins et de plantes si les renards disparaissaient.

Après une épidémie qui réduit de 90 % la population de renards dans une chênaie, une équipe d'écologues relève ces changements sur trois ans :

• Année 1 : la population de lapins double et le couvert végétal herbacé varie à peine.

• Année 2 : le couvert de pâturages chute de 70 % et le sol commence à s'éroder fortement.

• Année 3 : la population de lapins s'effondre brutalement et tombe à des niveaux très inférieurs aux niveaux initiaux, alors que les renards sont toujours absents.

1. a) Expliquer la cascade trophique qui relie la disparition des renards à la dégradation de la végétation à l'année 2.
2. b) Formuler une hypothèse écologique qui justifie pourquoi la population de lapins s'est effondrée à l'année 3 alors qu'elle n'avait pas de prédateurs pour la chasser.

Dans une réserve naturelle, on relève les recensements annuels suivants de lapins (proies) et de renards (prédateurs) :

• Année 1 : 500 lapins et 20 renards.

• Année 2 : 800 lapins et 35 renards.

• Année 3 : 400 lapins et 50 renards.

• Année 4 : 250 lapins et 30 renards.

• Année 5 : 550 lapins et 22 renards.

1. a) Un garde forestier affirme : « À l'année 3, la population de renards a été maximale parce que cette même année il y avait une grande abondance de lapins ». Réfuter cette affirmation en interprétant les données et en expliquant le phénomène de décalage temporel dans la dynamique proie-prédateur.
2. b) Prévoir de façon justifiée quelle tendance (augmentation ou diminution) connaîtront les deux populations à l'année 6 si aucun facteur extérieur n'intervient.

Pour freiner l'expansion du frelon asiatique (Vespa velutina), qui chasse les abeilles mellifères dans les ruches, une association propose de placer dans toute la forêt des bouteilles d'eau sucrée et de bière comme appât pour les noyer.

1. a) Analyser l'impact indirect que la perte d'abeilles provoquée par le frelon a sur deux niveaux trophiques différents : les producteurs végétaux sauvages et les oiseaux frugivores de l'écosystème.
2. b) Évaluer de façon critique la proposition de l'association : justifier pourquoi cette méthode de piégeage non sélectif avec des liquides sucrés peut se révéler contre-productive et nuire encore davantage à la biodiversité de l'écosystème.

Dans un projet de restauration d'une forêt calcinée après un incendie, on plante de jeunes chênes verts dans deux parcelles de sol dégradé et pauvre :

• Parcelle 1 : sol stérilisé par la chaleur auquel on ajoute beaucoup d'engrais chimique soluble (azote et phosphore).

• Parcelle 2 : sol non stérilisé et inoculé avec des champignons formant des mycorhizes, sans ajout d'engrais chimique.

Pendant le premier été, marqué par une sécheresse extrême, 85 % des plants de la parcelle 1 meurent déshydratés, tandis que 90 % de ceux de la parcelle 2 survivent et poussent avec vigueur.

1. a) Identifier et décrire la relation interspécifique responsable de la réussite des plants dans la parcelle 2.
2. b) Expliquer pourquoi l'engrais chimique de la parcelle 1 n'a pas suffi à garantir la survie des chênes face aux conditions d'aridité.

Sur une île océanique coexistent trois espèces clés : des oiseaux marins qui nichent au sol, des rats envahissants (omnivores, qui consomment des graines et prédatent œufs et poussins) et des chats retournés à l'état sauvage (prédateurs qui chassent aussi bien les rats que les oiseaux adultes). Afin de protéger les oiseaux, les autorités décident d'éradiquer uniquement les chats.

1. a) Dessiner le réseau alimentaire reliant ces espèces (en incluant les producteurs de l'île) et indiquer le type de relation interspécifique existant entre chacune d'elles.
2. b) Prévoir la séquence de changements que connaîtra l'écosystème après l'élimination complète des chats et déduire ce qui arrivera à la population d'oiseaux marins (phénomène de libération du mésoprédateur).
3. c) Concevoir une autre stratégie de gestion, plus adaptée, que les techniciens auraient dû envisager pour garantir la conservation réelle des oiseaux.

Expliquer la différence entre une chaîne alimentaire et un réseau alimentaire, et justifier pourquoi le réseau décrit mieux ce qui se passe dans un écosystème réel.

Les hérons garde-bœufs accompagnent le bétail et mangent les insectes que celui-ci fait fuir en marchant, sans lui nuire. Indiquer quel type de relation ils entretiennent avec le bétail et la comparer à celle d'une tique fixée sur la même vache.

Expliquer la différence entre un parasite et un prédateur, et justifier pourquoi le parasite n'a pas intérêt à causer la mort de son hôte.

Certaines fourmis protègent les pucerons de leurs ennemis et, en échange, se nourrissent du liquide sucré qu'ils excrètent. Classer la relation et expliquer ce que retire chaque espèce.

Un investisseur affirme : « Nous pouvons monter un élevage commercial de lions nourris exclusivement avec de la viande de génisses élevées dans nos pâturages, et nous obtiendrons presque autant de viande de lion à vendre que si nous vendions directement les génisses ».

1. a) Démontrer numériquement, en appliquant la règle des 10 % de rendement écologique et en partant de 100 000 kJ d'énergie solaire fixée par l'herbe, quelle quantité d'énergie parvient aux génisses et quelle quantité parviendrait aux lions.
2. b) À l'aide de vos calculs, réfuter l'affirmation de l'investisseur et justifier pourquoi, dans les écosystèmes terrestres naturels, il n'existe presque jamais de prédateurs au cinquième ou sixième maillon trophique.

Analyser les données suivantes de biomasse de deux écosystèmes différents :

• Écosystème terrestre (prairie) : producteurs (herbe) = 10 000 kg ; herbivores (sauterelles) = 1 000 kg ; carnivores primaires (grenouilles) = 100 kg ; carnivores secondaires (serpents) = 10 kg.

• Écosystème marin (haute mer) : phytoplancton = 20 kg ; zooplancton herbivore = 120 kg ; petits poissons = 15 kg.

1. a) Sachant qu'un serpent adulte de cette prairie pèse environ 0,5 kg, calculer combien de serpents au maximum cet écosystème peut soutenir et justifier pourquoi il serait impossible de maintenir une population stable de 60 serpents adultes.
2. b) Un élève affirme que les données de l'écosystème marin sont erronées parce qu'« une pyramide de biomasse ne peut jamais avoir moins de biomasse à la base qu'au niveau supérieur ». Réfuter son affirmation en expliquant comment il est possible que cette masse de phytoplancton soutienne une biomasse de zooplancton six fois supérieure.