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2.6 : Succession écologique - Comment les espèces et les populations d'écosystèmes changent au fil du temps - Géosciences

2.6 : Succession écologique - Comment les espèces et les populations d'écosystèmes changent au fil du temps - Géosciences


Des études sur les archives fossiles montrent que les extinctions dans l'histoire de la Terre varient d'une disparition d'une espèce (une extinction), à la disparition de lignées et de populations entières au sein de communautés régionales ou mondiales (un extinction de masse). Dans de nombreux cas, ils ont effectué une analyse détaillée de la population et de la répartition des fossiles dans une région où les couches rocheuses d'un âge particulier sont préservées. une abondance de fossiles bien conservés (Figure 2.11).


Graphique 2.11. La zone d'affleurement de la formation de Chinle d'âge triasique dans le Painted Desert, en Arizona, est un exemple de zone d'étude idéale qui possède une abondance de fossiles préservés dans de nombreuses couches de strates sur une vaste région.

Les changements dans la structure des espèces d'une communauté écologique au fil du temps sont appelés Succession écologique. La succession écologique se déroule sur des échelles de temps allant de décennies (comme ce qui arrive à la communauté forestière après un incendie de forêt massif ou une super tempête catastrophique) ou même des millions d'années au cours d'une période glaciaire ou d'un événement d'extinction de masse. La figure 2.12 montre une interprétation des changements dans les populations d'espèces au sein d'un écosystème ancien au fil du temps, comme le révèlent les fossiles préservés dans les couches successives de strates sédimentaires. Les changements dans les populations d'espèces et les écosystèmes anciens peuvent être déduits de l'abondance du fossile conservé (ou manquant), du caractère des fossiles eux-mêmes, et parfois des informations peuvent être déduites des sédiments entourant les fossiles ou des traces de fossiles dans les couches sédimentaires étudiées dans une étude surface. Des études montrent que des espèces apparaissent, que les populations grandissent, puis déclinent et disparaissent, reviennent parfois ou sont souvent remplacées par d'autres espèces qui les ont surpassées ou simplement remplacées lorsque des changements climatiques ou d'autres processus se sont produits qui ont modifié le cadre de la communauté écosystémique heures supplémentaires.


Graphique 2.12. Changements de population dans un écosystème local au fil du temps (certaines espèces et population totale de toutes les espèces). Des interprétations comme celle-ci peuvent être faites à partir d'études exhaustives de collections de fossiles d'une région comme celle de la figure 2.11.


Systèmes environnementaux de M. G’s

Après le retrait des glaciers à la suite de la dernière période glaciaire, de nouvelles terres vierges ont été exposées sur lesquelles rien n'habitait. Ce n'est pas resté longtemps comme ça. Bientôt la terre fut couverte de mousses et de lichens. Peu à peu, de la matière organique s'est ajoutée aux sols minéraux simples laissés par les glaciers et par l'érosion de la roche nue. Cela a créé des conditions qui ont permis aux premières graminées et petites herbes de s'établir et, au fil du temps, à la couverture boisée de l'Europe du Nord.

Ce changement de direction dans la communauté est appelé succession.

SUCCESSION PRIMAIRE

Implique la colonisation de terres nouvellement créées par des organismes.

Les sols minéraux simples issus de l'érosion sont lentement envahis par les mousses et les lichens. Ces plantes et d'autres plantes précoces sont adaptées pour survivre aux périodes de sécheresse, car l'eau s'écoule rapidement des sols minéraux. Ceux-ci contribuent à la matière organique du sol lorsqu'ils meurent et se propagent, ce qui crée des conditions qui permettent aux plus grosses mousses d'envahir. Ceux-ci aident à ajouter plus de matière organique au sol, ce qui améliore sa capacité de rétention d'eau, et fournissent un habitat aux organismes du sol qui aident à accélérer la décomposition de la matière organique et la libération des nutriments.

Les conditions deviennent alors favorables à l'établissement des fougères et des plantes supérieures sur les sols primitifs et l'humus se forme au fur et à mesure de l'ajout de matière organique. Finalement, les arbustes et les arbres envahissent, d'abord à partir de graines dispersées par le vent et éventuellement par dispersion animale. Au fil du temps, une communauté forestière stable se développe.

Progression de la succession par étapes à partir de

Espèce pionnière adaptée pour se développer dans des environnements limitants à une communauté développée stable. Cette communauté finale est appelée une COMMUNAUTÉ CLIMAX .

Au fur et à mesure que la communauté se développe, la biodiversité augmente également.

L'ensemble du processus, de la roche nue au point culminant, s'appelle un SERE et progresse directionnellement à travers les ÉTAPES SÉRALES.

Un exemple de succession primaire peut être observé dans le développement de la forêt naturelle de feuillus qui couvrait une grande partie de l'Europe du Nord après la fin de la dernière période glaciaire.

On sait qu'à la suite du retrait des glaces vers 10 000 ans jusqu'à il y a environ 7 500 ans, une communauté boréale s'est formée. D'abord du genévrier puis du bouleau et plus tard du pin. Au fur et à mesure que le climat se réchauffait, la communauté est passée d'une dominance de bouleau à Chêne avec de l'orme wych, de l'aulne et du tilleul abondants, marquant un changement vers une période atlantique chaude et humide jusqu'à il y a environ 5 000 ans. Une grande partie de l'Europe du Nord serait encore couverte de cette forêt mixte à larges feuilles si l'homme du Néolithique n'avait pas commencé à modifier la communauté végétale autour de lui au fur et à mesure que l'agriculture se développait.

Si la succession primaire commence sur la terre ferme c'est un XEROSERE

S'il démarre dans l'eau (un étang) c'est un HYDROSERE.
Les étangs et les lacs reçoivent des apports continus de sédiments des ruisseaux et des rivières qui s'y jettent. Une partie de ces sédiments passe à travers, mais une grande partie coule au fond de l'étang. Au fur et à mesure que les communautés végétales se développent, elles ajoutent de la matière organique morte à ces sédiments.

Au fil du temps, ces sédiments s'accumulent, permettant aux plantes enracinées d'envahir les bords de l'étang au fur et à mesure que l'étang se remplit lentement. Cela conduit finalement à l'établissement de communautés climaciques autour des bords de l'étang et, dans les petits étangs, à la disparition éventuelle de l'étang. Dans les régions où les précipitations sont élevées, la communauté climacique du xérosère ne s'établit pas après un hydrosère. Les conditions humides créent le développement de tourbières surélevées comme point culminant suivant la succession des hydrosères.

SUCCESSION SECONDAIRE

Lorsqu'une communauté déjà établie est soudainement détruite, comme à la suite d'un incendie, d'une inondation ou même d'une activité humaine (labour), une version abrégée de la succession se produit.

Cette succession secondaire se produit sur des sols déjà développés et prêts à recevoir des graines emportées par le vent. Il y a aussi souvent des graines dormantes laissées dans le sol de la communauté précédente. Cela raccourcit le nombre d'étapes successives que traverse la communauté.

De bons exemples de succession secondaire ont été étudiés dans des terres de forme abandonnée en Caroline du Nord aux États-Unis. Les terres agricoles étaient devenues infertiles en raison d'un manque d'éléments nutritifs après la récolte et de l'érosion éolienne. Comme la terre est devenue improductive et peu rentable à cultiver, les agriculteurs ont tout simplement abandonné la terre. Cela a laissé des parcelles d'anciennes terres agricoles d'âges divers.


  1. Essai sur l'introduction à la communauté biotique
  2. Essai sur les caractéristiques d'une communauté biotique
  3. Essai sur l'interaction entre la communauté biotique
  4. Essai sur la composition de la communauté biotique
  5. Essai sur la stabilité biotique
  6. Essai sur la succession ou les changements écologiques d'une communauté biotique

Essai n ° 1. Introduction à la communauté biotique:

Le mot biocénose, biocénose, biocénose, communauté biotique, communauté biologique, communauté écologique a été inventé par Karl Mobius en 1877. La communauté biotique est un groupe d'organismes interdépendants qui vivent et interagissent les uns avec les autres dans le même habitat ou groupe d'espèces fossiles qui se trouvent généralement ensemble dans le même habitat ou site.

Selon certains écologistes, la communauté biotique est une association d'un certain nombre de populations interdépendantes et indépendantes appartenant à différentes espèces, dans un environnement commun qui peut survivre dans la nature. L'espèce est la somme de toutes les populations du même type d'organismes partout dans le monde. En général, une espèce est souvent définie comme un groupe d'organismes de structure, de fonction et de comportement similaires.

Les communautés biotiques varient en taille et les plus grandes peuvent en contenir de plus petites. Les interactions entre les espèces sont évidentes dans la nourriture ou les relations alimentaires. Une méthode pour délimiter les communautés biotiques consiste à cartographier le réseau alimentaire pour identifier quelles espèces se nourrissent de quelles autres, puis à déterminer la limite du système comme celle qui peut être tracée par le moins de liens de consommation par rapport au nombre d'espèces à l'intérieur de la limite. La communauté animale est appelée zoocénose tandis que la communauté végétale est appelée phytocénose. La microbiocénose est utilisée pour la communauté microbienne.

Essai n° 2. Caractéristiques d'une communauté biotique:

Dans l'environnement naturel, une seule espèce ne peut pas exister par eux. Les espèces existent toujours dans un groupe de population qui vit ensemble dans la même zone. La population est le niveau suivant dans la hiérarchie écologique. Le mot population tire son origine du mot latin ‘populus’ signifiant ‘people’.

Une association d'un certain nombre de différentes populations interdépendantes de différentes espèces dans un environnement commun dans une nature forme une communauté biotique. Chaque communauté biotique a besoin de facteurs abiotiques pour sa survie. À tout moment, la prédominance d'un facteur abiotique détermine la prédominance d'un type particulier de population dans une communauté biotique.

Par exemple : Une communauté biotique de prairie a des oiseaux granivores, des souris et des oiseaux prédateurs vivant de petits insectes. Un marais humide abrite des grenouilles, des crapauds, des poissons, des insectes aquatiques et des oiseaux aquatiques qui se nourrissent de petites créatures. Des plantes aquatiques de différentes espèces adaptées à différentes intensités de lumière à la surface ou à différentes profondeurs seraient présentes dans une communauté biotique.

Un groupe d'individus, ayant des caractères structurels et fonctionnels similaires, capables de se croiser potentiellement est appelé espèce. Plusieurs membres d'une espèce ont une aire de répartition définie où ils trouvent leur nourriture. Dans la nature, toutes les espèces présentent des interactions coopératives et compétitives entre les membres de l'espèce (intraspécifique) et aussi avec les membres d'autres espèces (interspécifique).

Les membres d'une communauté biotique peuvent être producteurs, consommateurs ou décomposeurs. Les membres d'une communauté biotique sont tous interdépendants. Une communauté biotique peut être petite ou grande. La communauté des étangs peut occuper une zone limitée tandis que les communautés désertiques ou herbeuses pourraient s'étendre sur des kilomètres.

Une communauté biotique peut être constituée uniquement de plantes ou d'animaux ou comprend parfois les deux. Comme différentes espèces partagent un environnement commun, de nombreuses interactions directes ou indirectes existent entre elles au sein d'une communauté biotique. Une communauté biotique interagit avec les facteurs abiotiques et forme un écosystème.

Électron, Proton, Neutron-Atome-Molécules-Biomolécules-Organismes cellulaires-Cellules-Tissus-Organes-Système d'organes-Organismes-Population—Communauté biotique-Ecosystème-Paysage-Biome-Biosphère

Une communauté stable et autosuffisante a certaines caractéristiques spécifiques :

(а) Dominance des espèces :

Chaque communauté a une ou plusieurs espèces dominantes. Ceux-ci peuvent être du pin, du chêne, du sal ou du teck selon la région et les conditions climatiques de cette communauté biotique. Les espèces dominantes sont les plantes les plus nombreuses. Ils sont généralement de grande taille et ont la plus grande biomasse. Ils influencent l'environnement local.

L'espèce peut être moins nombreuse dans les forêts tempérées 90 % des arbres peuvent être des pins et des chênes d'une communauté biotique. L'espèce peut être plus dans les forêts tropicales humides. Groupe d'îles Andaman où il y a environ 12 espèces dominantes.

(b) Habitat :

La communauté biotique occupe une zone particulière avec un environnement physique spécifique comme la température, l'humidité, le sol, la disponibilité de l'eau, etc., qui agit comme un facteur limitant et régule la taille de la population de diverses espèces au sein de la communauté.

(c) Autosuffisance :

Sur les bases de la nutrition, chaque communauté comprend des autotrophes et des hétérotrophes comme parfaitement équilibrés. Les plantes sont autotrophes et appelées producteurs, les animaux sont des organismes hétérotrophes et appelés consommateurs. Les restes et cadavres de ces producteurs et consommateurs sont décomposés par les décomposeurs (bactéries et champignons) et contribuent au recyclage des matériaux.

(d) Structure et stratification :

Une communauté stable comprend diverses strates, chaque communauté se compose de la population d'un type particulier d'espèces. Leurs formes de croissance aident à établir la structure d'une communauté et sur leur arrangement, la communauté montre soit une stratification horizontale appelée zonage, soit une stratification verticale appelée stratification.

(e) Diversité des espèces :

La communauté est formée d'un certain nombre de populations différentes. Le nombre d'espèces et l'abondance de la population dans une communauté varient également considérablement. La diversité des espèces dépend de la taille de la zone, de la diversité des habitats dans cette zone, de la température, de l'humidité, de la disponibilité du type de sol en eau, de l'altitude, etc.

(f) Domination et succession :

Chaque communauté a différents types de population seulement quelques espèces surtout l'une d'entre elles est exprimée en majorité et appelée dominante. Chaque communauté se développe à la suite d'un changement de direction appelé succession.

Essai # 3. Interaction au sein de la communauté biotique :

Lorsque différentes espèces (communauté) vivent ensemble dans une communauté biotique, un certain nombre d'interactions ont lieu en fonction des besoins spécifiques de nourriture, d'abri et d'habitudes.

Des interactions ont été observées comme suit :

(vii) Quelques interactions passives

(i) Prédation :

La prédation est une interaction directe et souvent complexe de deux espèces dans une communauté biotique. L'animal plus fort appelé prédateur qui capture et se nourrit de l'animal faible appelé proie. La diminution du nombre de prédateurs entraîne une augmentation du nombre de proies.

Une augmentation de la population de prédateurs entraîne une diminution de la population de proies dans une communauté biotique. Ces fluctuations jouent un rôle important dans la régulation de la population naturelle. Le tigre se nourrit de cerfs, les hiboux de rats, etc. Dans une communauté biotique commune, un animal peut être à la fois un prédateur et une proie à des moments différents.

(ii) Balayage :

Le charognard est une relation alimentaire directe où les animaux se nourrissent d'autres animaux morts appelés charognards alors qu'un autre animal dans une communauté biotique, qui est mort naturellement ou a été tué. Ils jouent un rôle important dans une communauté biotique car la nourriture n'est pas gaspillée et est également éliminée. Le vautour se nourrit de cadavres. Les hyènes et les chacals se nourrissent des restes d'animaux tués par le lion. Ils peuvent se nourrir de gros animaux comme le zèbre et la girafe tués par d'autres animaux.

(iii) Le parasitisme :

Le parasitisme est une interaction négative dans une communauté biotique où l'on non seulement se nourrit, mais vit également une partie ou la totalité de sa vie sur un autre organisme. Le parasite est un organisme qui vit sur un autre organisme, l'hôte duquel il obtient de la nourriture ainsi qu'un abri dans une communauté biotique. Cela peut être entre des animaux entre des plantes ou entre des animaux et des plantes dans une communauté biotique.

Dans la relation hôte-parasite, le faible attaque le plus fort. Il est bénéfique pour le parasite et nocif pour l'hôte. Généralement, un parasite peut provoquer une maladie ou une maladie mais ne pas tuer l'hôte, sauf dans quelques cas spécifiques. Il peut y avoir plusieurs parasites sur un hôte.

(iv) Commensalisme :

Dans le commensalisme, un organisme ou une population en profite tandis que l'autre n'en profite ni ne nuit. Dans certains cas, l'hôte peut être en mesure d'en tirer un avantage mineur. Il n'y a aucun échange physiologique d'aucune sorte. L'association peut être temporaire ou permanente dans une communauté biotique. Remora est un petit poisson qui s'attache à la face inférieure d'un requin. Remora se nourrit de restes de nourriture de requin et n'est pas blessé.

(v) Symbiose :

La symbiose est une association de deux populations dans une communauté biotique où les deux populations bénéficient. Il y a souvent une association étroite ou permanente. Dans certains cas, les deux sont tellement interdépendants qu'aucun ne peut vivre seul dans cette communauté biotique. Les lichens sont le meilleur exemple d'association symbiotique.

(vi) Concurrence :

Les deux espèces d'une communauté biotique interagissent de manière à affecter leur croissance et leur survie. Les deux espèces partagent les mêmes ressources comme l'eau, les nutriments, l'espace, la lumière du soleil, la nourriture, etc. d'une communauté biotique. Les membres des deux espèces rivalisent pour survivre dans cette communauté biotique respective. Il y a une inhibition directe de l'un par l'autre. Il n'y a pas de modèle défini car tout le monde peut réussir. Les animaux carnivores comme le tigre et le lion se disputent la proie. Les arbres, les herbes et les arbustes se disputent la lumière du soleil, l'eau et les nutriments dans une communauté biotique.

(vii) Quelques interactions passives :

Il existe de nombreuses interactions qui existent dans la nature d'une communauté biotique entre les animaux, ou entre les animaux et l'environnement, qui aident également un organisme à survivre dans cette communauté biotique. Le mélange d'un animal avec son environnement s'appelle le camouflage. Elle est également connue sous le nom de coloration protectrice.

Ils camouflent la forme et la couleur de leur corps en fonction de l'environnement. Phasme Carausius morosus ressemble à une fine branche sèche. Le papillon Dead Leaf Kalima parolecta ressemble à une feuille sèche. La mante religieuse Mantis religiosa ressemble au feuillage vert. Le mimétisme est aussi un type de ressemblance protectrice dans une communauté biotique. En cela, un animal imite un autre animal afin d'éviter la prédation.

(viii) Autres interactions:

Il peut y avoir beaucoup d'autres interactions ont été observées. Les oiseaux/animaux sont associés à la dispersion et à la pollinisation des graines et des fruits. Les oiseaux se nourrissent de tiques qui sont des parasites sur le corps des bovins. Le pic Rufus fait un nid dans un trou dans le nid en forme de boule des fourmis. Les fourmis féroces ne nuisent pas aux œufs ou aux jeunes mais les oiseaux se nourrissent de ces fourmis et surveillent leur population pour continuer leur génération dans une communauté biotique.

Essai n° 4. Composition de la communauté biotique :

Les communautés biotiques sont constituées d'éléments vivants et non vivants. Les organismes non vivants sont appelés abiotiques et comprennent l'eau, la lumière du soleil, l'air, etc., tandis que les organismes vivants sont appelés biotiques.

Il existe trois types d'organismes vivants qui habitent une communauté biotique :

La classification des organismes biotiques est la suivante :

(i) Producteurs :

Les producteurs ou autotrophes comprennent les plantes, les algues et les bactéries qui survivent en convertissant l'énergie solaire en nourriture. Ce sont principalement des plantes vertes. Ils synthétisent des aliments biologiques à partir de composés inorganiques simples, à savoir le dioxyde de carbone et l'eau, à l'aide de la chlorophylle et de la lumière du soleil, d'où le nom de producteur. Le processus est appelé photosynthèse.

Il peut être brièvement représenté comme ci-dessous :

Les producteurs sont très importants pour la communauté biotique car ils :

(i) Fournir de la nourriture et de l'oxygène aux animaux

(ii) Réduire le CO2 et H2O contenu de l'environnement.

Ainsi, ils influencent les animaux ainsi que les environnements.

(ii) Consommateurs :

Les consommateurs ou hétérotrophes mangent des plantes et des animaux pour survivre. Ce sont principalement les animaux. Ils sont incapables de synthétiser de la nourriture pour eux-mêmes. Par conséquent, ils prennent d'autres organismes ou leurs parties, d'où leur nom. Les consommateurs sont appelés herbivores lorsqu'ils se nourrissent de plantes et carnivores s'ils prennent d'autres animaux. La sauterelle, le rat, le lapin, la chèvre et le bétail sont des herbivores communs.

La grenouille, les loups, le tigre et les lions sont des carnivores familiers. Le chat, le chien, l'ours et l'homme consomment à la fois de la nourriture végétale et animale. Ils sont appelés omnivores. Les consommateurs utilisent également O2 de l'environnement et y ajouter du CO2, les déchets azotés et les fèces. Ils influencent donc aussi l'environnement ainsi que les organismes. Les consommateurs comprennent les herbivores (appelés consommateurs primaires), qui ne mangent que des plantes, les carnivores (appelés consommateurs secondaires), qui mangent d'autres animaux, et les omnivores, qui mangent à la fois des plantes et des animaux.

Les sous-catégories de consommateurs sont les détrivores ou les détritivores. Ces créatures mangent des plantes et des animaux déjà morts. Leur alimentation se compose d'organismes morts, ainsi que de déchets organiques. Les crabes, les vautours et les termites sont des exemples bien connus de détrivores, ou mangeurs de détritus.

(iii) Les décomposeurs :

Le dernier type d'organisme vivant est celui des décomposeurs. Ils transforment les plantes mortes en nutriments qui leur permettent de survivre. Les animaux qui vivent dans l'eau ou le sol se nourrissent souvent de décomposeurs morts. Ce sont principalement des bactéries et des champignons de décomposition. Ils sont également appelés réducteurs. Ils obtiennent de la nourriture des producteurs (plantes) et des consommateurs (animaux) morts et des déchets de ces derniers.

Ils décomposent ces matériaux en :

(i) Petites molécules organiques qu'ils utilisent eux-mêmes.

(ii) Les composés inorganiques qui sont rejetés dans l'environnement pour être réutilisés comme matières premières par les producteurs.

Les décomposeurs non seulement restituent des nutriments chimiques à l'environnement, mais libèrent également de l'espace pour de nouveaux producteurs. Sans cela, toute vie cessera finalement de sortir. Ainsi, les décomposeurs ont un rôle dans l'environnement. On les trouve dans le sol et au fond des étangs, des lacs et des océans.

Essai n° 5. Stabilité biotique:

Une communauté biotique est un groupe naturel de plantes et d'animaux vivant dans le même environnement. Ils interagissent tous pour rendre la communauté stable. On a vu que plus le nombre d'espèces est élevé, plus la communauté est stable. Une communauté biotique contenant une grande population d'Eucalyptus ou de toute autre plante peut être totalement anéantie par une maladie fongique ou une infection par des insectes.

Mais si une communauté biotique contient de nombreuses espèces et différents types de plantes, une seule disparaîtrait à la fois et les autres survivraient. Étant donné qu'une communauté biotique est formée d'un grand nombre de types divers de populations de plantes, d'animaux et de microbes, toutes ces populations sont essentielles à la stabilité biotique. Chaque espèce se nourrit d'herbes ou d'arbustes différents. Certains se nourrissent de la même espèce tandis que peu se nourrissent à différents stades de l'herbe. Cela rend la communauté biotique riche et stable.

Essai # 6. Succession écologique ou changements dans une communauté biotique:

La succession écologique est le processus de changement dans la structure des espèces d'une communauté écologique au fil du temps. La communauté commence avec relativement peu de plantes pionnières et se développe à travers une complexité croissante jusqu'à ce qu'elle devienne une communauté stable. C'est un phénomène ou un processus par lequel une communauté écologique subit des changements plus ou moins ordonnés et prévisibles à la suite d'une perturbation ou d'une colonisation initiale d'un nouvel habitat.

Une communauté se construit sur une période de temps. Au fil du temps, les communautés changent. Dans une communauté biotique, il existe des interactions entre les organismes et entre les facteurs biotiques et abiotiques tels que le climat, la lumière, le sol, etc. Tous ces éléments entraînent des changements dans une communauté biotique.

Une communauté biotique est une unité dynamique où existent des niveaux tropiques, il y a un flux d'énergie et un cycle de nutriments. C'est une partie vivante d'un écosystème. Le vent, le feu, l'activité volcanique ou tout autre événement dans la nature ou l'homme peuvent détruire les organismes vivant dans une communauté biotique.

Maintenant, si cette zone est laissée seule, une succession commencerait et, finalement, une communauté biotique permanente prendrait forme. Ce processus du début à l'apogée peut prendre des milliers d'années.

Pendant ce temps, il y aura un remplacement ordonné et progressif d'une communauté biotique par une autre jusqu'à ce qu'une communauté biotique relativement stable soit établie. C'est ce qu'on appelle la succession écologique. Une succession complète est appelée Sere. Un Sere est composé d'un certain nombre d'étapes successives. Une communauté de point culminant est la phase finale ou l'étape successive.

La succession écologique peut s'exprimer ainsi :

1. Les espèces vivant dans un endroit particulier changent progressivement au fil du temps, tout comme l'environnement physique et chimique dans cette zone.

2. La succession a lieu parce qu'à travers les processus de la vie, de la croissance et de la reproduction, les organismes interagissent avec l'environnement d'une zone et l'affectent, le modifiant progressivement.

3. Chaque espèce est adaptée pour prospérer et rivaliser au mieux avec d'autres espèces dans un ensemble très spécifique de conditions environnementales. Si ces conditions changent, les espèces existantes seront supplantées par un ensemble différent d'espèces mieux adaptées aux nouvelles conditions.

4. Les exemples de succession les plus souvent cités concernent la succession végétale. Il convient de se rappeler qu'à mesure que la communauté végétale change, les micro-organismes associés, les champignons et les espèces animales changent également. La succession implique toute la communauté, pas seulement les plantes.

5. Le changement des espèces végétales présentes dans une zone est l'un des moteurs du changement des espèces animales. En effet, chaque espèce végétale aura des espèces animales associées qui s'en nourrissent. La présence de ces espèces d'herbivores dictera alors quels carnivores particuliers sont présents.

6. La structure ou « l'architecture » ​​des communautés végétales influencera également les espèces animales qui peuvent vivre dans les microhabitats fournis par les plantes.

7. Les changements d'espèces végétales modifient également les espèces fongiques présentes car de nombreux champignons sont associés à des plantes particulières.

8. La succession est directionnelle. Différentes étapes d'une succession d'habitats particuliers peuvent généralement être prédites avec précision.

9. Ces étapes, caractérisées par la présence de différentes communautés, sont appelées ‘seres’.

10. Les communautés changent progressivement d'un quartier à l'autre. Les sères ne sont pas totalement distinctes les unes des autres et l'une aura tendance à se fondre progressivement dans l'autre, pour finalement aboutir à une communauté « climax ».

11. La succession n'ira pas plus loin que la communauté climax. C'est la dernière étape.

L'étude du développement de la végétation repose nécessairement sur l'hypothèse que l'unité ou la formation climacique est une entité organique. En tant qu'organisme, la formation apparaît, grandit, mûrit et meurt. De plus, chaque formation d'apogée est capable de se reproduire, en répétant avec une fidélité essentielle son développement.

Causes de la succession végétale:

Les facteurs climatiques peuvent être très importants, mais sur une échelle de temps beaucoup plus longue que toute autre. Les changements dans les régimes de température et de précipitations favoriseront les changements dans les communautés. Au fur et à mesure que le climat se réchauffait, de grands changements successifs ont eu lieu. La végétation de la toundra et les dépôts de till glaciaire nu ont subi une succession de forêts décidues mixtes.

L'effet de serre résultant de l'augmentation de la température est susceptible d'apporter des changements dans la communauté. Les catastrophes géologiques et climatiques telles que les éruptions volcaniques, les tremblements de terre, les avalanches, les météores, les inondations, les incendies et les vents violents entraînent également des changements allogéniques. La succession allogénique est causée par des influences environnementales externes et non par la végétation.

Les modifications du sol dues à l'érosion, au lessivage ou au dépôt de limon et d'argile peuvent modifier la teneur en éléments nutritifs et les relations hydriques dans les écosystèmes. La succession autogène peut être provoquée par des changements dans le sol causés par les organismes qui s'y trouvent. Ces changements comprennent l'accumulation de matière organique dans la litière ou la couche humique, l'altération des éléments nutritifs du sol, la modification du pH du sol par les plantes qui y poussent.

La structure des plantes elles-mêmes peut également modifier la communauté. Lorsque des espèces plus grosses comme les arbres arrivent à maturité, elles produisent de l'ombre sur le sol forestier en développement qui a tendance à exclure les espèces nécessitant de la lumière. Les animaux jouent également un rôle important dans les changements allogéniques car ils sont pollinisateurs, disperseurs de graines et herbivores. Ils peuvent également augmenter la teneur en éléments nutritifs du sol dans certaines zones, créant des parcelles dans l'habitat. Cela peut créer des sites de régénération qui favorisent certaines espèces.

Mécanismes de succession:

Frédéric Clements en 1916, a proposé la théorie de la succession écologique. Selon cette théorie, la succession a eu une puissante influence sur la communauté écologique. Le concept de Clements est généralement appelé théorie écologique classique.

Selon Clements, la succession est un processus comportant plusieurs phases :

C'est l'aménagement d'un site nu inhabité par aucun organisme. Le processus est généralement causé par des perturbations. La succession commence par le développement d'un site nu, appelé Nudation. Ces facteurs peuvent être topographiques comme l'érosion des sols, l'action du vent, etc., climatiques comme la grêle, les tempêtes, les glaciations, les incendies, etc. ou biotiques. La zone ainsi formée ne peut abriter que des organismes autotrophes qui peuvent utiliser des substrats inorganiques. Les conditions environnementales sont mises en place pour l'habitation de nouvelles espèces.

Le processus de migration favorise l'arrivée de graines, de spores ou d'autres propagules reproductrices pour l'établissement des espèces. Les autres espèces sont des organismes non indigènes qui peuvent se répandre largement dans une communauté. Ceux-ci menacent généralement l'écosystème normal et les agents responsables des perturbations de la communauté.

Cependant, dans le processus de succession, ils contribuent à modifier la texture et la fonction du sol. Les espèces R-sélectionnées sont souvent les premiers colonisateurs en raison de leurs taux de reproduction élevés et de leurs meilleurs mécanismes de dispersion.

C'est l'établissement initial de la communauté végétale. Elle implique l'établissement et la croissance initiale de la végétation. Cela dépend de la structure du sol. La scène est également appelée ‘colonisation’. À ce stade, les premières espèces colonisatrices prolifèrent abondamment par la germination, la croissance et la reproduction.

L'ecèse est due à des mécanismes allogéniques. C'est le stade auquel les espèces pionnières survivent grâce aux mécanismes de dispersion. Les différentes espèces pionnières peuvent avoir des vitesses de maturation différentes qui permettent à ce processus d'être plus long et permettant progressivement le remplacement de certaines espèces par d'autres. Le processus rend également la structure du sol adaptée à ces espèces.

Une fois que les quelques espèces initiales se sont établies, la compétition intra et interspécifique entre les espèces commence. Au fur et à mesure que la végétation s'est bien établie, a grandi et s'est propagée, diverses espèces ont commencé à rivaliser pour l'espace, la lumière et les nutriments.

Cette étape est appelée compétition. La compétition porte généralement sur des ressources telles que la nourriture, l'eau, etc. La compétition concerne à la fois les plantes et les espèces animales. Le processus conduit au partage des ressources (partitionnement des ressources) ou à l'exclusion concurrentielle.

Les conditions environnementales sont modifiées par l'action des espèces occupant l'habitat. Ces changements déclenchent par la suite le déplacement et le remplacement d'une espèce par une autre. Au cours de cette phase, les changements autogènes affectent l'habitat, entraînant le remplacement d'une communauté végétale par une autre.

La communauté existante sera incapable de subvenir à ses besoins en raison des conditions difficiles. Le principal mécanisme sous-jacent est la succession autogène dans laquelle les plantes elles-mêmes modifient les conditions environnementales.

La stabilisation est le processus par lequel la communauté climax s'établit. Une communauté d'apogée est mature, autonome et stable et constitue l'étape finale de la succession. Les conditions physiques et chimiques sont modifiées et stabilisées à des niveaux tels qu'elle soutient l'ensemble de la communauté.

The climax communities are best adapted to the regions of succession and the community structure is likely to continue until another disturbance steps in. This represents a steady state of ecological equilibrium with specific composition, structure and energy flow. Reaction phase leads to development of a climax community.

Aggregation is the increase in population of the species which has become established in the area. The shrubs replace the small herbs in most successions. This also proves as a source of food for future inhabitants

Hydrosere is the primary succession sequence which develops in aquatic environments such as lakes and ponds. It results in conversion of water body and its community into a land community. A hydrosere is a plant succession which occurs in an area of fresh water. Hydrosere is simply a succession which starts in water. Hydrosere, also called hydrarch involves the ecological succession in the newly formed pond or lake.

A wetland is a transitional area. Freshwater provides a good and an excellent place to observe several stages of a hydrosere at the same time. In time, an area of open freshwater such as a lake will naturally dry out, ultimately becoming woodland.

During this process, a range of different habitats such as swamp and marsh will succeed each other. This succession from open water to climax woodland is likely to take at least two hundred or more years. Some intermediate stages will last a shorter time than others.

Fresh water lack soil, minerals etc., which support the growth of vegetation. Deep freshwater will not support rooted, submerged plants because there is not enough light for photosynthesis in the depths. There will be micro-organisms and plankton floating in the water.

Ecological succession is of great importance as:

(i) It provides information, which help to have control on the growth rate of one or more species in a given geographical area.

(ii) It helps in reforestation and forest management programs

A xerosere may include lithoseres (on rock) and psammoseres (on sand). A lithosere is a sere (succession) on rock. Lithosere is a plant succession starts on a newly exposed rock surface. Xerosere is a plant succession which is limited by water availability. It includes the different stages in a xerarch succession. Xerarch succession of ecological communities originated in extremely dry situation such as sand deserts, sand dunes, salt deserts, rock deserts etc.

Pioneer species are the first organisms that colonies an area, of which lithoseres are an example. They will typically be very hard i.e., they will be xerophytes, wind-resistant or cold-resistant. In the case of a lithosere the pioneer species will be lichens, cyanobacteria and algae, which create their own food and water.

They are autotrophic and so do not require any external nutrition except sunlight. Other examples of lithoseres include communities of mosses and lichens, as they are extremely resilient and are capable of surviving in areas without soil. Xerosere or lithosere is a gradual change in community due to change in climate, nutrition etc.

Key points of Lithosere /Xerosere:

(i) Bare rock colonized, by pioneer community, for example, lichens, mosses, bacteria, that can survive in hardy conditions, and need few nutrients.

(ii) Rock slowly weathered creating thin soil.

(iii) Plants die, creating humus, leading to a more fertile soil grasses replace the mosses and lichens as the dominant species.

(iv) Grasses decrease in number quick-growing shrubs become dominant.

(v) Fast growing trees dominate.

(vi) Over time slower growing trees such as oak become dominant and form the climatic climax community.


Mr G’s Environmental Systems

After the retreat of glaciers following the last ice age, new virgin land was exposed with nothing living on it. It didn’t remain that way for long. Soon the land was covered with mosses and lichen. Gradually organic material was added to the simple mineral soils left behind by the glaciers and from the erosion of bare rock. This created conditions that allowed, first grasses and small herbs to establish, and eventually over time for northern Europe to be covered by woodland.

This directional change in community is termed succession.

PRIMARY SUCCESSION

Involves the colonisation of newly created land by organisms.

Simple mineral soils evolved from erosion are, slowly invaded by mosses and lichen. These and other early plants are adapted to survive periods of drought as water drains quickly away from the mineral soils. These contribute organic matter to the soil as they die and spread, this creates conditions that allow larger mosses to invade. These help add more organic matter to the soil, which improves its water holding capacity, and provide a habitat for soil organisms that help speed up the breakdown of organic matter and release of nutrients.

Conditions then become favourable for ferns and higher plants to establish on the primitive soils and humus forms as more organic matter is added. Eventually shrubs and trees invade, first from wind-dispersed seeds and eventfully by animal dispersal. Eventually over time a stable woodland community develops.

Succession progress in stages from

Pioneer species that are adapted to develop in limiting environments to a stable developed community. This final community is termed a CLIMAX COMMUNITY .

As the community develops, so biodiversity also increases.

The entire process from bare rock to climax is called a SERE and that progress directionally through SERAL STAGES.

An example of primary succession can be seen in the development of the natural broad-leafed forest that covered much of Northern Europe following the end of the last Ice Age.

We know that following the retreat of ice around 10,000 years until around 7,500 years ago, a Boreal community formed. First of Juniper then birch and later pine. As the climate warmed so the community changed from a dominance of birch to Oak with abundant wych elm, alder and lime, marking a change to warm, moist Atlantic period until about 5,000 years ago. Much of Northern Europe would still be covered in this mixed broad leaf forest if Neolithic man had not started changes the plant community around him as agriculture developed.

If primary succession starts on dry land it is a XEROSERE

If it starts in water (a pond) it is a HYDROSERE.
Pond and lakes get continuous inputs of sediment from streams and rivers that open into them. Some of this sediment passes through but a lot sinks to the pond bottom. As plant communities develop they add dead organic material to these sediments.

Over time these sediments build up allowing rooted plants to invade the pond margins as the pond slowly fills in. This eventually leads to the establishment of climax communities around the pond margins and in smaller ponds the eventual disapearance of the pond. In regions where rainfall is high, the xerosere climax community mat not establish after a hydrosere. The wet conditions creat the development of raised bogs as the climax following hydrosere succession.

SECONDARY SUCCESSION

Where an already established community is suddenly destroyed, such as following fire or flood or even human activity (ploughing) an abridged version of succession occurs.

This secondary succession occurs on soils that are already developed and ready to accept seeds carried in by the wind. Also there are often dormant seeds left in the soil from the previous community. This shortens the number of seral stages the community goes through .

Good examples of secondary succession have been studied in abandoned form land in North Carolina in the United States. The farmland had become infertile through not enough nutrients being returned after crops had been taken and through wind errosion. As the land became unproductive and uneconomical to farm, farmers simply abandoned the land. This left patches of former farmland of various ages.


7.1. DEFINITION - variety and different among living organisms from all sources

7.2. TYPES OF BIODIVERSITY

7.2.1. community and system diversity

7.2.1.1. different habitat, niches and species interacton

7.2.1.2.1. alpha (within community diversity)

7.2.1.2.2. beta (between community diversity)

7.2.1.2.3. gamma (diversity of the habitat of the total landscape)

7.2.2.1. different kinds of organisms, relationship among species.

7.2.2.2. variety of species in a region

7.2.2.3. number of species in an area

7.2.3.1. different genes and combination of genes within population

7.2.3.2. total number of genetic characteristic in a genetic

7.3. VALEURS

7.4. CONSERVATION OF BIODIVERSITY

7.4.1. DEFINITION - management of human use of the biosphere so that it may yield the greatest sustainable

7.4.2.1. IN-SITU (conservation of species in its natural ecosystem

7.4.2.2. EX-SITU (conservation of component of biological diversity and involves maintenance and breeding


Ecological Relationships

Students watch videos and discuss ecological relationships with a focus on observing symbiosis. Then they classify the ecological relationships they observe as mutualism, commensalism, and parasitism.

Sciences de la Terre, Océanographie, Géographie, Géographie physique

1. Introduce vocabulary terms related to ecological interactions and symbiosis.

Explain that in this activity students will use a series of videos, images, and scenarios to identify and discuss examples of ecological and symbiotic relationships in the ocean. Write the following terms on the board: competition, predation, symbiosis, mutualism, commensalism, et parasitism. Do not include the definitions yet. First, ask students to identify the root words and brainstorm what types of ecological and symbiotic relationships the terms describe. Then, review the definitions of the terms. Point out that the term symbiosis is an overarching term for mutualism, commensalism, and parasitism and that the ecological relationships prédation et concurrence are not generally considered to be symbiotic.

  • concurrence—when two or more organisms rely on the same environmental resource
  • prédation—behavior of one animal feeding on another
  • symbiosis—the close relationship of two dissimilar organisms
  • mutualism—a symbiotic relationship where both organisms benefit
  • commensalism—a symbiotic relationship where one organism benefits and one does not benefit but is unharmed
  • parasitism—a symbiotic relationship where one organism benefits and one is harmed

2. Build background about National Geographic Crittercam.
Explain to students that they will watch footage from a National Geographic project called Crittercam. Crittercam’s goal is to help researchers understand the day-to-day lives and ecological relationships of different species. Scientists fit wild animals with a GPS tracker and a combination video and audio recorder with environmental data instruments to measure such things as depth, temperature, and acceleration—which allow the study of animal behavior without interference by human observers. Ask students to think about the benefits of studying animal behavior and ecological interactions without interference by human observers.

3. Have students use a Crittercam video to identify ecological relationships.
Show students the National Geographic video “Fish Thieves Take Rare Seals’ Prey” (3.5 minutes), in which an endangered Hawaiian monk seal preys upon and competes for fish and invertebrates on the seafloor at 80 meters (262 feet) deep. Demander: What is the ecological relationship between the monk seal and the octopus/eel/trigger fish? (predator/prey)  Ask: What is the ecological relationship between the monk seal and the jacks/sharks? (competition) Ask students to again think about and discuss the benefits of studying animal behavior and ecological interactions without interference by human observers. Elicit from students that Crittercam allows researchers to examine the behavior and interactions of marine species that they normally would be unable to observe. 

4. Have students view videos to identify symbiotic relationships.
Show students the three videos of different marine species interactions. After each video, have the class identify and discuss the symbiotic relationships they observed.

  • “Caribbean Cleaners” (2.5 minutes)—mutualism
  • “Giving Fish a Bath” (5.5 minutes)—parasitism
  • “Clownfish and Sea Anemone Partnership” (1.5 minutes)—mutualism

Demander: What type of symbiotic relationship was not shown in the videos? (commensalism)

5. Use a National Geographic image to explore commensalism and discuss the origins of Crittercam.
Display the image “lemon shark” in the resource carousel and have students observe it closely. Demander: Other than the shark, are there any other organisms you see? Elicit from students that the shark and the remoras, the smaller fish below the shark, have a symbiotic relationship called commensalism, where the remoras benefit from holding onto the shark, but neither species is harmed. Tell students that this commensal relationship is why Greg Marshall, marine biologist and filmmaker, invented Crittercam. In 1986, a shark approached him during a dive near Belize. Marshall noticed a remora clinging to a shark, and as he watched the shark disappear, it occurred to him that if he could put a camera in the place of the remora, he could see the shark's behavior unfold without disturbing the shark. Explain that with Crittercam, Marshall learned that remoras attach themselves to predatory fish like sharks for two reasons: a free ride and protection due to hanging onto a feared predator. The shark is not affected in the process since remoras eat only leftover food from the shark.

6. Have students read statements and identify types of ecological interactions.
Give each student a copy of the Symbiotic Interactions worksheet. Read aloud the directions. Tell them that they should be able to provide reasons for their choices. Discuss the answers as a class. Have students explain why they classified the different scenarios as one type of symbiosis and not the others. Demander: How do ecological relationships shape the marine ecosystem? Why is it important to identify and understand these relationships?

Évaluation informelle

Use the provided answer key to check students' completed worksheet for accuracy. Ask students to orally explain why they labeled each mutualism, commensalism, ou alors parasitism.

Étendre l'apprentissage

Have students identify one new marine-related example for each of the ecological relationships discussed in this activity: predation, competition, mutualism, commensalism, et parasitism. Discuss the examples as a class.


Ecological types and bioindicator macrophyte species of pollution of riparian vegetation of Oued Lârbaa in Taza City of Morocco

The object of our study is devoted to the Spermatophyta of the wetlands of Oued Lârbaa, the main river of the city of Taza, Morocco, and which is under strong anthropic pressure. Our work involved a floristic inventory, to define ecological types and groups of dominant plants in relation to seasonal factors and types of pollution, explaining the meaning of their presence. For this purpose, floristic sampling was carried out along the Oued during the dry periods (2017 and 2018) and the wet period (2018). A total of 66 plant species belonging to 54 genera and 30 families were identified, including 44 species during the wet period (2018) and 27 species during the dry periods (2017 and 2018). This difference is due to the favorable conditions for vegetation development during the period of precipitation and to the increase in pollution rates during the dry season. The inventoried flora shows the dominance of 10 ecological types characterized by the following plants: Cynodon dactylon, Arundo donax, Olea europaea, et Tamarix gallica (common between the two periods) Dittrichia viscosa, Visnaga daucoides, Typha angustifolia, et Ricinus communis (during the dry periods of 2017 and 2018) and Juncus maritimus et Populus nigra (during the wet period of 2018). The ecological types identified in this work decrease from the dry season to the rainy season, while specific richness increases. These dominant plants are all considered as bioindicators of the presence of heavy metals.

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Secondary Succession: Clearcutting

Secondary succession looks a how an ecosystems forms after a previous ecosystem suffered some sort of disturbance. This can be something natural, like a fire, or cause by humans, like the example we will look at: clearcutting. Soils exist, so don’t need to be formed from scratch, but there is no guarantee that the ecosystem that replaces the old on will be of the same type that was disturbed.

Clearcutting is a logging practice where a whole area of trees is cut at the same time, and often replanted with a monoculture of new trees. This is a very efficient, but highly controversial logging practice, so let’s take a look at some of the impacts and controversy around this practice.

A very powerful tool used to study forest health is satellite imagery and remote sensing. One very cool thing about these sensors is that they can see types of light human eyes cannot. Near Infrared light is not visible to human eyes, but plants give off a ton of it when they are making food with photosynthesis. You can read more here:

The two images below are of forest clearcutting in Washington State using reflected near-infrared light. Areas of more near-infrared light are in green, and areas with less are in red. Green areas have the most healthy vegetation, and red areas the least. You can get a good idea about clearcutting and regrowth in an area by comparing these images:

Source: Logging and Regrowth in Washington State, NASA Earth Observatory. July 5, 2011, viewed March 4, 2019. https://earthobservatory.nasa.gov/images/51257/log…

You can see the full images below.

6. Describe how the forest has changed between 1984 and 2010. Is there more or less mature forest in the area? How would describe the regrowth area compared to the mature unlogged forest?

Next, open Google Earth, and go to Mt. Rainier, Washington. You can see Mt Rainier in the bottom left corner of the full sized images. Zoom out in Google Earth until you are in the same extent at the satellite photos. The picture on Google Earth is different, because it shows the area in visible light, instead of near IR light like the previous images. Areas here with healthier forests are darker green, and the more brown, the less vegetation.

7. Describe what you see in the Google Earth image forest cover compared to the images from 1984 and 2010. How have things changed? What looks the same? Make sure to talk about both regrowth areas and unlogged areas.

Pros and cons

Please explore these two websites about clearcutting. The first is from a logging advocacy group, and is very pro-clearcutting. The second is from a non-profit that is trying to end the practice.

Stop Clearcutting California: https://www.stopclearcuttingca.org/about-clearcutting/what-is-clearcutting/ (链接到外部网站。) 链接到外部网站。 (make sure to look at the different sections, you can see the table of contents to the right. You must look at the first page, and “What’s wrong with it?”.)

Please answer the following questions:

8. After looking through the material, briefly list some pros and cons to clearcutting.

9. You have the means to try and settle part of the argument over clearcutting. Select one of the concerns people have about clearcutting, and design a way to test if the concern is accurate or not. Please do some research of real methods scientists use to collect this kind of data, and cite your sources.

Invasive Species: Zebra Mussels

One of the concerns about man made disturbance is that it provides opportunities for invasive species to take over an ecosystem. An invasive species is a non-native lifeform that moves into an area and causes damage to the area’s diversity and overall health. Invasive species can be a very serious problem. We will look at one of these species that has cause both economic and ecological harm in the US, the Zebra Mussel.

Please watch this short video about zebra mussels and their impact on lakes in the US:“Silent Invaders” Zebra Mussels 2013 (链接到外部网站。) 链接到外部网站。

Use the graph below to answer the following questions:

Densities of zebra mussels and unionid mussels are given in number per square meter, averaged over the freshwater tidal Hudson (RKM 99-248) data collected in August for zebra mussels and July for unionids. Scientists began collected unionid data in 1991. One meter squared equals ten square feet.

Source of both graphs: Michelle Smith, Zebra Mussel Graphing Exercise, BIO 124 Lab, Windward Community College. Accessed 3/4/2019, https://windward.hawaii.edu/facstaff/miliefsky-m/B…

10. When were the zebra mussels introduced to the Hudson river?

11. Record the density of zebra mussels and unionid mussels for the following years: 1992, 1997, 2004. Please note: The density for zebra mussels is labeled on the left, and the unionids is on the right side of the graph.

12. How did the native unionid mussel density change over this time period?

13. How did the zebra mussel density change over this time period?

Effect on Food Sources

To understand the effect the zebra mussels may have had on the food supply, we first need to look at predator and prey relationships. Please go to the following website to explore how populations of predators and prey affect each other: http://www.phschool.com/atschool/phbio/active_art/predator_prey_simulation/index.html (链接到外部网站。) 链接到外部网站。

Please note: You will need adobe flash player to do this activity.

The graph below shows the relationship between zebra mussel populations and their food supply, phytoplankton. Use what you learned about predatory/prey relationships and the graph below to answer the following questions.

14. What are the phytoplankton population density for 1992, 1997, and 2004?

15. Compare the relationship between phytoplankton density and zebra mussels. What patterns do you see?

16. Give an overview of how you think zebra mussels have affected both native mussels and phytoplankton on the Hudson river based on this data. Please support your discussion with data and evidence.


2.6: Ecological Succession- How Species and Ecosystem Populations Change Over Time - Geosciences

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Ecological succession is a gradual change in community structure over time. This change is often initiated by environmental disturbances. Ecologists describe how a community develops following an environmental disturbance as either primary succession or secondary succession.

Primary succession occurs when organisms colonize bare rock introduced by retreating glaciers or volcanic eruptions. In both cases, the rock lacks both soil and life forms. Pioneer species are hardy organisms that can thrive in the harsh conditions created by such environmental disturbances.

Lichens, symbiotic organisms comprised of a fungus and algae or cyanobacteria are common pioneer species. Lichens absorb nutrients from the rock and generate biomass through photosynthesis. Over time, lichens accelerate the weathering of rocks by releasing acids and penetrating the rock surface.

Dead biomass from lichens contributes to soil formation. The soil is then sequentially colonized by different types of plants. Mosses often appear first, then grasses, followed by shrubs, shade intolerant trees, such as pines, and shade tolerant trees such as oaks.

Eventually, the species composition of the new community will become relatively stable. Such a climax community will change little until a disturbance occurs. Overall, it may take hundreds of years for primary succession to produce a climax community.

Secondary succession occurs when organisms re-colonize a habitat that was cleared by a disturbance such as a flood or fire that left the soil in place. Following such a disturbance, pioneer species like annual plants, herbaceous perennials, and grasses, typically reinhabit the soil first, followed by shrubs and trees. The climax community that emerges in secondary succession may be very different than the previous one. Secondary succession establishes a climax community more rapidly, typically in about 150 years for oak and hickory forests.

28.7: Ecological Succession

Ecological succession is influenced by the processes of facilitation, inhibition, and toleration. Facilitation occurs when early successional species create more favorable ecological conditions for subsequent species, such as enhanced nutrient, water, or light availability. In contrast, inhibition happens when early successional species create unfavorable ecological conditions for potential successive species, such as limiting resource availability. In some cases, later successional species only have the chance to thrive if a disturbance negatively impacts the early inhibitory species. Finally, toleration occurs when the ecological conditions created by early successional species neither aid nor impede the emergence of later succession species.

For example, ecologists have extensively studied primary succession resulting from glacier retreats at Glacier Bay in Alaska. Over a period of 1,500 years, pioneer species such as liverworts paved the way for creeping shrubs, which in turn set the stage for larger shrubs and trees like alder. Eventually, a climax community emerged that was dominated by spruce trees. Facilitation and inhibition influenced this succession pattern. Dryas shrubs and alders improved the nitrogen content of the soil, facilitating the establishment of spruce seedlings. However, competition and leaf litter produced by these early successional species also hindered later species&rsquo germination and seedling survival.

Understanding ecological succession is important because humans significantly impact ecological communities. Agriculture, clear-cutting, and overgrazing by livestock disturb terrestrial ecosystems, causing species diversity to decline. Although ecosystems can naturally recover from such disturbances via ecological succession, severe damage (e.g., soil nutrient loss or toxic chemicals) may prolong or prevent recovery. To address this issue, restoration ecologists apply the principles of ecological succession to accelerate the time to climax community&mdashthus, repairing the damaged ecosystem.

Chang, Cynthia C., and Benjamin L. Turner. "Ecological succession in a changing world." Journal of Ecology 107, no. 2 (2019): 503-509. [Source]

Emery, Sarah. 2010. &ldquoSuccession: A Closer Look.&rdquo Nature Education Knowledge 3 (10): 45. [Source]

Chen, Jie, Hans-Peter Blume, and Lothar Beyer. &ldquoWeathering of Rocks Induced by Lichen Colonization &mdash a Review.&rdquo Catena 39, non. 2 (March 1, 2000): 121&ndash46. [Source]


Chapter 4 Ecological Principles and Concepts

This chapter discusses ecological principles. In an ecosystem two major processes are in operation: an unidirectional flow of energy and chemical cycling of important elements. Ecosystems are not static, but dynamic. The biotic communities that make up an ecosystem are continually changing in response to environmental changes caused either by the communities themselves or by external stresses, among which is the impact of man's activities. An ecosystem is able to maintain its overall stability by three major mechanisms: (1) by controlling the rate of energy flow through the system, (2) by controlling the rate of element cycling within the system, (3) by maintaining a diversity of species and food webs. The ecosystem is capable of self-maintenance and self-regulation. All the components of an ecosystem are in constant: interaction and information from each component is continually fed back into the system. This interaction preserves the integrity of the system. Thus the science of control mechanisms, cybernetics, has an important role in ecology, especially since man tends to disrupt natural control. Homoeostasis is the term generally applied to the tendency for biological systems to resist changes and to remain in a state of dynamic equilibrium.


Voir la vidéo: GS0F La biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes