Biodiversité et écosystèmes — exercices corrigés

Un écosystème est l'ensemble formé par deux composantes reliées par des interactions. Lesquelles ?

Parmi ces éléments de la cédraie d'Azrou, lequel fait partie du biotope ?

La variété des allèles au sein d'une même espèce correspond à quelle échelle de la biodiversité ?

Comment appelle-t-on les êtres vivants qui fabriquent leur matière organique à partir de matière minérale et de lumière, par photosynthèse ?

Une interaction où les deux partenaires tirent un bénéfice se note (+/+). Comment l'appelle-t-on ?

Quel est le rôle des décomposeurs (bactéries, champignons, vers du sol) dans un écosystème ?

Dans un écosystème, l'énergie circule en cycle fermé : elle est recyclée indéfiniment, comme la matière.

La mycorhize est l'association symbiotique entre les racines d'une plante et un champignon du sol, dont les deux partenaires tirent un bénéfice.

L'arganeraie du Souss a été classée Réserve de biosphère par l'UNESCO.

En moyenne, quel pourcentage de l'énergie d'un niveau trophique est transmis au niveau supérieur (le rendement écologique) ? Donne le nombre, sans le symbole.

La diversité spécifique d'un milieu se mesure par deux paramètres. Lesquels ?

Dans l'arganeraie, une chèvre broute les feuilles de l'arganier. Quel est le niveau trophique de la chèvre ?

Dans une jeune cédraie dense, les arbres se font concurrence pour la lumière : la présence de l'un réduit l'accès de l'autre. Quel est le signe de cette interaction sur les deux partenaires ?

On distingue quatre grandes familles de services écosystémiques. Quelle liste est correcte ?

Qu'est-ce qui distingue une symbiose d'un mutualisme ordinaire ?

La résilience d'un écosystème est sa capacité à revenir à un état proche de son état initial après une perturbation.

Un écosystème en équilibre dynamique est un écosystème figé, où plus rien ne bouge.

Le Soleil est l'unique source d'énergie possible pour tout écosystème : sans lumière, aucun écosystème ne peut fonctionner.

Dans une prairie, les producteurs fixent 2 000 kJ d'énergie. Avec un rendement écologique de 10 %, quelle énergie (en kJ) parvient aux herbivores du maillon suivant ? Donne le nombre, sans l'unité.

À chaque passage d'un niveau trophique au suivant, environ 10 % de l'énergie est transmise. Quel pourcentage de l'énergie est perdu (dissipé en chaleur, respiration, mouvement) à chaque maillon ? Donne le nombre, sans le symbole.

Deux forêts comptent chacune dix espèces d'arbres. Dans la forêt X, une seule espèce représente 95 % des arbres ; dans la forêt Y, les dix espèces sont réparties de façon équilibrée. Que peut-on dire de leur diversité spécifique ?

Dans la cédraie : cèdre → chenille → mésange → faucon. Quel est le niveau trophique de la mésange ?

Le gui s'installe sur les branches d'un arbre et puise sa sève durablement, sans le tuer aussitôt. Quelle interaction décrit le mieux cette relation, et de quel signe est-elle ?

Dans une mare, les végétaux aquatiques produisent par photosynthèse le dioxygène dissous dont dépendent poissons et insectes. Que montre cet exemple ?

Le nombre de mésanges dans la cédraie varie chaque année, mais oscille sur une décennie autour d'une moyenne stable. Comment nomme-t-on cet état, et qu'est-ce qui le maintient ?

La cédraie, par son couvert et son sol riche en humus, retient l'eau de pluie et de neige comme une éponge et alimente lentement sources et nappes. À quelle famille de services écosystémiques cela appartient-il ?

Supprimer tous les prédateurs (faucons, renards) d'un écosystème le rendrait plus stable, car il n'y aurait plus de tueries.

Plus un écosystème est divers (espèces nombreuses, variabilité génétique forte), plus il est résilient face aux perturbations.

Planter une seule espèce d'arbre sur des milliers d'hectares augmente le couvert forestier, donc augmente forcément la biodiversité.

Dans une chaîne « herbe → criquet → lézard », les producteurs (l'herbe) fixent 10 000 kJ. En appliquant un rendement écologique de 10 % à chaque passage de maillon, quelle énergie (en kJ) parvient au lézard (consommateur secondaire) ?

Pour un dossier sur la cédraie d'Azrou, Karim défend une mesure de gestion : « On a réduit la cédraie à un noyau de quelques dizaines de cèdres centenaires, mais l'espèce Cedrus atlantica est toujours présente. Donc la biodiversité de la parcelle est préservée. » Karim a-t-il raison ?

Salma révise les flux dans la cédraie et résume : « Tout traverse l'écosystème à sens unique. L'énergie entre par le Soleil et finit en chaleur, et de la même façon la matière entre, traverse la chaîne alimentaire, puis sort définitivement. Il faut donc un apport extérieur de matière en permanence, exactement comme pour l'énergie. » A-t-elle raison ?

Amine schématise le fonctionnement de la cédraie : « Le cèdre produit, la chenille et le chevreuil consomment, la mésange et le faucon régulent. Ce réseau producteurs-consommateurs suffit à faire tourner l'écosystème indéfiniment. » Où est l'erreur de son raisonnement ?

Karim raisonne sur une chaîne « herbe → criquet → lézard → faucon ». Il écrit : « Le rendement est de 10 % par maillon. Il y a trois passages de maillon, donc au faucon il reste $3\times 10=30\mathrm{\%}$ de l'énergie de départ. » Son calcul est-il correct ?

Un oiseau construit son nid dans les branches d'un vieux cèdre : il y trouve un abri, tandis que l'arbre n'en tire ni bénéfice ni dommage notable. Quelle interaction, et de quel signe ?

Salma affirme : « Symbiose et mutualisme sont deux mots pour dire exactement la même chose ; on peut les employer indifféremment. » A-t-elle raison ?

Autour des sources hydrothermales, au fond des océans où la lumière ne parvient jamais, prospèrent des écosystèmes entiers. Sur quoi repose leur production primaire ?

Dans la chaîne « herbe → criquet → lézard → faucon », l'herbe fixe 50 000 kJ. Avec un rendement écologique de 10 % à chaque passage de maillon, quelle énergie (en kJ) parvient au faucon, consommateur tertiaire ? Donne le nombre, sans l'unité.

La formation des sols et le cycle des nutriments dans la cédraie sont des services écosystémiques. À quelle famille appartiennent-ils, et pourquoi cette famille est-elle particulière ?

Karim raisonne sur la cédraie : « Cette forêt s'est déjà régénérée après un incendie il y a trente ans. C'est donc la preuve qu'elle est résiliente, et qu'elle reviendra toujours à son état initial, quel que soit le nombre ou l'intensité des perturbations à venir. » A-t-il raison ?

Karim affirme : « Dans la nature, c'est la loi du plus fort. Tout est compétition : chaque espèce lutte contre les autres pour survivre, et la coopération n'existe pas vraiment. » Discute son affirmation. A-t-il raison ? Appuie-toi sur des exemples précis.

Yasmine observe, dans la cédraie d'Azrou, une parcelle où les jeunes cèdres replantés meurent presque tous, alors qu'à côté, des plants installés avec un peu de terre prélevée sous de vieux cèdres reprennent bien. De plus, la parcelle est surpâturée et le sol y est nu. Explique, en mobilisant au moins trois notions du chapitre, pourquoi cette parcelle dépérit et propose une piste de gestion durable.

Salma lit deux avis opposés sur l'arganeraie du Souss. Un militant propose de clôturer toute la forêt et d'en interdire tout usage humain pour la sauver. Un exploitant propose au contraire d'intensifier au maximum la récolte des fruits et le pâturage, « puisque l'arbre repousse ». Salma te demande : laquelle des deux positions est la bonne ? Justifie en t'appuyant sur la notion de gestion durable.

Une forêt méditerranéenne se régénère en quelques décennies après un incendie isolé. Mais après des incendies répétés suivis de pâturage intensif, elle laisse place à une lande, puis à un sol nu. Quelle interprétation est correcte ?

Amine veut « sauver » une espèce d'arganier menacée et propose de ne conserver que quelques individus, en jardin botanique. Pourquoi sa stratégie est-elle insuffisante du point de vue de la biodiversité ?

Dans le réseau trophique A, le faucon dépend d'une seule espèce de proie. Dans le réseau B, il a plusieurs proies possibles. Une maladie décime brutalement l'une des espèces-proies. Quel réseau est le plus résilient, et pourquoi ?

Un lichen colonise un rocher nu, exposé au soleil et à la sécheresse, où ni une algue seule ni un champignon seul ne survivraient. Quelle proposition explique le mieux ce phénomène ?

Les perturbations anthropiques et les perturbations naturelles ont, en général, le même impact sur un écosystème, car un écosystème finit toujours par s'adapter à toute perturbation.

La pollinisation, la formation des sols et le cycle des nutriments sont des services de soutien : ils ne profitent pas directement à l'humain, mais ils rendent possibles les autres services écosystémiques.

Dans un réseau « végétaux → herbivores → carnivore », un carnivore au sommet a besoin de 50 kg de biomasse pour se constituer. En supposant un rendement écologique de 10 % à chaque maillon, quelle masse de végétaux (producteurs), en kg, a été nécessaire à la base pour soutenir ce carnivore ?

Restitution organisée de connaissances. Un écosystème comme la cédraie du Moyen Atlas ne tient debout que grâce à un apport continu d'énergie et à une circulation permanente de matière entre ses membres.

Expose, sous forme d'un texte structuré (courte introduction, développement organisé, conclusion), comment circulent l'énergie et la matière dans un écosystème. Tu montreras clairement ce qui distingue ces deux flux, et tu préciseras le rôle des producteurs et des décomposeurs. Aucune figure n'est attendue.

Restitution organisée de connaissances. Dans un écosystème comme la cédraie du Moyen Atlas, les êtres vivants ne se contentent pas de coexister : ils entretiennent des relations qui structurent tout le système.

Expose, sous forme d'un texte structuré (courte introduction, développement organisé, conclusion), comment on classe les interactions biotiques entre êtres vivants. Tu présenteras les principaux types en précisant leur effet sur chaque partenaire, tu illustreras chacun par un exemple, et tu montreras que la coopération structure le vivant autant que la compétition. Aucune figure n'est attendue.

Dans la région de Taroudant, Yasmine visite des vergers d'agrumes et des parcelles d'arganiers. Les apiculteurs locaux constatent un déclin marqué des abeilles (pesticides, sécheresse, disparition des haies fleuries). Un agriculteur s'inquiète : « Si les abeilles disparaissent, ce n'est pas seulement mon miel que je perds. » En mobilisant les notions du chapitre, explique en quoi le déclin des pollinisateurs menace à la fois la biodiversité et les services écosystémiques de la région, et propose une piste d'action.

Un projet de route traverse un massif de cédraie continu et le coupe en deux blocs séparés, sans passage pour la faune. Amine pense que « tant que la surface totale de forêt reste la même, il n'y a pas de problème pour la biodiversité ». En mobilisant les notions du chapitre (diversité génétique, réseau trophique, résilience), explique pourquoi la fragmentation de l'habitat est néfaste, même à surface constante, et propose une mesure d'atténuation.

On compare la productivité primaire (matière organique fabriquée par les producteurs, par unité de surface et de temps) de trois milieux : une forêt tropicale humide, un désert saharien, et la cédraie du Moyen Atlas. Quel classement, du plus productif au moins productif, est correct — et quelle en est la raison profonde ?

Dans un réseau trophique, un prédateur limite l'abondance d'un herbivore très vorace. On retire ce prédateur. On observe alors : explosion de l'herbivore, surconsommation puis effondrement des végétaux dont il se nourrit, et disparition en cascade de plusieurs autres espèces qui dépendaient de ces végétaux. Quelle interprétation est la plus rigoureuse ?

Salma révise et affirme : « Puisque la matière circule en cycle grâce aux décomposeurs, un écosystème est un système fermé dont le recyclage de la matière est parfait : rien n'entre, rien ne sort, tout est réutilisé indéfiniment à l'identique. » A-t-elle raison ?

Pourquoi une chaîne alimentaire dépasse-t-elle rarement quatre ou cinq maillons ? Quelle explication est la plus rigoureuse ?

Dans une chaîne « producteurs → consommateur primaire → consommateur secondaire → consommateur tertiaire », avec un rendement écologique de 10 % à chaque passage de maillon, quel pourcentage de l'énergie fixée par les producteurs parvient jusqu'au consommateur tertiaire ? Donne le nombre, sans le symbole.

Sur une parcelle de la cédraie, un inventaire recense 200 arbres répartis en 4 espèces. Le cèdre de l'Atlas en compte à lui seul 160. Calcule l'abondance relative du cèdre (en %), un des indicateurs de la diversité spécifique. Donne le nombre, sans le symbole.