[ECOLOGIE] Ecophysiologie

L'environnement est variable et interagit avec les organismes qui répondent à ses variations de manière physiologique et comportementale. L'écophysiologie étudie ces réponses des organismes face à l'environnement, sachant que celui-ci induit des pressions de sélection.

L'environnement
Il affecte la distribution et l'abondance des organismes en conditionnant leur survie et reproduction.
L'habitat d'un organisme est constitué par des facteurs biotiques (ressources) et abiotiques (lumière, eau...) qui interagissent entre eux.
Par exemple : l'intensité lumineuse conditionne la croissance des plantes.

L'environnement est hétérogène et contient différentes sources de stress pour les organismes liés aux facteurs biotiques et abiotiques. Pour pouvoir survivre, l'organisme se placera dans l'habitat le moins stressant pour lui.

Définitions
Adaptation: un trait est une adaptation si il a évolué pour permettre d'améliorer la fonction du trait et l'aptitude phénotypique du porteur. ATTENTION une adaptation se fait sur des milliers de génération et est irréversible.

Acclimatation: changement à long terme des conditions physiologiques d'un individu pour maintenir le fonctionnement de ces caractères quand il est mis dans un nouvel environnement.

Acclimatement: ajustement physiologique à court terme pour fonctionner de façon optimal dans un environnement changeant.

Aptitude phénotypique: capacité d'un organisme à produire des descendants.

Plasticité phénotypique: capacité d'un génotype (ensemble des gènes) à produire des phénotypes en fonction des conditions environnementales. Le phénotype, d'un individu, c'est qui est produit par les gènes et qui se voit sur l'individu (ex : couleur des yeux, taille du nez, etc).

Homéostasie et régulation
L'homéostasie est la capacité d'un individu à maintenir ses conditions internes, par des phénomènes de régulation, lorsque les conditions extérieures changent.
Exemple: lors d'une chute de la t°C extérieur, notre organisme va modifier ses conditions physiologiques afin d'augmenter la température interne pour la garder constante.

L'évitement: alternative comportementale au changement du milieu.
Ex : migration, hibernation, etc

La tolérance: le changement d'état interne est similaire au changement environnemental.
Ex : la température des reptiles est égale à la température externe.

ADAPTATION A L'ENVIRONNEMENT AQUATIQUE
Les problèmes d'osmolarité
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La température
La température de l'océan est constante mais l'eau dissipe la chaleur plus vite que l'air.
Le point de congélation baisse avec la profondeur. Les animaux évite de geler en migrant dans les fonds marins.
Il y a également des adaptations biochimiques telles que des glycoprotéines antigel empêchant la formation de cristaux de glace.
Pour les animaux endothermes (régulant leur température interne), le fait d'être gros permet de perdre moins de chaleur par unité de surface. La couche de graisse de la peau des cétacés est également un bon isolant thermique.

La respiration
L'oxygène est beaucoup moins soluble dans l'eau que l'air (21% dans l'air et seulement 0,7% dans l'eau).
L'absorption de l'oxygène s'effectue par un système à contre courant (je le détaillerai si jamais vous vous en savoir plus). Dans l'eau plus fraîche, l'eau se dissout mieux.
Pour économiser l'oxygène, les animaux ont plusieurs solutions : baisser l'activité métabolique, augmenter l'extraction et l'affinité pour l'O2 ou tolérer les voies anaérobies (haute teneur en acidité dans le sang).

La pression
Certaines espèces (comme le phoque) sont capables d'augmenter leur concentration en cortisol (ce qui permet de réduire l’excitabilité nerveuse, donc de réduire les risques de spasmes). Les phoques sont également dépourvus de sinus aériens (évite les hémorragies internes). Les poumons sont aussi peu volumineux et de ce fait contiennent mois d'azote susceptible de diffuser dans le sang.


ADAPTATION A L'ENVIRONNEMENT DÉSERTIQUE
Emmagasiner et conserver l'eau
Les chameaux sont capables de produire de l'eau en catalysant la graisse contenue dans leur bosse.
Certains insectes se cambres pour présenter leur abdomen à la brume et ainsi condenser des gouttelettes d'eau.
Pour conserver l'eau, les animaux produisent des fèces et urine très concentrés et s'activent quand les températures sont plus fraîches.
Pour les végétaux, il existe plusieurs systèmes : l'arrêt du métabolisme et survie à l'état de dormance, amélioration de la capacité à capter et conserver l'eau ou emmagasinage de l'eau et utilisation de celle-ci par temps sec.

Beaucoup d'espèces animales et végétales tolèrent une grande perte d'eau sans mourir.
Les végétaux revividescents peuvent tolérer une perte de 70% de leur eau, de même que le chameau peut supporter une perte de 30% d'eau sans problème (normalement, c'est 10% au maximum qui est toléré par les êtres vivants). Certains animaux prélèvent uniquement leur eau dans la nourriture.

Supporter les températures extrêmes
Eviter de s'activer et rester dans des zones d'ombre pendant les fortes chaleurs est l'une des meilleures stratégies.
Les termites peuvent, quant à elles, se constituer un propre réseaux tempéré au sein de leur termitière.
Les rayures noires et blanches permettent de réguler la température corporelle.
Certaines espèces sont capables de supporter sans problèmes des températures très fortes de part les protéines chaperonnes qui empêchent les autres protéines de perdre leur activité enzymatique.


ADAPTATION A L'ENVIRONNEMENT POLAIRE
La plupart des espèces des pôles sont migratrices.

Se protéger du froid
La fourrure est épaisse et protège bien du froid.
S'enfouir est également une bonne solution car la température y est plus chaude. Sachant que la neige permet de laisser passer la lumière, les végétaux peuvent pousser et servir de ressource alimentaire.
Pour éviter les pertes de chaleurs, les extrémités des animaux sont courtes (petite oreille, museau court, forme corporelle compacte, etc).

Se réchauffer
Il existe deux techniques.
La plus connue et efficace consiste à se regrouper (agrégation dont l'efficacité dépend du nombre de participants). L'autre est celle de l'exploitation du maximum d'énergie disponible. Par exemple, certains insectes utilisent leurs ailes comme capteurs solaires.