ÉCOLOGIE

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L'individu dans son environnement

Écophysiologie

Cette branche de l'écologie a pour objet d'analyser le fonctionnement de l'organisme individuel dans le cadre des contraintes que lui impose son milieu, afin de comprendre son adaptation à ces contraintes et de déterminer sa capacité à survivre lorsqu'elles changent. Du point de vue méthodologique, l'écophysiologie s'est développée selon deux directions complémentaires.

Des techniques très fines permettent des mesures de terrain précises, tant des caractéristiques de l'environnement immédiat de l'organisme (le microclimat, par exemple) que de divers paramètres indicateurs de son état physiologique. L'automatisation autorise des mesures périodiques ou continues grâce auxquelles une véritable approche du fonctionnement est rendue possible. La radiotélémétrie, du fait de la miniaturisation des matériels, offre de nombreuses possibilités dans l'étude de la physiologie in situ des organismes.

Grâce à des installations permettant la reconstitution contrôlée de nombreux facteurs abiotiques (enceintes climatiques, phytotrons), les organismes peuvent être étudiés d'une façon qui apporte aux résultats obtenus sur le terrain une sécurité complémentaire en même temps qu'elle en augmente la précision.

Cependant, certains problèmes ne peuvent guère être étudiés qu'au laboratoire et il se pose alors la question de l'extrapolation, car la transposition à la nature des résultats obtenus n'est possible qu'avec une bonne connaissance de l'environnement naturel des organismes et avec les moyens de le reconstituer de façon satisfaisante. Cela est souvent réalisable pour les facteurs abiotiques majeurs (photopériode, température et thermopériode, humidité relative, par exemple), mais il est plus difficile de recréer l'environnement biotique, ne serait-ce qu'à cause de la complexité des régimes alimentaires naturels.

Pour l'essentiel, les recherches écophysiologiques peuvent se grouper selon deux axes principaux : l'établissement des bilans énergétiques individuels et l'étude de l'adaptation au milieu physico-chimique.

Énergétique individuelle

Tout individu, bactérien, végétal ou animal, doit incorporer une certaine quantité d'énergie pour assurer ses fonctions vitales.

Les végétaux chlorophylliens utilisent l'énergie du rayonnement solaire. Toute la lumière (LT) parvenant au contact de la plante n'est pas employée pour la photosynthèse (fig. 1a) : une partie importante n'est pas utilisée (LNU), car perdue par réflexion. La lumière effectivement absorbée (LU) n'est elle-même pas intégralement employée par la plante car une certaine fraction (LNA) est dissipée sous forme de chaleur ; le reste se retrouve sous forme d'énergie chimique dans des molécules organiques (PB, photosynthèse brute). Celles-ci serviront à la synthèse des tissus et des éléments reproducteurs, où se trouve constitué ainsi un certain stock d'énergie (PN, production nette). Cependant l'élaboration de ces constituants biologiques se traduit par une dépense, qui s'ajoute à celles qu'impliquent les processus d'entretien des tissus vivants. Ces dépenses (R) sont traduites par la respiration (consommation d'oxygène et rejet de dioxyde de carbone). La masse de tissus nouveaux qu'un végétal élabore ainsi au cours d'un temps déterminé constitue sa production ; la production végétale est appelée production primaire.

Les facteurs exerçant une influence sur l'assimilation de l'énergie lumineuse par les plantes vertes sont nombreux. La latitude et l'exposition, par exemple, déterminent la quantité maximale d'énergie solaire susceptible d'être reçue annuellement par unité de surface, tandis que la nébulosité joue un rôle important en filtrant une partie de la lumière. La teneur de l'air en dioxyde de carbone, lequel est la source du carbone qu'utilise la plante, influe sur le rendement de la photosynthèse. Jouent également un rôle les particularités morphologiques des organes chlorophylliens et leur durée de vie, qui peut être de quelques mois comme chez de nombreux arbres feuillus de région tempérée, ou atteindre plusieurs années, telles les feuilles du chêne vert ou les aiguilles de nombreux résineux.

Chez les animaux (fig. 1b), l'énergie chimique ingérée (l) sous forme d'aliments n'est que partiellement assimilée (A) ; une partie (NA) est rejetée dans les excréments et l'urine (excréta [...]

Flux d'énergie chez les animaux et les végétaux

Dessin : Flux d'énergie chez les animaux et les végétaux

Répartition des flux d'énergie : a) chez les végétaux et b) chez les animaux. 

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Ernst Haeckel

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Flux d'énergie chez les animaux et les végétaux

Flux d'énergie chez les animaux et les végétaux
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Métabolisme d'animaux homéothermes

Métabolisme d'animaux homéothermes
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Loi de tolérance biologique

Loi de tolérance biologique
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Écrit par :

  • : professeur au Muséum national d'histoire naturelle, directeur de la Grande Galerie de l'évolution
  • : professeur au Muséum national d'histoire naturelle, Paris
  • : professeur honoraire à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie (faculté des sciences), ancien directeur du laboratoire de zoologie de l'École normale supérieure
  • : professeur d'écologie à l'université de Paris-VI, directeur de l'Institut d'écologie et d'éthologie de Pavie

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Pour citer l’article

Patrick BLANDIN, Denis COUVET, Maxime LAMOTTE, Cesare F. SACCHI, « ÉCOLOGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/ecologie/