Biogéographie

• La biogéographie est l'étude des facteurs qui influencent la répartition géographique de tous les organismes vivants.
• Biogeography is the science that describes and explains the spatial and temporal patterns of biological diversity, ranging from genes to large biomes
• Tardigrades are invertebrates capable of surviving extreme conditions through regenerative hibernation, with various adaptations allowing them to specialize in different environments
• Examples of environments discussed:

  • Delta of the Athabasca River: discontinuous groundwater + permafrost
  • Amazon Rainforest: high biodiversity, multi-layered vegetation
  • Mount Taranaki: influences species distribution through factors like slope and orientation affecting precipitation
• Biogeography differs from ecology in that it focuses on describing patterns and identifying processes, with limited experimental studies possible
• Advancements in Biogeography:

  • Improved estimation of Earth's age
  • Better understanding of the dynamic nature of continents and oceans
  • Enhanced comprehension of mechanisms explaining species evolution
  • Shift from fixism to evolutionism
  • Recognition as a distinct discipline in 1970
  • Introduction of techniques like SIG and MacArthur and Wilson's work on island biogeography in the 1960s
• In the 1990s, molecular techniques emerged, leading to two branches of biogeography:

  • Ecological: focusing on biotic and abiotic factors governing species and community distribution
  • Historical: involving reconstructions of species' origins, dispersal, and evolution
• Biogeography emphasizes universal heterogeneity in spatial and temporal variations, with statistics aiding in distinguishing significant variations from insignificant ones
• La topographie, l'altitude et l'exposition influencent la température et les précipitations, façonnant ainsi la végétation et les populations animales.
• Facteurs limitant la distribution des espèces :

  • Facteurs abiotiques
  • Facteurs biotiques
  • Facteurs historiques
• Difficulté de connaître tous les facteurs limitant la distribution d'une espèce en raison de :

  • La complexité des patrons d'abondance d'une espèce
  • La nécessité de données empiriques sur la présence/absence de l'espèce
  • L'association entre les données de présence/absence et les caractéristiques environnementales
  • La modélisation de la distribution
  • La vérification du modèle produit à l'aide de nouvelles données empiriques
• Aire de répartition :

  • Définition : l'aire de répartition d'une espèce est l'aire dans laquelle toutes les populations d'une espèce sont distribuées
  • Représentation simplifiée à l'échelle régionale
  • Trois types de représentation cartographique de l'aire de répartition : délimitation, isolignes (ou de densité), points
• Zone d'occurrence vs. Zone d'occupation :

  • Occurrence : territoire où l'on trouve toutes les populations connues d'une espèce
  • Occupation : superficie réellement occupée par l'espèce au sein de la zone d'occurrence
• Niche écologique :

  • Capacité théorique de développer la population d'une espèce à l'infini
  • Limitée par les facteurs environnementaux et la tolérance de l'espèce
  • Optimum, minimum et maximum de conditions environnementales
  • Différenciation de niche et compétition entre espèces
• Facteurs abiotiques limitant la distribution des espèces :

  • Climat : température, précipitation, vent
  • Sol : composition chimique, pH, structure
  • Environnement aquatique : salinité, pH, oxygène dissout
  • Perturbations et régime de température
• Stress et réponses au stress des espèces :

  • Types de stress : exogène, endogène
  • Réponses réversibles, irréversibles, mortelles
  • Adaptations des plantes face au stress
• La diffusion, la dispersion et la migration permettent aux espèces de s'adapter à divers environnements et déterminent les patrons de distribution.
• La disponibilité en eau et la salinité sont des facteurs abiotiques clés affectant la distribution des organismes.
• Les processus de diffusion, dispersion et migration peuvent être passifs ou actifs et impliquer différentes échelles spatiales et temps.
• Biogeography is a science that describes and explains the spatial and temporal patterns of biological diversity, ranging from genes to large biomes
• Living species are distributed in space in a non-random manner
• Biogeography is sometimes seen as completely isolated from ecology, being purely descriptive
• The discipline integrates several other fields such as biology, ecology, geography, paleontology, geology, and climatology
• Before 1800, the concept of fixism prevailed, with the belief that Earth was static and species did not evolve
• Major conceptual advances in biogeography include a better understanding of Earth's age, the dynamic nature of continents and oceans, and the mechanisms explaining species evolution
• After 1900, the acceptance of evolution theory led to the understanding that Earth, climate, and species are dynamic
• Modern biogeography, recognized as an important discipline since the 1970s, integrates the theory of continental drift and plate tectonics
• The two main branches of biogeography are ecological biogeography, focusing on biotic and abiotic factors in species distribution, and historical biogeography, which reconstructs the origin, dispersion, and evolution of species
• Important principles in biogeography include actualism (uniformitarianism), which considers present-day processes as key to understanding past events
• Key figures in the development of biogeography include Pierre Dansereau, known for his ecological perspective and contributions to the field
• Extinction:

  • Destinée ultime de toutes les espèces
  • Se produisent constamment, avec des périodes d'extinctions massives liées à des changements environnementaux drastiques
• Plus une population est faible, génétiquement homogène, et plus le ratio naissance/mort est faible, plus elle est vulnérable à l'extinction
• Les extinctions ont une signature géographique, même les extinctions massives
• Loi de la corrélation des formes

  • 5 extinctions de masse depuis l'explosion cambrienne
  • Causes multiples à réactions en chaîne
• Conséquences multiples des extinctions sur :

  • Structure physique des écosystèmes
  • Réseau trophique
  • Végétation
  • Biogéochimie (circulation des nutriments)
  • Climat
• Estimations récentes :

  • Taux d'extinction "normal" = 2 espèces / 10 000 espèces / 100 ans (vertébrés)
  • Taux d'extinction actuel = de 25 à 100 fois ce taux depuis 1900
• Diminution des populations, même pour les espèces qui sont réparties largement
• Les extinctions ne sont pas aléatoires
• 5 extinctions de masse depuis l’explosion cambrienne

  1. Fin de l’Ordovicien
  2. Fin du Dévonien
  3. Fin du Permien
  4. Trias-Jurassique
  5. Fin du Crétacé
• L'extinction est la destinée ultime de toutes les espèces