FAQ - eau et écologie

Qu'est-ce que l'écologie?

L'écologie est l'étude des interactions entre les organismes vivants et leur environnement. Différentes espèces vivant dans le même endroit, interagissant entre elles et avec l'environnement, forment un écosystème. A l'intérieur d'un écosystème il y a plusieurs réseaux alimentaires. Un réseau alimentaire est un ensemble de chaîne alimantaire, il décrit le cycle de la matière: quelles espèces consomment quelles espèces (plantes, animaux, ou les deux) dans un environnament. Un écosystème sain comprens divers organismes qui jouent différents rôles dans diverses chaînes alimentaires. Si l'écosystème perd l'un de ses membres, il peut être gravement endommagé. Par exemple, si les hiboux, réseau alimentaire de la forêt) disparaissaient, les rongeurs pourraient se multiplier à une vitesse importante, envahisssant la région et épuisant les resources que d'autres animaux utilisent aussi.
Les écologistes sont les personnes qui étudient les interactions entre les organismes et leur environnement dans les réseaux alimentaires et autres. Le travail sur le terrain est une part essentielle de l'étude. Il y a aussi des expériences en laboratoire reproduisant les conditions du terrain. La plupart du temps les écologistes étudient l'environnement et les communautés naturels, mais certains font de l'écologie appliqué en utilisant les connaissances écologique dans des écosystèmes dirigés par l'homme, c'est ce qu'on appelle communément les agro-écosystèmes.

Quels type d'environnement aquatiques existent-ils?

Il y a deux types d'environnements aquatiques qui peuvent contenir la vie: l'eau douce et l'eau salée. Le type d'organisme que l'on retrouve en plus grande quantité dépend de la salinité de l'eau. Ce qu'on appelle salinité c'est la quantité de sel dissout dans un volume d'eau. C'est pourquoi on distingue l'eau douce de l'environnement marin  (eau salée) en ce qui concerne les zones de vie aquatiques.
Les récifs de coraux sont un exemple d'environnement marins. Les lacs sont un exemple d'environnement en eau douce.

Quels différents types d'environnement marins y-a-t-il?

Les plus grandes régions de vie aquatique en eau douce ne sont pas difficile à trouver puisqu'il s'agit des océans. Les océans couvrent àpeu près 71% de la surface de la terre et sont très importants pour la préservation de toute la vie sur terre. Les océans jouent un rôle important dans le cycle de l'eau, car les précipitations sont en fait de l'eau provenant des océans qui s'est évaporée, et dans la régulation du climat terrestre. Les océans participent aux cycles d'autres éléments que l'eau. Environ 250 000 espèces de plantes et d'animaux marins vivent dans les océans. Malheureusement; les océans sont aussi des décharges pour les déchetrs humains, en effet les eaux (polluées) de toutes les réserves d'eau se situant dans les terres finissent dans l'océan.
On peut distinguer deux types de zones dans les océans: les zones côtières et la pleine mer. Voici une description des différentes zones cotières et de la pleine mer.

Zones côtières

Les zones côtières ne représenttent que 10% de l'environnement océanique mais elles contiennent 90% des toutes les espèces marines. Les zones côtières sont les zones des océans les plus riches en nutriments.
Les zones cotières peuvent être divisées en différentes zones de vie. Les estuaires sont un premier type de régions cotières. Les estuaires sont des régions closes où les eaux de mer se mélangent à l'eau douce provenant des rivières et des fleuves. Les températures et les niveaux de salinité des estuaires dépendent des débits d'eau salée et d'eau douce.
Dans les régions côtières on peut aussi rencontrer des zones humides. Ces zones humides sont des terres qui sont inondées ou gorgés d'eau salée pendant une partie de l'année (voir toute l'année). Il s'agit de l'habitat de nombreuses espèces et ce sont des lieux de loisirs populaires. Ils aident à maintenir la qualité de l'eau des côtes en filtrant et en déposant polluants et nutriments. Les zones humides côtières sont partuculièrements importantes car elles protègent les terres longeant les côtes des inondations et des dommages dus à l'érosion et aux tempêtes. Aux Etats Unis il y a beaucoup de zones humides côtières. Les baies et les lagons sont des exemples de zones humides. Les plantes et les animaux que l'on paut trouver dans une zones humide côtière sont par exemple de l'herbe et des crevette.
Le long des côtes tropicales où il y a trop de vase pour avoir des zones humides, on peut trouver des marais. Ils protègent le littoral de l'érosion et on y trouve plus de 2000 espèces de poissons, oiseaux et plantes.
Dans les eaux côtières claires et chaudes des tropiques et subtropiques on peut trouver des récifs de corail. ce sont les zones de vie aquatique les plus diversifiées du point de vue biologique. Dans les récifs de coraux beaucoup d'espèces vivent et interragissent avec d'autre dans des relations écologiques complexes. La Grande Barrière de Corail en australie est un exemple de récifs de coraux important.

La pleine mer

La pleine mer ne contient que 10% de toutes les espèces marines. On y distingue trois zones de vie: la zone euphotique, la zone bathyale et la zone abyssale. Cette distinction est basée sur la pénétration de la lumière du soleil.
La zone euphotique est la couche supérieure de l'océan, ou les espèces productrices (utilisants l'énergie du soleil pour produirent leur propre nourriture:plantes vertes) produisent de l'oxygène. Le niveau de nutriments est faible et le niveau d'oxygène dissout est élevé. La zone euphotique représente 90% de la surface océanique, mais on ne peut y trouver qu'environ 10% des espèces de poissons. Le taux de pénétration de la lumière est élevé dans cette zone océanique.
La zone bathyale est à peine éclairée et la zone abyssale est très sombre. Ces zones ne se trouvent qu'en pleine mer et ne contiennent pas de producteurs du fait du manque de pénétration des rayons du soleil. Dans la zone abyssale l'eau est très froide et les niveau d'oxygène dissout sont très faible. Il y a beaucoup de nutriments qui subviennent aux besoins de beaucoup d'espèce que l'on trouve en pleine mer. Au-dessous de la zone abyssale, au fond des océans, il y a beaucoup d'espèces de décomposeurs, c'est à dire des espèces transformant la matière organique morte en nutriments. 

Vue d'ensemble des zones océaniques:

Quelles sont les différentes zones d'eau douce?

On considère que l'on est dans un environnement d'eau douce lorsque la concentration en sel dissout est inférieure à 1%. On peut tout d'abord distinguer deux types de réservoires d'eau douce: les lacs, mares et zones humides se trouvant dans les terres où l'eau est dormante (étendue d'eau qui ne présente pas d'écoulemnt) et les rivières et les fleuves où l'eau est courante. Seul 1% de la surface de la Terre est recouvert d'eau douce. Cependant, environ 41% de toutes les espèces connues de poissons vivent en eau douce. Le ruissellement dans la terre approvisionnent l'eau en azote, phosphore.
Voici une description des différentes zones d'eau douce que l'on peut trouver.

Réservoirs d'eaux dormantes 

Les lacs et les mares sont de grandes étendues naturelles d'eau douce. Elles sont essentiellement alimentées par l'eau de pluie et la fonte des neiges et elles constituent différentes zones. 
On distingue tout d'abord dans les lacs d'eau douce la zone littorale. La zone littorale se trouve près du rivage où les plantes à racines poussent. C'est la zone la plus productive des lacs, car elle reçoit beaucoup de lumière et aussi beaucoup de nutriments grâce au ruissellement. La zone littorale contient des plantes flottantes, des plantes de surface, des plantes submergées et du phytoplancton. Il y a aussi une grande quantité de décomposeurs (pour la définition voir question précédente) et d'autres espèces animales telles que les grenouilles, les poissons, les insectes.
Après la zone littoral se trouve la zone limnétique. il s'agit de la surface des lacs (qui s'étend à la profondeur où la lumière peut pénétrer). Selon les nutriments disponibles cette zone contient du phyto et du zooplancton, et divers espèces de poissons.
Ensuiter se trouve la zone d'eau profonde. Il s'agit des eaux profondes et sombres qui ne peuvent être atteintes par la lumière du soleil. Dans cete zone on ne peut trouver que des poissons qui peuvent survivre en eau froide et sombre. 
Enfin, au fond de ces réservoirs se trouvent une autre zone appelée la zone benthique pricipalement habitées par les décomposeurs et les larves d'insecte.

Réservoirs d'eaux courantes 

Les eaux  de précipitation ruissellent dans le sol jusqu'à rejoindre une rivière ou un fleuve, et elles rejoignent alors la mer. On rencontre trois types de zones, qui ont chacune leurs propres conditions expérimentales. De ce fait les espèces rencontrées dans les différentes zones ne sont pas les mêmes. 
Dans le premier type de zones, l'eau claire et froide s'écoule dans des chutes et des rapides. Lorsque l'eau chute, une quantité importante d'oxygène de l'air se dissout dans l'eau. Dans ce type de zone les plantes telles que la mousse et les algues et les poissons tels que les truites sont les plus communs. On peut trouver quelques espèces de plancton et les poissons ont en général un corps plat. 
Dans le deuxième type de zone il y a moins d'obstacle et les écoulements sont plus larges et plus profonds. l'eau est plus chaude et contient moins d'oxygène, il y a donc plus d'espèces productrices telles que le phytoplancton dans cette zone. 
Dans le troisièmes type de zone les eaux de rivières ont rejoins de plus profond et plus large fleuves. L'eau est encore plus chaude et contient encore moins d'oxygène. L'eau se déplace lentement et contient des producteurs tels que les cyanobactéries et les algues, aussi bien que des plantes aquatiques à racines. A cause de l'érosion l'eau est souvent boueuse et pleine de solides en suspension. Les nutriments des eaux courantes proviennent en général des ruissellements.

Vue d'ensemble des zones d'eau douce:

Quelles espèces vivent dans les zones aquatiques et comment interragissent-elles?

L'eau douce et l'eau salée contiennent toutes les deux une large variété d'espèce, qui interagissent toutes avec une autre dans divers réseau alimentaires. Un réseau alimentaire est un système dans lequel certains organismes en consomment d'autres, plantes ou animaux, pour former un système viable dans lequel les espèces sont en équilibre et n'évoluent pas vers la surpopulation. 
Les principaux orgenismes dans les écosystèmes aquatiques sont des organismes très petits, flottant librement, qu'on appelle plancton (ne peut s'affranchir des mouvement de l'eau), des organismes pouvant se mouvoir indépendemment des mouvement de l'eau formant le necton, des organimes habitant dans les fonds appelés benthos et décomposeurs, tels que les bactéries.
Le plancton est permet à beaucoup d'espèces de vivre car il est consommé par elles. Le phytoplancton est le type de plancton le plus important car il est constitué de producteur. Ce qui signifie qu'il produit de la matière qui va permettre à d'autres organismes marins de vivre, comme par exemple de l'oxygène. Le phytoplancton est aussi le plancton qui est le plus consommé. Les autres types de plancton sont soit des demi-producteur (nanoplancton) ou des consommateurs (zooplancton).
Le Necton est un groupe de consommateurs plus grands et pouvant nager, qui se nourrit de plancton ou d'autres consommateurs. Les poissons et les tortues par example appartiennent au Necton.
Les huîtres et les langouste sont des exemples de benthos, les organismes aui vivent dans les fonds.
Les décomposeurs ont une seule tâche dans l'écosystème aquatique: casser (décomposer) la matière organique. Ils décompose les plantes mortes et les restes d'animaux en nutriments, qui peuvent être utilisés par les producteurs pour fabriiquer la matière nécessaire à la vie.

Pour simplifier l'explication on a alouté une représentation schématique :

(les flèches représentent les flux de matières, les flèches en pointillés représentent la consommation)

Les décomposeurs ne commence à décomposer la matière que lorsqu'elle est morte.

Quels sont les facteurs limitants pour la vie aquatique?

Les environnements aquatiques ont beaucoup d'avantages. L'eau a beaucoup de propriétés et de ce fait c'est un environnement unique.
La pression de l'eau fournit un support physique, les fluctuations de températures sont très limitées, ce qui limite les risques pour les animaux aquatiques de souffrir de surchauffe. les nutriments nécessaire sont directement disponible, car ils sont dissout dans l'eau. Quand des toxines pénètre dans l'eau alles sont rapidement transformées ou dispersées.

Il y a donc beaucoup de côtés positifs à vivre sous l'eau. Cependant il y a aussi d'autres facteurs qui limitent la vie aquatique. Les facteurs qui déterminent quelles formes de vie pourront survivre dans ce type d'environnement sont:
- La température
- L'accès à la lumière du soleil
- les concentrations d'oxygène dissout
- la disponibilité en nutriments tels que l'azote ou le phosphore.

En général la température de l'eau diminue vec la profondeur, car plus la profondeur est importante moins les rayons du soleil pourront pénétrer. La plupart des organismes aquatiques ont une tolérance limitée au changement de température, mais ils n'ont pas besoin de plus car la température ne subit pas de grand changement sous la surface de l'eau. Cependant lorsque un changement soudain de température arrive, cela a des effets signifiants sur les performances et la survie des organismes aquatiques. 
La lumière du soleil ne peut pénétrer dans l'eau que jusqu'à une profondeur d'environ 30 mètres sous la surface. Les producteurs ont besoin de la lumière du soleil pour produire de l'oxygène et les autres substances nécéessaires à la survie des consommateurs. La production ne peut donc se faire que dans la zone ou les rayons du soleil peuvent pénétrer. La matière en suspension peut interférer avec la pénétration de la lumière, ce qui peut diminuer la taille de cette zone où la production a lieu.
L'oxygène de l'écosystème aquatique provient de l'atmosphère et de la production du phytoplancton. Les concentrations en oxygène dissout provenant de l'atmosphère dépendent de la température de l'eau. Lorsque le niveau d'oxygène dissout tombe sous les 3 ppm beaucoup de consommateurs comme les poissons et le zooplancton, meurent. 
Ce qui fait de la concentration en oxygène et de la température deux facteurs limitants très importants pour les zones aquatiques. Le niveau d'oxygène dissout, tout comme la température, diminue avec la profondeur.
L'approvisionnement en nutriment est en général satisfaisant dans les écosystèmes d'eau douce. Cependant, en pleine mer l'approvisionnement en nutriments est souvent restreint. ces nutriments sont un facteurs limitant important pour la productivité dans les zones aquatiques. Le phosphore est le principale nutriment limitant dans les zones d'eau douce alors que dans les eaux salées le principle nutriment limitant est l'azote.

Quelle est l'impact des hommes sur le milieu aquatique?

Le désir des hommes de vivre près des côtes a aider à la dégradation des zones aquatiques. Aujourd'hui environ deux tiers de la population mondiale vivent près des côtes. Les zones humides ainsi que d'autres régions côtières ont été asséchées afin de gagner des terres pour le développement urbain. 
La plupart des réservoirs d'eau sont maintenant sévèrement pollués, car on y a déversé les eaux usées pendant longtemp, avant de réaliser que c'était très mauvais pour la qualité de l'eau. Les régions côtières sont particulièrement sensible aux pollutions toxiques car elles sont des décharges pour les pesticides, les métaux lourds et autres polluants, qui s'accumulent à des niveaux importants. Les écoulements des usines de traitements des eaux d'égout et autres menacent aujourd'hui toutes les zones aquatiques et on essait de résoudre ce problème.
La pêche est une activité humaine qui menace sérieusement la vie en milieu aquatique. Les gens ne savent pas où s'arrêter, et la pêche en excès est devenu un problème commun dans les océans et les eaux continentales.
On essaie actuellement de protéger les récifs de coraux car on est déjà responsable de la destruction de 10% des récifs de coraux. les récifs de coraux sont les écosystèmes les plus largement développés sur terre, avec une énorme variété de plantes et d'animaux. Mais protéger ces récifs est très couteux et complexe. Seul la moitié des pays ayant des récifs de coraux ont les ressources pour les protéger.
Les zones humides et les marais sont en train de disparaître car les gens les transforment en terres cultivées, ou les utilisent pour l'exploitation minière, l'exploitation des forêts, l'extraction du pétrole et du gaz et les routes. Beaucoup de zones humides ont déjà été transformées. Aujourd'hui les organisations de protection de la nature essaient de restaurer les zones humides. Cependant cela coute cher et il n'y a aucune garantie que la zone restzurée ressemble à la zone naturelle qui s'y trouvait avant.

Pour les termes techniques concernant l'eau consultez notre glossaire de l'eau, ou retournez au sommaire des FAQ.