Programme de formation de l’école québécoise

Savoirs essentiels :: Science et Technologie, 2e cycle du secondaire


Univers vivant (deuxième année du cycle)

Au deuxième cycle du secondaire, les concepts liés à l’écologie sont indispensables pour en arriver à une compréhension approfondie des problématiques environnementales. Cette étude s’articule autour de trois concepts principaux que sont les populations, la dynamique des communautés et celle des écosystèmes.
Orientations Concepts prescrits
Écologie

Plusieurs individus de la même espèce qui occupent le même territoire forment une population. Chaque population est caractérisée par la façon dont elle est distribuée sur un territoire ainsi que par sa densité. L’influence des facteurs abiotiques et biotiques est déterminante dans l’étude de la dynamique des populations. Plusieurs de ces facteurs tels que la natalité, la mortalité, l’immigration et l’émigration jouent un rôle important dans les cycles biologiques de ces populations. Par ailleurs, la reproduction et la survie des individus sont étroitement liées à l’accessibilité aux ressources du milieu.

Une population n’est jamais seule à occuper un territoire. Plusieurs types d’interactions biotiques se produisent entre ces populations qui constituent alors une communauté. Chaque communauté se caractérise par une structure trophique et une abondance relative des espèces qui la composent (biodiversité). La structure trophique, définie par les relations entre les organismes qui forment des réseaux alimentaires, est déterminante pour expliquer la dynamique des communautés.

Ces réseaux alimentaires sont influencés à la fois par les nutriments disponibles à la base de la chaîne alimentaire et par les grands prédateurs au sommet de la pyramide alimentaire. Des modifications dans la structure et la composition des communautés surviennent lorsque des perturbations provoquent un déséquilibre. Dès lors, une série de changements s’opèrent progressivement afin de rétablir l’équilibre dans la communauté : on parle alors de successions écologiques.

L’action des humains et les catastrophes naturelles sont les principaux agents de perturbation au sein des communautés. Un autre facteur peut jouer un rôle important dans la perturbation des relations au sein des communautés. Il s’agit de la présence de micro-organismes pathogènes dans l’environnement (bactéries, virus, champignons, parasites). Certains de ces agents peuvent avoir un effet allergisant, toxique ou même mortel dans certains cas.

Quant aux écosystèmes, ils se caractérisent tous par les relations qu’entretiennent les organismes d’une communauté avec les facteurs abiotiques du milieu. Grâce à l’action des organismes autotrophes, l’énergie entre dans l’écosystème et est transformée en matière organique. Cette productivité primaire (biomasse) a une influence sur la quantité d’énergie totale de l’écosystème. L’énergie solaire qui est convertie en énergie chimique est transmise d’un niveau trophique à un autre par l’intermédiaire de la nourriture et dissipée sous forme de chaleur. À tous les niveaux trophiques, des processus biologiques et géologiques rendent possible la remise en circulation des divers nutriments : on parle alors de recyclage chimique. L’action des micro-organismes et des décomposeurs est cruciale dans le processus de décomposition organique qui permet la remise en circulation des divers éléments inorganiques.

L’étude des changements climatiques et celle du défi énergétique de l’humanité sont particulièrement pertinentes pour comprendre la circulation de l’énergie et le recyclage de la matière au sein des écosystèmes.

Note : L’étude des micro-organismes et des décomposeurs doit se limiter à leur rôle dans l’étude des cycles de décomposition organique et de la remise en circulation des nutriments. Il ne s’agit pas d’en étudier la taxonomie.

  • Étude des populations (densité, cycles biologiques)
  • Dynamique des communautés
    • Biodiversité
    • Perturbations
  • Dynamique des écosystèmes
    • Relations trophiques
    • Productivité primaire
    • Flux de matière et d’énergie
    • Recyclage chimique
Repères culturels possibles

Histoire

Ressources du milieux

Interventions humaines

Événements

Charles Darwin

Alfred Wallace

Hermann Müller

Alfred Hershey

Martha Chase

Musées des sciences naturelles

Biodôme de Montréal

Aires protégées

Jardins zoologiques

Réserves mondiales de l’UNESCO

Groupes environnementaux

Activités de dépollution

Protection de l’environnement

Découverte de la structure de l’ADN

Grandes expéditions scientifiques