Connections biotiques et abiotiques dans les sols

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Cooperations biotiques et abiotiques dans les sols S. Barot IRD, UMR 137 http://millsonia.free.fr/

Plan ��  Introduction ��  Réseaux trophiques ��  Compétition ��  Symbioses ��  Activités d'ingénieur ��  Signalisation ��  Conclusion ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Introduction ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Comment classer les communications entre organismes dans les sols? ��  Interactions directes/indirectes ��  Interactions réciproques/non réciproques ��  Trophique/non trophiques ��  Suivant l'effet négatif ou positif de l'interaction sur les organismes y member ��  Fourniture d'information ESOL, Interactions Biotiques, Barot

��  Interactions directes/indirectes Organisme 3 Organisme 2 Organisme 2 Organisme 1 Organisme 1 ��  Interactions réciproques/non réciproques Organisme 2 Organisme 2 Organisme 1 Organisme 1 ESOL, Interactions Biotiques, Barot

��  Interactions trophiques Consommation entière de la proie Effet démographique directe Proie-prédateur Consommateur Consommé Consommation partielle de la proie Effet sur la biomasse et indirectement sur la démographie Herbivorie ��  Interactions non-trophiques Organisme 2 Milieu physico-chimique Rétroaction? Organisme ingénieur ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Des limites floues entre le trophique et le non trophique Consommateur MO morte Organisme donneur (mort ou turnover de sa matière vivante) Organisme 2 Organisme fournissant de la MO standard ses activités d'ingénieur ou en consommant de la MO morte modifiée MO morte Le réseau trophique des sols est fondamentalement détritivore!!!!! ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Des limites floues entre le trophique et le non trophique Producteur primaire Nutriments minéraux MO morte Décomposeurs et boucle microbienne Mélange d'activités trophiques et non-trophiques Le réseau trophique des sols conductor aussi à la minéralisation : recyclage des nutriments fournit une ressource aux producteurs primaires et aux small scale organismes ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Suivant l'effet de l'interaction _ 0 + Organisme 2 Organisme 2 Organisme 2 0 Organisme 1 Organisme 1 Organisme 1 Neutralisme Amensalisme Commensalisme Facilitation + Organisme 2 - Organisme 2 Organisme 2 - + - Organisme 1 Organisme 1 Organisme 1 Symbiose ou Mutualisme Compétition Mutualisme entre producteurs primaires et décomposeurs Proie-prédateur ou Herbivorie ou Parasitisme Pour les nutriments minéraux Pour la MO Trophique ou non trophique!!! ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Signalisation Changement de comportement Organisme 1 Information Changement de comportement Information Organisme 2 ��  En chief lieu seulement échange d'information (pas d'énergie ou de matière) ��  Cela peut conduire à tout sort de connection Symbiose, prédation, parasitisme… ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Particularité de l'écologie des sols ��  Mélange intime entre les associations purement biologiques (entre organismes) et entre les communication biologie/pysico-chimie (organismes ingénieurs) ��  Un réseau d'interactions basé sur la consommation de la MO morte ��  Des collaborations reprise mal connues: Description des cooperations Conséquences pour les propriétés des écosystèmes Aspects évolutifs ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Réseaux trophiques ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Description d'un réseau trophique typique ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Notion de course trophique Producteur primaire Prédateur Herbivore ��  Quelle est l'hypothèse? ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Mikola, J., and H. Setälä. 1998. No proof of trophic falls in a test microbial-based soil nourishment web. Environment 79 :153-164. ��  Expérience avec 1, 2 ou 3 niveaux trophiques 10 espèces de bactérie 1 nématode bactérivore 1 nématode prédateur 1 nématode fongivore 10 espèces champignon ��  2 g de litière de Pin sylvestre + 3% de feuille de bouleau (irradié au rayons g ) + 10 mg glucose toutes les deux semaines Pourquoi? ��  32 microcosmes hermétique X 3 traitements Prélévement à 6, 9, 15 et 21 jours ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Résultats ��  Diminution du second niveau trophique standard les prédateurs ��  Effet practically identical sur les bactérivores et fongivores ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Résultats ��  La biomasse microbienne augmente avec l'ajout de 1 ou 2 niveaux trophiques ��  Pas d'effet des prédateurs/un niveau trophique sauf chez les champignons (growth) ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Résultats ��  Expérience avec 1, 2 ou 3 niveaux trophiques ��  La breath augmente avec l'ajout d'un second niveau trophique ��  Pas de différence avec l'ajout du troisième ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Interprétation ��  Les consommateurs secondaires suivent les prédictions (régulation best down standard les prédateurs) ��  Les consommateurs ne suivent pas les prédictions (pas de course trophique) ��  Explications? Incitement de la croissance microbienne standard les microherbivores Stimulation base up de in addition to en in addition to specialty vers la base du réseau trophique Comportement hétérogène des microorganisms ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Contrôle base up? Scheu, S., and M. Shaefer. 1998. Base up control of the dirt macrofauna group in a beechwood on limesone: control of nourishment ressources. Biology 79 :1573-1585. ��  Augmentation des ressources minérales et organiques ��  Regarder remark évolue la biomasse microbienne, la macrofaune ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Dispositif expérimental ��  Sol d'une forêt de hêtre ��  Unité expérimentale de 1 m 2 , séparée standard une barrière plastique enterrée à 10 cm de profondeur ��  Ajout chaque année, standard m 2 , selon un arrange factoriel complet de 2800 g C (glucose), 102 g azote (nitrate+amonium), 7.7 g phosphore (phosphate) ��  3 réplications standard traitement, expérience durant 1 a ��  Combien d'unités expérimentales? 24 ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Effet sur les plantules de hêtre ��  Plus d'azote avec l'ajout d'azote ��  Moins d'azote avec l'ajout de glucose ��  Moins de phosphore avec l'ajout de glucose ��  Moins de phosphore avec l'ajout d'azote (slt sans ajout de phosphore) ��  Interprétation? Compétition plante-microorganism pour N et P. Organisms limités standard le C puis standard le N ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Effet sur les microorganismes ��  Description du scene? Effet square? ��  Notion d'interaction? ��  Comment déterminer le sens des effets? ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Effet sur les microorganismes ��  La breath répond, positivement, essentiellement à l'ajout de carbone ��  La biomasse réagit, positivement, à l'ajout de C surtout en combinaison avec le N et le P ��  Variations suivant la profondeur + ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Interprétation ��  Activités microbiennes limitées d'abord standard l'énergie (Carbone) ��  Microbes limités standard les nutriments surtout pour leur biomasse Cohérence? Nutriments minéraux indispensables pour ""créer"" la biomasse microbienne? Conceivable maintient des organisms inactifs sans ajout de C ��  Conclusion ''réseau trophique'' Il y a bien restriction base up des microorganismes Existence de 2 sorts de ressources Conséquences pour le reste du réseau trophique? ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Effet sur les macroorganismes ��  Effet du C sur les vers ��  Pas d'effet sur les isopodes ��  Effet azote et azote X carbone pour les diplopodes et les chilopodes ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Effet sur les macroorganismes ��  Le glucose accroît la densité de vers ��  Le glucose accroît la biomasse de vers mais seulement sans ajout de N et de P ��  La biomasse de diplopode décroît dans les trt avec N sans C et sans N et avec C ��  La biomasse de scolopendre diminue avec l'ajout de C + ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Interprétation ��  Réponses positive de la macrofaune Limitation de la macrofaune standard les ressources ��  La macrofaune ne suit pas le comportement des microorganismes Compétition entre macrofaune et microorganismes ��  Les scolopendres ne suivent pas le comportement de leur proies potentielles (vers) Effets edifices sur le réseau trophique Effets natural surroundings? ��  Conclusion ''réseau trophique'' Effet base up clair Pas de course nette ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Limitations de l'expérience et problème d'interprétation ��  Quel serait l'effet à in addition to long terme? Conceivable gathering des effets trophiques au niveau démographique Effet sur le long terme des plantes pérennes qui peuvent accaparer les nutriments minéraux ��  La macrofaune n'utilise pas directement les nutriments minéraux ��  La macrofaune détritivore use t-elle directement le glucose? Il y a-t-il directement compétition? ESOL, Interactions Biotiques, Barot

Limitations de l'approche ''réseau trophique'' dans les sols? ��  Très grande diversité, les organismes sont regroupés en très grands groupes trophiques ��  Très grande hétérogénéité spatiale du sol même à petite échelle Quelles sont les espèces vraiment en co