Interaction biologique

Le noyer noir sécrète par sa racine une substance chimique qui nuit aux plantes voisines, un exemple d' antagonisme compétitif .

En écologie , une interaction biologique désigne l'effet réciproque entre deux organismes vivant au sein d'une même communauté . Ces organismes peuvent appartenir à la même espèce (interactions intraspécifiques) ou à des espèces différentes (interactions interspécifiques). Ces effets peuvent être de courte ou de longue durée ; dans les deux cas, ils influencent souvent fortement l' adaptation et l'évolution des espèces concernées. Les interactions biologiques englobent un large éventail de formes, allant du mutualisme , bénéfique aux deux partenaires, à la compétition, nuisible aux deux. Les interactions peuvent être directes, lorsqu'un contact physique est établi, ou indirectes, via des intermédiaires tels que le partage de ressources, de territoires, de services écosystémiques, de déchets métaboliques, de toxines ou d'inhibiteurs de croissance. Ce type de relation peut être mis en évidence par l'effet net, calculé à partir des effets individuels résultant de la relation sur chaque organisme.

Plusieurs études récentes suggèrent que les interactions non trophiques entre espèces, telles que la modification de l'habitat et les mutualismes, peuvent être des déterminants importants de la structure des réseaux trophiques. Cependant, il reste à déterminer si ces résultats sont généralisables à l'ensemble des écosystèmes et si les interactions non trophiques affectent les réseaux trophiques de manière aléatoire ou si elles ciblent des niveaux trophiques ou des groupes fonctionnels spécifiques.

Edward Haskell a proposé en 1949 une approche intégrative du sujet, en suggérant une classification des « co-actions » et durables sont décrites comme des symbioses ; les symbioses mutuellement bénéfiques sont dites mutualistes .

Le terme symbiose a fait l'objet d'un débat centenaire quant à sa signification : devait-il désigner spécifiquement le mutualisme, comme chez les lichens , ou les parasites qui tirent profit de leur interaction ? Ce débat a donné lieu à deux classifications des interactions biotiques : l'une fondée sur la durée (interactions à court et à long terme) et l'autre sur l'intensité de l'interaction (compétition/mutualisme) ou son impact sur la valeur sélective individuelle, selon l' hypothèse du gradient de stress et le continuum mutualisme-parasitisme . La théorie des jeux évolutionnaires , notamment les hypothèses de la Reine Rouge , du Roi Rouge et de la Reine Noire, a démontré l'importance d'une classification basée sur l'intensité de l'interaction.

La prédation est une interaction à court terme, au cours de laquelle le prédateur, ici un balbuzard pêcheur , tue et mange sa proie.

Les interactions à court terme, telles que la prédation et la pollinisation , sont extrêmement importantes en écologie et en évolution . Bien que de courte durée (un prédateur tue et mange une proie, un pollinisateur transfère le pollen d'une fleur à une autre), elles sont extrêmement durables quant à leur influence sur l'évolution des deux partenaires. De ce fait, ces derniers coévoluent .

Prédation

la vue , l'ouïe ou l'odorat . De nombreux animaux prédateurs, vertébrés et invertébrés , possèdent des griffes ou des mâchoires acérées pour saisir, tuer et découper leurs proies. Parmi les autres adaptations, on peut citer la furtivité et le mimétisme agressif qui améliorent l'efficacité de la chasse. La prédation exerce un puissant effet sélectif sur les proies, les incitant à développer des adaptations antiprédatrices telles que des colorations d'avertissement , des cris d'alarme et autres signaux , le camouflage , ainsi que des épines et des substances chimiques défensives. La prédation est un moteur majeur de l'évolution depuis au moins le Cambrien .

Pollinisation

les insectes ( entomophilie ), certains oiseaux ( ornithophilie ) et certaines chauves-souris , transfèrent le pollen de la partie mâle de la fleur à la partie femelle, permettant ainsi la fécondation , en échange de pollen ou de nectar. Ces partenaires ont coévolué au cours des temps géologiques ; dans le cas des insectes et des plantes à fleurs , cette coévolution se poursuit depuis plus de 100 millions d’années. Les fleurs pollinisées par les insectes présentent des structures adaptées , des couleurs vives, des motifs, des parfums, du nectar et un pollen collant, afin d’attirer les insectes, de les guider pour la collecte et le dépôt du pollen, et de les récompenser pour ce service. Les insectes pollinisateurs, comme les abeilles, sont adaptés pour détecter les fleurs par leur couleur, leurs motifs et leur parfum, pour collecter et transporter le pollen (par exemple grâce à des soies formant des corbeilles à pollen sur leurs pattes postérieures), et pour collecter et transformer le nectar (dans le cas des abeilles domestiques , pour la fabrication et le stockage du miel ). Les adaptations de chaque côté de l'interaction correspondent aux adaptations de l'autre côté et ont été façonnées par la sélection naturelle en fonction de leur efficacité de pollinisation.

dispersion des graines

graines loin de la plante mère. Les plantes ont une mobilité limitée et dépendent de divers vecteurs de dissémination pour transporter leurs propagules, notamment des vecteurs abiotiques comme le vent et des vecteurs vivants ( biotiques ) comme les oiseaux. Les graines peuvent être dispersées individuellement ou collectivement, et ce, dans l'espace et dans le temps. Les modalités de dissémination des graines sont largement déterminées par le mécanisme de dissémination, ce qui a des implications importantes pour la structure démographique et génétique des populations végétales, ainsi que pour les schémas de migration et les interactions entre espèces. Il existe cinq principaux modes de dissémination des graines : la gravité , le vent, la dissémination balistique, l'eau et les animaux. Certaines plantes sont sérotineuses et ne dispersent leurs graines qu'en réponse à un stimulus environnemental. La dissémination implique le détachement d'une diaspore de la plante mère.

Interactions à long terme (symbioses)

Les six types possibles de relations symbiotiques , allant du bénéfice mutuel au préjudice mutuel

Les six types possibles de symbiose sont le mutualisme, le commensalisme, le parasitisme, le neutralisme, l'amensalisme et la compétition. Ils se distinguent par le degré de bénéfice ou de préjudice qu'ils causent à chaque partenaire.

mutualisme

la capacité de charge . Les interactions similaires au sein d'une même espèce sont appelées coopération . Le mutualisme peut être classé selon le degré d'association, la symbiose étant la forme la plus proche, souvent confondue avec le mutualisme. L'une des espèces impliquées, voire les deux, peut être obligatoire , c'est-à-dire qu'elle ne peut survivre à court ou à long terme sans l'autre. Bien que le mutualisme ait historiquement reçu moins d'attention que d'autres interactions telles que la prédation , il constitue un sujet important en écologie. On peut citer comme exemples la symbiose de nettoyage , la flore intestinale , le mimétisme müllérien et la fixation de l'azote par les bactéries dans les nodosités racinaires des légumineuses .rémora vivant avec un lamantin . Les rémoras se nourrissent des excréments du lamantin. Ce dernier n'est pas affecté par cette interaction, car le rémora ne puise pas dans ses ressources.

Parasitisme

parasite , vit sur ou dans un autre organisme, l' hôte , lui causant un préjudice, et est structurellement adapté à ce mode de vie. Le parasite se nourrit soit de l'hôte, soit, dans le cas des parasites intestinaux, consomme une partie de sa nourriture.

Neutralisme

Le neutralisme (terme introduit par Eugene Odum ) décrit la relation entre deux espèces qui interagissent sans s'influencer mutuellement. Il est pratiquement impossible de prouver des exemples de neutralisme absolu ; en pratique, ce terme est utilisé pour décrire des situations où les interactions sont négligeables ou insignifiantes.

Amensalisme

La litière de feuilles de ces eucalyptus contient des substances chimiques qui inhibent la croissance de l'herbe à proximité des arbres.

L'amensalisme (terme introduit par Edward Haskell ) est une interaction où un organisme nuit à un autre sans en retirer aucun avantage ni coût . Ce processus unidirectionnel peut reposer sur la libération, par un organisme, d'un ou plusieurs composés chimiques ayant un effet négatif sur un autre ; on parle alors d'allélopathie . Un exemple en est la production microbienne d'antibiotiques capables d'inhiber ou de tuer d'autres micro-organismes sensibles. Un autre exemple est celui de la litière de feuilles d'arbres tels que le pin ponderosa ou les eucalyptus , qui empêche l'implantation et la croissance d'autres espèces végétales.

Un exemple flagrant d'amensalisme est celui des mammifères ongulés qui piétinent l'herbe. Si la présence de l'herbe n'a que des effets néfastes négligeables sur le sabot de l'animal, elle souffre en étant écrasée. L'amensalisme englobe également les interactions compétitives fortement asymétriques, comme celles observées entre le bouquetin ibérique et les charançons du genre Timarcha , qui se nourrissent tous deux du même type d'arbuste. Alors que la présence du charançon n'a quasiment aucune influence sur la disponibilité de la nourriture, la présence du bouquetin a un impact négatif considérable sur les populations de charançons, car il consomme l'arbuste et ingère ainsi les charançons.

Concours

Compétition entre mâles chez le cerf élaphe

La compétition peut être définie comme une interaction entre organismes ou espèces, où la valeur sélective de l'un est diminuée par la présence de l'autre. Elle porte souvent sur des ressources limitées telles que la nourriture , l'eau ou le territoire , ou encore sur l'accès aux femelles pour la reproduction. La compétition entre individus d'une même espèce est dite intraspécifique , tandis que la compétition entre individus d'espèces différentes est dite interspécifique . Selon le principe d'exclusion compétitive , les espèces les moins aptes à concourir pour les ressources doivent s'adapter ou disparaître . Cette compétition pour les ressources, au sein des espèces et entre elles, joue un rôle crucial dans la sélection naturelle .

Classification basée sur l'effet sur la forme physique

Les interactions biotiques peuvent varier en intensité (force de l'interaction) et en fréquence (nombre d'interactions dans un laps de temps donné). On distingue les interactions directes lorsqu'il y a contact entre les individus et les interactions indirectes en l'absence de contact ; l'interaction se produit alors par l'intermédiaire d'une ressource, d'un service écosystémique, d'une toxine ou d'un inhibiteur de croissance. Ces interactions peuvent être directement déterminées par les individus (de manière fortuite) ou par des processus stochastiques (accidentels), par exemple les effets secondaires qu'un individu peut avoir sur un autre. Elles se répartissent en six grands types : la compétition, l'antagonisme, l'amensalisme, le neutralisme, le commensalisme et le mutualisme.

Interactions non trophiques

réseaux trophiques et la dynamique trophique en influençant les espèces présentes et l'intensité des liens trophiques Il est nécessaire d'intégrer les interactions trophiques et non trophiques dans les analyses de réseaux écologiques . Les quelques études empiriques menées sur ce sujet suggèrent que les structures des réseaux trophiques (topologies des réseaux) peuvent être fortement influencées par les interactions entre espèces en dehors du réseau trophique . Cependant, ces études ne portent que sur un nombre limité de systèmes côtiers, et la généralisation de ces résultats reste incertaine. Il n'est pas encore établi si les interactions non trophiques affectent spécifiquement certaines espèces, certains niveaux trophiques ou certains groupes fonctionnels au sein du réseau trophique, ou si elles modulent indifféremment les espèces et leurs interactions trophiques dans l'ensemble du réseau. Les espèces sessiles , généralement peu trophiques, semblent tirer davantage profit que les autres de la facilitation non trophique , bien que cette facilitation profite également aux espèces plus trophiques et plus mobiles.