ÉCOSYSTÈME AÉRIEN: CARACTÉRISTIQUES, TYPES ET ANIMAUX - LA BIOLOGIE - 2024

L' écosystème aérien est constitué de tous les facteurs biotiques (êtres vivants) et abiotiques (éléments inertes) qui interagissent dans la troposphère. Au sens strict, c'est un écosystème de transition, car aucun organisme vivant n'achève son cycle de vie complet dans l'air.

La principale caractéristique abiotique de l'écosystème aérien est que le substrat dans lequel il se développe est l'air. Il s'agit d'un mélange de gaz et donc d'un substrat de densité plus faible que terrestre ou aquatique.

Grues (Grus grus) en vol en Espagne. Source: Arturo de Frias Marques

D'autre part, l'atmosphère est l'espace où se déroulent les processus climatiques, en particulier les pluies, les vents et les tempêtes.

Bien que les oiseaux dominent par excellence dans l'environnement aérien, il y a aussi des insectes et des mammifères volants. Dans d'autres groupes d'animaux, tels que les poissons et les reptiles, il existe des espèces capables de voler en plané.

De même, les plantes qui présentent une pollinisation anémophile (par le vent) utilisent l'écosystème aérien comme véhicule pour transporter le pollen. De même, de nombreuses plantes dispersent leurs fruits ou leurs graines par voie aérienne.

Caractéristiques générales

Les écosystèmes aériens se forment principalement dans la partie inférieure de la troposphère, qui est la couche inférieure de l'atmosphère. Cette couche atteint une épaisseur de 16 km à l'équateur et de 7 km aux pôles, en raison du renflement de la rotation de la terre.

Ces écosystèmes, contrairement aux écosystèmes terrestres et aquatiques, n'ont pas de composante biotique permanente. Par conséquent, aucun organisme vivant n'achève son cycle de vie complet dans cet écosystème et il n'y a pas de producteurs primaires, il n'est donc pas autosuffisant.

Les écosystèmes aériens ont trois caractéristiques générales: le substrat est l'air, c'est là que se développent les phénomènes climatiques et la composante vivante est transitoire.

- Composants abiotiques

Parmi les composants abiotiques de l'écosystème aérien se trouve l'air, avec les gaz qui le composent et la vapeur d'eau qui y est incorporée. De plus, il y a une grande quantité de particules de poussière en suspension.

L'air

C'est la composante de la troposphère (couche inférieure de l'atmosphère), directement en contact avec la surface terrestre. L'air est principalement composé de 78,08% d'azote et d'environ 21% d'oxygène, plus du CO2 (0,035%) et des gaz inertes (argon, néon).

Densité

La densité de l'air diminue avec la hauteur et la température, ce qui attribue une caractéristique différentielle importante entre les écosystèmes aériens. Ainsi, dans les zones de haute montagne, l'air sera moins dense que dans les zones au niveau de la mer.

De même, les masses d'air au-dessus des zones désertiques diminuent en densité pendant la journée (températures élevées) et augmentent leur densité la nuit (températures basses).

Température

La troposphère se réchauffe de bas en haut, car l'air est généralement invisible au rayonnement ultraviolet du Soleil. Ce rayonnement frappe la surface de la Terre et la chauffe, la faisant émettre un rayonnement infrarouge ou de la chaleur.

Une partie du rayonnement s'échappe dans l'espace, une autre est retenue par l'effet de serre de certains gaz dans l'atmosphère (CO2, vapeur d'eau).

Les températures de l'air sont moins stables que celles de la terre et de l'eau, variant avec les courants et la hauteur du vent. À mesure que la troposphère s'élève, la température diminue à un taux de 6,5 ºC / km. Dans la partie supérieure de la troposphère (la tropopause), la température descend à -55 ºC.

Humidité

Dans le cadre du cycle de l'eau dans sa phase d'évapotranspiration, de l'eau à l'état gazeux ou de la vapeur d'eau est incorporée dans l'atmosphère. La quantité de vapeur d'eau présente dans l'air (humidité relative) est une caractéristique importante des différents écosystèmes aériens.

L'air des zones désertiques a une humidité relative d'environ 20% à midi et 80% la nuit. Dans l'air de la forêt tropicale humide, une humidité de 58 à 65% est détectée à midi et de 92 à 86% tôt le matin.

Les vents

Les courants d'air. Source: Le téléchargeur original était Ellywa sur Wikipedia néerlandais.

Les différences de température produites par les mouvements de la Terre par rapport au Soleil, génèrent des différences de pression atmosphérique entre les régions. Cela provoque le déplacement des masses d'air des zones de haute pression vers celles de basse pression, générant des vents.

Pluies et tempêtes

La troposphère est le domaine des phénomènes climatologiques, y compris l'accumulation de nuages ​​de vapeur d'eau. L'eau évaporée monte avec les masses d'air chaud et en se refroidissant, elle se condense autour des particules en suspension, formant des nuages. Lorsque la charge d'eau condensée atteint un point critique, la pluie se produit.

Tempêtes, ouragans, tornades

Les tempêtes, qui dans certains cas se transforment en ouragans avec des vents forts et des pluies torrentielles, sont une autre perturbation qui affecte l'écosystème aérien. Les tempêtes sont des phénomènes météorologiques qui se produisent lorsque deux masses d'air avec des températures différentes se font face.

Dans d'autres cas se forment des tornades, qui sont des colonnes d'air tournant à très grande vitesse dont le sommet entre en contact avec la terre.

Particules de poussière

Une autre composante abiotique de l'écosystème aérien est la poussière (petites particules de matière en suspension). Les vents et l'évaporation entraînent les particules de la surface de la terre et des plans d'eau dans la troposphère.

Poussière saharienne. Source: Banque d'images géologiques

Par exemple, chaque année, un nuage de poussière des déserts africains se déplace chaque année vers l'Amérique. Ce sont environ des centaines de millions de tonnes de poussière qui traversent l'océan Atlantique et se déposent à différents endroits en Amérique.

La concentration de poussières du Sahara dans certaines régions d'Amérique peut atteindre 30 à 50 microgrammes par mètre cube.

- Composants biotiques

Comme indiqué, il n'y a aucun être vivant qui complète son cycle biologique dans l'écosystème aérien. Cependant, la présence d'une grande diversité de microorganismes terrestres et marins dans la troposphère a été détectée.

Bactéries, champignons et virus

Des bactéries en suspension, des spores fongiques et des virus ont été détectés dans des échantillons d'air prélevés par des avions de la NASA. En ce sens, des études sont en cours pour déterminer si certaines espèces de bactéries sont capables d'exercer des fonctions métaboliques dans cet environnement.

Bactérie. Source: NIAID

Les bactéries sont emportées au large de la surface de la mer ou entraînées avec la poussière terrestre par les vents et les masses d'air chaud montantes. Ces bactéries vivent dans les particules de poussière et les gouttelettes d'eau en suspension.

Pollen et spores

Les autres composants vivants qui traversent l'écosystème aérien sont les grains de pollen et les spores. Les spermatophytes (plantes à graines) effectuent leur propagation sexuelle par la fusion du grain de pollen et de l'ovule.

Grains de pollen. Source: Installation de microscope électronique du Dartmouth College

Pour que cela se produise, le grain de pollen (gamète mâle) doit voyager jusqu'à l'ovule (gamète femelle). Ce processus se produit soit par le vent, par les animaux ou par l'eau.

Dans les cas de pollinisation par le vent (anémophile) ou par des animaux volants (zooidiophile), le pollen devient une partie transitoire de l'écosystème aérien. La même chose se produit avec les spores qui composent la structure de propagation des fougères et autres plantes sans pépins.

Les animaux

Il existe un grand nombre d'animaux qui se sont adaptés pour entrer dans l'écosystème aérien. Parmi ceux-ci figurent les oiseaux volants, les insectes volants, les mammifères volants, les reptiles volants et même les poissons volants.

Types d'écosystèmes aériens

Les approches de l'environnement aérien en tant qu'écosystème sont rares et, en ce sens, il n'y a pas de classifications qui différencient les types d'écosystèmes aériens. Cependant, dans le contexte de la troposphère, il existe des différences entre les régions, à la fois dans le sens latitudinal et longitudinal, ainsi que verticalement.

Zonage latitudinal

L'écosystème aérien varie en altitude, pression et température entre l'équateur et les pôles. De même, il varie selon que la colonne d'air est au-dessus de la terre ou de la mer.

Par conséquent, les êtres vivants qui traversent l'écosystème aérien varient en fonction de la région où se trouve la colonne d'air.

Zonage vertical

Au fur et à mesure que vous montez dans la troposphère, les conditions abiotiques de l'écosystème aérien varient également; la température diminue tout comme la densité de l'air. Dans les 5 000 premiers mètres d'altitude, l'écosystème aérien subit l'incursion d'oiseaux et de quelques insectes.

De leur côté, le reste des animaux n'interagit dans cet écosystème qu'à la hauteur des cimes des arbres. De plus, des bactéries et des spores fongiques se trouvent dans l'écosystème aérien au-dessus de 5 000 mètres d'altitude.

Dans le même temps, un zonage territorial se manifeste, constatant que les espèces de bactéries terrestres prédominent sur les terres et les bactéries marines sur la mer.

Animaux de l'écosystème aérien

Il existe divers groupes d'animaux capables de voler ou du moins de planer pour s'aventurer dans les airs. Bien que certains puissent rester jusqu'à des mois de vol, tous doivent à un moment donné quitter cet écosystème pour se nourrir, se reposer ou se reproduire.

- Des oiseaux

Il existe environ 18 000 espèces d'oiseaux dans le monde, dont la plupart sont capables de voler. Les oiseaux ne se déplacent pas seulement dans les airs, beaucoup chassent leurs proies en vol et accomplissent même une partie de leur cycle de reproduction.

Roi Swift (

Cette espèce est capable de rester en vol pendant des mois et selon une étude réalisée, elle peut rester en l'air jusqu'à 200 jours consécutifs.

King Swift (Tachymarptis melba) en vol. Source: Observation des oiseaux à Barcelone

Des études se poursuivent pour déterminer comment cet oiseau parvient à rester en l'air si longtemps et surtout s'il est capable de dormir en vol. Le King Swift n'a pas besoin de s'arrêter pour manger, car il se nourrit d'insectes qu'il attrape en plein vol.

Albatros (Diomedeidae)

Albatros. Source: Duncan Wright

C'est une famille d'oiseaux de mer très performante en vol plané, largement répandue dans le monde. Parmi ses espèces figure l'albatros voyageur ou errant (Diomedea exulans), qui atteint une envergure moyenne de 3 m.

Les albatros à tête grise (Thalassarche chrysostoma) volent à 950 km par jour depuis le sud de la Géorgie, encerclant l'Antarctique. Ces oiseaux mettent 46 jours pour terminer leur voyage.

- Insectes

Les insectes sont le plus grand groupe animal qui existe, à la fois en espèces et en taille de population. De nombreuses espèces d'insectes volent, notamment les abeilles, les guêpes, les mouches, les moustiques, les coléoptères, les homards et autres.

L'abeille (Anthophila)

Fleur visiteuse d'abeille (Source: pixabay.com/)

Les abeilles sont des insectes très appréciés en raison de leur production de miel et de leur rôle dans les plantes pollinisatrices. L'espèce la plus commune dans l'industrie apicole (production de miel) est Apis mellifera.

Ce sont des insectes sociaux et les ouvriers font des voyages constants sur de longues distances à la recherche de pollen et de nectar. Les espèces d'abeilles ont des distances de vol différentes, c'est-à-dire la distance maximale à partir de laquelle elles parviennent à retourner à leur nid.

Dans Melipona sp. la distance maximale enregistrée est de 2,1 km tandis que pour Bombus terrestris, elle est de 9,8 km et pour Apis mellifera, elle est de 13,5 km. Cependant, le maximum enregistré est de 23 km, atteint par l'espèce Euplusia surinamensis.

Le homard (Acrididae)

Cette famille d'insectes comprend environ 7 000 espèces migratrices qui finissent par former d'énormes populations et deviennent des ravageurs. Ils parcourent de nombreux kilomètres en grands essaims, dévorant les cultures et autres plantes qu'ils trouvent sur leur passage.

- Mammifères

Parmi les mammifères qui entrent dans l'écosystème aérien, les chauves-souris (chiroptères) se démarquent. Ce sont les seuls mammifères qui effectuent un vol actif (avec l'impulsion de leurs ailes).

Il existe d'autres mammifères volants ou planeurs passifs comme l'écureuil volant de Sibérie (Pteromys volans) ou l'écureuil d'Amérique centrale (Glaucomys volans).

Parmi les rongeurs, il y a aussi des planeurs comme ceux du genre Idiurus et dans d'autres groupes tels que les dermoptères ou colugos (mammifères placentaires) et les pétauridés (marsupiaux).

- Reptiles

Certaines espèces asiatiques qui ont développé la capacité de fuir fugitivement à travers l'écosystème aérien. Ils font cela en sautant des arbres et en aplatissant leur corps à deux fois leur largeur normale et ils parviennent à planer encore mieux que les écureuils volants.

- Des poissons

Il existe un groupe de poissons dits volants (Exocoetidae) capables de pénétrer temporairement dans l'écosystème aérien pour échapper à leurs prédateurs. Ce sont environ 70 espèces qui ont des nageoires caudales adéquates pour les propulser hors de l'eau.

Poisson volant (Cheilopogon melanurus). Source: Patrick Coin (Patrick Coin)

À partir de cet élan, ces poissons peuvent glisser sur une distance d'environ 50 m, atteignant des vitesses allant jusqu'à 60 km / h. Cette capacité à glisser est due à leurs nageoires pectorales inhabituellement grandes.

Références

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5. Margalef, R. (1974). Écologie. Éditions Omega.
6. Purves, WK, Sadava, D., Orians, GH et Heller, HC (2001). La vie. La science de la biologie.