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L’énergie de l’environnement et les besoins des animaux
La planète fournit une certaine énergie. Celle-ci se disperse en chaleur, est consommée et en partie recyclée par les consommateurs que sont les organismes vivants.
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LES NIVEAUX TROPHIQUES
à partir des ressources initiales naturelles de la biomasse, chaque niveau trophique bénéficie d’une certaine quantité d’énergie qui se réduit d’une unité à chaque étage.
ils vont déterminer les capacités porteuses.
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Carrying Capacity – Capacité porteuse : C’est la taille maximale d’une certaine population qu’un milieu donné peut supporter (alimenter en énergie).
Chaque niveau trophique va se voir correspondre une capacité de développement dépendant de la biomasse de l’endroit. Elle sera donc très variable en fonction des environnements. Exemples : la capacité porteuse sera :
– Riche et abondante dans les régions riches en matière organique et en renouvèlement de cette biomasse à disposition par exemple dans les régions tropicales, où la richesse des milieux va supporter plus de populations en nombres d’individus de façon continue,
– ou alors pauvre dans les régions où la vie est moins prolifique,
– Sera plus stable dans les régions sans effet saisonnier, ou avec des très grandes variations en fonction des saisons dans les régions polaires : beaucoup de plancton en été pour les baleines, et très peu de plancton en hiver, les baleines n’y viennent pas.
Les populations Inuits ont ainsi besoin d’un territoire beaucoup plus grand que les populations des forêts tropicales, les Inuits doivent s’adapter et se déplacer plus que les populations tropicales.
Donc, quand on est en haut de la pyramide, pour les super-prédateurs, il faut une biomasse de base qui soit très riche. Ainsi les chimpanzés n’ont besoin que d’un territoire de quelques km carrés, alors que les chasseurs-cueilleurs ont parfois besoin de 60 000 km2 !
COMMENTAIRE : l’homme est un super-prédateur et a donc besoin d’une grande quantité d’énergie. Il a donc besoin d’un grand territoire.
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L’utilisation de l’énergie chez l’homme
Cette énergie va être consommée de différentes manières, en moyenne :
– Le métabolisme basal, c’est la dépense énergétique de base, celle qui fait fonctionner le corps.
– L’activité physique
– L’énergie de la digestion
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L’extraction de l’énergie + la consommation de l’énergie va être modulée par la modification de l’environnement par l’homme.
Par exemple, les vêtements, les habitats permettent de consommer moins d’énergie basale pour maintenir la température du corps à 37°C.
Le vélo permet de consommer moins d’énergie pour se déplacer. Et le train encore plus, et la voiture aussi etc…
Une intervention humaine sur les aliments passe notamment par la réduction de l’énergie pour consommer les aliments et donc absorber leur énergie. Par exemple
– en coupant les aliments en petits morceaux pour pouvoir les manger plus facilement. Avoir un couteau et une fourchette constitue une énorme économie d’énergie. D’où entre autres la réduction du système masticateur.
– par la cuisson pour réduire l’énergie nécessaire à la digestion. Ceci concerne notamment un certain nombre d’aliments végétaux ou de légumineux qui seraient très difficiles à métaboliser sans cuisson. On pense d’ailleurs que la cuisson ne se faisait généralement pas comme on l’imagine par un barbecue, mais plutôt par d’autres moyens.
La répartition de la consommation d’énergie chez l’homme
On pense qu’au fil de l’évolution, l’homme a réduit la dépense énergétique de certains postes pour la réallouer à d’autres.
Par exemple même si l’image est un peu simpliste, la cuisson des aliments a permis de réduire l’énergie nécessaire au tractus digestif, le cerveau a pu bénéficier de plus d’énergie.
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Les grandes fonctions de l’allocation de l’énergie au fil de la vie
A partir de l’extraction de l’énergie de son environnement, chaque organisme doit assurer trois grandes fonctions pour perpétuer son espèce :
– La croissance
– la reproduction
– la réparation (l’entretien constant)
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Stratégies d’allocation ou Théories de l’histoire de vie
Chaque espèce possède ses propres stratégies d’allocation de l’énergie.
Par exemples :
L’éléphant : Met beaucoup d’énergie dans la croissance (grands animaux) et la réparation (longue existence)
L’éphémère : très petite, produit des larves dans le milieu aquatique, qui vont y séjourner pendant parfois des années avant d’éclore. Elle a une vie si courte qu’elle n’a jamais développé de système masticatoire ni de tractus digestif, ce qui lui permet de ne rien investir dans la digestion ni dans la réparation et très peu dans la croissance, mais tout dans la reproduction.
Certaines espèces ont des capacités d’extraction d’énergie bien plus grandes que d’autres. Ainsi, certains veulent à la fois la grosse voiture et à la fois la grande maison.
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Traits de Vie
Stratégies de reproduction
(stratégie R et K sont des termes utilisés par les chercheurs écologistes)
Stratégie R : grand nombre de petits avec forte mortalité dans un milieu instable, les parents ne s’en occupent pas, grandissent vite, vie courte.
Par exemple, les tortues pondent des centaines d’œufs dans un environnement très risqué. L’huitre produit 500 Millions de petits.
Stratégie R : Un seul petit, dans un milieu stable / prévisible à risque faible, les parents s’en occupent, Ex : l’Eléphant un seul petit, qui sera élevé très longtemps avant d’atteindre sa maturité.
Certaines espèces trouvent des compromis entre ces deux modèles de stratégies. L’homme est un primate de très grande taille ayant une vie longue.
Longévité : Proportionnelle à la taille chez les primates.
REMARQUE sur les oiseaux : On remarque que les oiseaux ont une longévité plus grande proportionnellement à la taille. Peut-être parce que le fait de voler les prémunit des dangers. D’ailleurs les mammifères volants ont aussi une vie plus longue, et les oiseaux non volants ont une vie plus courte.
REMARQUES SUR LE MILIEU : Un chimpanzé a une longévité de 40 ans, mais s’il est placé dans un milieu humain , il peut atteindre le même âge que l’homme.
Une reproduction plus tardive chez la Femme
la durée de reproduction est un peu plus courte chez la femme que chez la femelle chimpanzé, mais ce n’est pas à cause de la ménopause,mais parce que la femme entre dans l’âge de reproduction plus tardivement.
Avant de se reproduire, la Femme va avoir bénéficié d’une période d’éducation plus longue, d’un environnement plus sécure et plus mature. Cela lui donne plus de chance de donner naissance à un petit viable, que chez la petite chimpanzé qui donne naissance à l’âge de 10 ans. Donc bien que la période de reproduction soit moins longue, avec un début plus tardif, la fécondité est meilleure chez la femme.
Notamment, on pense que chez les hommes, la pression adaptative a mené les femmes à être les plus fécondes au début de l’âge adulte.
L’âge du sevrage est nettement plus tardif chez le chimpanzé ,autour de 4 ans, chez l’homme autour de 2 ans et demi. Du coup l’intervalle entre deux naissance est plus court chez la femme.
L’homme est un reproducteur coopératif
De plus la femelle chimpanzé élève son petit tout seul, alors que la femme va être aidée par toute la famille ou la tribu, ce qui est un des grandes différences de l’homme. Il y a donc transferts d’énergies interindividuels chez l’homme. On a notamment observé que l’intervalle de naissance chez la femme varie en fonction de l’apport énergétique par les pères.
Taille et Fécondité
à l’intérieur d’une espèce on observe des variations dans les stratégies de fécondité, notamment en fonction de la capacité d’extraction d’énergie de son environnement.
Chez l’homme on peut notamment observer que la plus grande fécondité est liée à une plus petite taille des enfants, et inversement. Acta = les Pygmées, qui ont des enfants plus petits et une plus grande fécondité; On voit que la courbe est très cohérente : plus les enfants sont grands, moindre est la fécondité, en relation avec les besoins énergétiques et l’environnement : plus la consommation d’énergie est grande, moins il y a de petits. Le métabolisme est relatif à cette capacité d’extraction de l’énergie.
L’extraction d’énergie et l’industrialisation
Comme vu plus haut, chaque niveau trophique bénéficie de son allocation d’énergie fournie par son environnement, donné par le niveau inférieur. Si on considère qu’un homme « consomme » l’énergie de 100 Watts de son environnement naturel, on peut aujourd’hui ajouter l’énergie qu’il tire des créations industrielles qui lui en donnent. Ainsi dans une etude de Moses & Brown de 2003, un homme consomme non pas 100 watts mais plus de 10 000 watts par tête. Ainsi on observe qu’une américaine moyenne avec sa consommation de 12 000 Watts a une fécondité qui s’abaisse à celle des grands singes.
On peut ainsi aussi calculer le coût d’un petit d’homme qui de sa naissance à son âge adulte « coûte » 233 000 Dollars (en 2015), ce qui limite aussi la capacité de reproduction par le coût.
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Les espèces animales ont des stratégies d’extraction de l’énergie et de l’allocation qu’elles font de l’énergie extraite de leur environnement.
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La femme a une fécondité très faible avec un âge d’entrée dans la période reproductive plus tardive que les autres primates et une durée de reproduction totale jusqu’à la ménopause qui est donc plus faible. Mais elle arrive à faire plus d’enfants dans une vie de femme que les autres primates, dû au développement de la coopération, les autres membres de la famille prennent en charge une partie des besoin de l’enfant pour que la mère puisse en faire un autre.
Le fait d’extraire plus facilement l’énergie de son environnement a permis à l’homme de disposer d’une plus grande quantité d’énergie pour nourrir un cerveau qui est très consommateur d’énergie et proportionnellement plus grand. Il a aussi réduit l’énergie nécessaire à la digestion (outils pour découper les aliments, cuisson des aliments) ce qui a permis à l’homme une meilleure survie par une réduction de la mortalité, et de réallouer cette énergie au développement du cerveau.
Depuis 1840 l’espérance de vie de l’homme augmente fortement. L’énigme consiste à savoir pourquoi l’homme survit aussi longtemps après la ménopause, car en règle générale la ménopause signe aussi l’espérance de vie.
Chez les mammifères et donc aussi chez les primates, la taille du cerveau est proportionnelle à la masse corporelle. Sauf chez l’homme.
Il y a une dissociation de cette règle de proportionnalité de la taille du cerveau par rapport à la masse corporelle chez les honinines. Elle s’est fortement accrue durant le dernier million d’années.
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