Exercices de SVT : L'occupation des milieux

Dans une forêt, on observe que les fougères poussent majoritairement dans les zones sombres et humides, tandis que les pins se développent dans des zones très ensoleillées. La température moyenne annuelle dans la zone des fougères est de $12 ^\circ\text{C}$. Un botaniste mesure que le taux d'humidité du sol pour la fougère est de $85 \%$ alors que pour le pin, il est de $35 \%$. Explique pourquoi la fougère ne pourrait pas survivre dans la zone du pin.

Lors d'une sortie en forêt, tu observes deux types de plantes : des fougères qui se développent dans des zones ombragées et humides, et des pins qui occupent les zones ensoleillées. On mesure la luminosité moyenne au niveau du sol de ces deux zones sur une durée de $24$ heures. Dans la zone des fougères, l'éclairement moyen est de $500$ lux, tandis que dans la zone des pins, il atteint $5000$ lux. Sachant que la graine de pin nécessite un éclairement supérieur à $2000$ lux pour germer, explique pourquoi les pins ne peuvent pas coloniser la zone ombragée des fougères.

Une espèce de plante invasive, la renouée du Japon, s'installe dans une prairie de $100$ $m^2$. Sa surface occupée $S$ suit une progression géométrique. Au temps $t_0 = 0$ an, la surface occupée est de $1$ $m^2$. Chaque année, la surface occupée double ($S_{n} = S_{n-1} \times 2$). Déterminez l'année précise $n$ où la surface occupée $S_n$ atteint ou dépasse $100$ $m^2$. Expliquez ensuite, en utilisant la notion de facteurs limitants, pourquoi la croissance de la population végétale ne peut pas se maintenir indéfiniment après cette étape.