1ère S Biologie-Ecologie Place et conséquence de la reproduction
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1ère S Biologie-Ecologie PLACE ET CONSEQUENCE DE LA REPRODUCTION DANS LES CYCLES VITAUX DES ETRES VIVANTS TP : LES DIFFERENTS TYPES DE CYCLES DE VIE (= CYCLES BIOLOGIQUES) DES INSECTES DUREE : 2 HEURES – NOTE SUR 20 POINTS OBJECTIFS DU TP : Observer et étudier les grandes étapes du cycle de vie des insectes Dégager à partir de l’étude de quelques exemples les paramètres essentiels d’un cycle de vie Montrer que certains cycles correspondent à une adaptation au milieu de vie Les étapes du cycle de la vie des insectes sont, à la différence de l’Homme, fortement complexes. Alors que nous grandissons de manière continue, notre physionomie et notre physiologie sont identiques à nos parents. Les insectes par contre subissent des transformations externes et internes plus ou moins impressionnantes que nous allons ici étudier. Afin de répondre aux différentes questions posées, vous disposez d’échantillons, photographies et d’une fiche annexe au TP vous donnant les définitions concernant le développement des insectes. I. LE CYCLE DE VIE DE LA LIBELLULE (ODONATE) 1. Réaliser un dessin d’observation d’une larve de libellule et d’une libellule adulte sur la même page. Faites ressortir au travers des légendes les points communs et différences entre ces deux stades de développement. (7 points) 2. A partir du texte ci-dessous et des échantillons fournis, reconstituer au dos de votre feuille (dessins des stades de vie de la libellule) le cycle de vie de la libellule. (3 points) 3. A l’aide de la fiche annexe 1 sur les types de métamorphoses et développement, qualifier le type de croissance de la libellule et justifier votre réponse. (1 point) Avant l’accouplement, le mâle attrape la femelle derrière la tête grâce à une petite pince située à l’extrémité de son abdomen (les cerques) et ne la lâche plus. L’appendice copulatoire de la femelle se situe à l’extrémité de son abdomen, celui du mâle sur la face ventrale d’un segment beaucoup plus proche du thorax (2ème segment). Ceci explique que lors de l’accouplement, se dessine une forme de cœur. Après l’accouplement, la femelle dépose ses œufs soit en les insérant dans les plantes soit en les abandonnant dans l’eau. Ces œufs donnent naissance à des larves aquatiques au bout de deux à 5 semaines. Toutes ces larves sont également carnassières ; elles ont ainsi un appareil buccal particulier comportant un « masque » de capture des proies. Comme chez tous les insectes la croissance larvaire se fait par mues successives. La mue imaginale ou métamorphose : Le moment venu, au terme de sa croissance, la larve va émerger et solidement s'agripper à la végétation ou tout autre support érigé. La métamorphose dure de 45 minutes à deux heures, en fonction des conditions météorologiques rencontrées. L’exuvie (cuticule abandonnée) reste solidement accrochée à la tige ou au sol. L’imago (adulte) est tout d’abord mou et vulnérable. Une fois le corps durci et les ailes étendues, il peut prendre son envol. Les adultes vivent quelques semaines durant lesquelles ils se reproduiront à leur tour. 1 1ère S Biologie-Ecologie PLACE ET CONSEQUENCE DE LA REPRODUCTION DANS LES CYCLES VITAUX DES ETRES VIVANTS II. LE CYCLE DE VIE D’UN PAPILLON : LA PYRALE DU MAÏS (Ostrinia nubilalis) Vous disposez d’une série de photographies en couleur présentant différents stades de vie du papillon ainsi que du texte ci-dessous issu de la fiche descriptive de la pyrale éditée par l’INRA. Biologie -Plantes-hôtes : le Maïs - Oeuf : l'évolution embryonnaire, favorisée par une hygrométrie élevée, dure 5 à 15 jours. - Larve : à l'éclosion de l'oeuf, les jeunes chenilles se dispersent sur plusieurs plantes et la mortalité est élevée au cours de ces déplacements. Elles pénètrent à l'intérieur du cornet des feuilles du Maïs et s'installent à la base pour s'alimenter aux dépens des feuilles enroulées, lesquelles présentent plus tard des perforations caractéristiques. Elles s'installent ensuite sur la panicule mâle à l'intérieur du cornet. A la floraison, elles l'abandonnent pour pénétrer dans la tige au niveau de l'aisselle des feuilles. Elles y creusent des galeries ainsi que dans le pédoncule de l'épi et l'épi lui-même. Les chenilles sont très résistantes au froid et passent l'hiver en diapause dans les débris de récolte du Maïs. - Nymphe : la nymphose dure environ 3 semaines Cycle de vie - 1 seule génération dans le Nord, 2 générations complètes dans le Midi méditerranéen. - La nymphose (période ou l’insecte est sous forme de nymphe) a lieu en mai et en juin pour la 1ère génération et la sortie des adultes s'échelonne sur un mois environ, de fin juin à fin juillet avec un maximum vers le 10 juillet dans la plupart des régions. - Selon la précocité de la ponte par rapport à la végétation du Maïs, les chenilles peuvent accomplir tous les types successifs d'attaques ou seulement les derniers Dégâts Les champs attaqués présentent parfois (surtout dans les régions méridionales) de nombreuses plantes dont la panicule mâle est cassée au niveau de la dernière feuille. Les galeries forées dans la tige peuvent provoquer sa casse plus ou moins précoce et celles creusées dans le pédoncule peuvent provoquer la chute de l'épi femelle. En outre, et même sans dégâts apparents, la présence de la chenille entraîne un affaiblissement de la plante se traduisant par une diminution du poids unitaire du grain, les pertes de récolte pouvant atteindre 30%. On estime que le seuil de nuisibilité est atteint lorsque la population en culture de maïs-grain atteint une chenille par plante à la récolte. La Pyrale du maïs est de plus en plus maîtrisée par une lutte biologique utilisant les Trichogrammes. D’après : http://www.inra.fr/internet/Produits/HYPPZ/RAVAGEUR/3ostnub.htm 2 1ère S Biologie-Ecologie PLACE ET CONSEQUENCE DE LA REPRODUCTION DANS LES CYCLES VITAUX DES ETRES VIVANTS CHRYSALIDE DE PYRALE DANS UN REPLI DE FEUILLE CHENILLE (LARVE) SUR UN EPI PYRALES ADULTES (MALE A GAUCHE ET FEMELLE A DROITE) PONTE DE PYRALE SUR UNE FEUILLE DE MAÏS CHENILLE (LARVE) DE PYRALE SUR UNE FEUILLE 3 1ère S Biologie-Ecologie PLACE ET CONSEQUENCE DE LA REPRODUCTION DANS LES CYCLES VITAUX DES ETRES VIVANTS QUESTIONS SUR LE DOCUMENT ET LES PHOTOGRAPHIES: 1. A partir des photographies et du texte de la page précédente, construire le cycle de vie de la pyrale et y placer les grands moments de sa croissance et de son développement. Placer également sur ce cycle une échelle des temps. (4 points) 2. Etablir une comparaison entre les larves de pyrale et les adultes. En déduire en utilisant l’annexe le type de croissance de la pyrale. Justifier votre réponse. (2 points) 3. Après avoir rappelé l’interaction existant entre la pyrale et le maïs, expliquer pourquoi le cycle de vie de la pyrale est étroitement lié à celui du maïs. (2 points) CONCLUSION (2 points) Formuler une conclusion au TP en indiquant les grandes étapes d’un cycle de vie communes à tous les insectes. (1 point) 4 1ère S Biologie-Ecologie PLACE ET CONSEQUENCE DE LA REPRODUCTION DANS LES CYCLES VITAUX DES ETRES VIVANTS FICHE ANNEXE VOCABULAIRE IMPORTANT SUR L’ANATOMIE ET LA CROISSANCE DES INSECTES STADE LARVAIRE :Etape de la vie de la larve d'un Insecte ou d'un Acarien, entre deux mues MUE : La mue est, chez les Arthropodes, un phénomène indispensable à la croissance (qui est discontinue) et qui intervient entre 2 stades ou 2 états successifs. La cuticule ancienne (appelé EXUVIE) est remplacé par une nouvelle, plus grande ou différente.. La mue est sous la dépendance d'une régulation hormonale. COCON : Enveloppe de la nymphe de certains Insectes. Plus ou moins lâche, le cocon est tissé de fils de soie par la larve. NYMPHE : Etat intermédiaire entre la larve et l'adulte chez les Insectes holométaboles. Chez les Lépidoptères (papillons), on parle aussi de : CHRYSALIDE et chez les Diptères (mouches) de PUPE. LES DIFFERENTS TYPES DE CROISSANCE CHEZ LES INSECTES 1°) CROISSANCE SANS MÉTAMORPHOSE, OU ANAMORPHOSE Certaines espèces croissent sans changement, cette croissance sans heurt c'est l'AMETABOLIE (la: privation de métabolisme ou de changement). Ce sont les espèces d'insectes sans ailes, surtout appelés APTERYGOTES (a : privation, ptère : aile). 2°) CROISSANCE AVEC MÉTAMORPHOSE TOTALE OU HOLOMETABOLE a) premier stade, celui de l'oeuf. b) deuxième stade, celui de larve, parsemé de diverses mues de croissance (cinq pour les lépidoptères ; cela peut se passer dans le sol pour d'autres insectes). c) troisième stade, l'insecte se transforme en nymphe, souvent avec un cocon ou une chrysalide. d) quatrième stade, l'insecte éclot et devient IMAGO ou adulte -capable de se reproduire. 3°) CROISSANCE AVEC MÉTAMORPHOSE PARTIELLE OU HEMIMETABOLE Insectes à métamorphoses incomplètes : les larves sont en général peu différentes des adultes ; après chaque mue, la larve se rapproche de plus en plus de l'adulte. Le plus souvent, la première partie de la croissance se comporte sans ailes, elles apparaissent vers les avant-dernières ou à la dernière mue. 5
