L`étude d`un milieu
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Découvrir son environnement Une sortie en forêt, au bord de la mer… vont permettre d’étudier des milieux bien précis. Mais un terrain vague, une mare ou la cour de l’école peuvent très bien faire l’affaire. Il est important de travailler sur du concret. 1 – Etudier l’environnement a - Définitions L’environnement comprend l’ensemble des êtres vivants (animaux et végétaux) et les composantes minérales (roches, eau, air) d’un lieu. Un écosystème est l’ensemble des êtres vivants du milieu, des relations entre eux et entre les êtres vivants et le milieu. Pour l’étudier, il faut tenir compte de ses constituants, de sa structure, de sa taille, de ses limites, de son fonctionnement… Les facteurs de l’environnement peuvent être o abiotiques : facteurs climatiques : température, éclairement, humidité… facteurs édaphiques : caractéristiques du sol composition chimique de l’eau, de l’air… o biotiques (= relations entre les êtres vivants) prédation parasitisme compétition… L’ensemble des animaux et des végétaux en équilibre entre eux et avec leur milieu forme une biocénose. Toute modification du milieu transforme la biocénose. L’habitat de la biocénose s’appelle le biotope. b – Le matériel Appareils de récolte : pièges à insectes, filets… Appareils d’extraction (ex : appareil de Berlèse)… Appareils de mesures : mètres, thermomètres, hygromètres, pluviomètres, luxmètres… Matériel de reconnaissance : faune, flore… c – Les méthodes Inventaire qualitatif et quantitatif, sur place, des êtres vivants Récolte Etude des traces (empreintes, déjections, reliefs de repas…) Empreintes de chevreuil Empreintes de lapin 2 – Notions mises en évidence a - Les êtres vivants sont adaptés aux conditions du milieu où il vivent ex : dans un sous-bois, les plantes sous soumises à un éclairement faible, une humidité importante ex : sur une dune, l’éclairement est maximum, le milieu est sec car le sable est perméable… b – Les milieux sont organisés horizontalement et verticalement ex : La stratification verticale en milieu forestier - strate arborescente : arbres de plus de 10 m (chênes, hêtres, frenes, pins…) - strate arbustive : végétaux de 1 à 10 m (noisetiers, aulnes, fusains…) - strate herbacée : plantes de moins d’1m (graminées, fougères, jacinthes des bois, muguet…) - strate muscinale : mousses, lichens, champignons - strate hypogée ou souterraine (racines, bulbes, tubercule…) ex : la zonation des algues en fonction de la durée d’immersion c - Les milieux ont une organisation fonctionnelle Dans tous les milieux, il y a des interactions entre les individus et entre les espèces : - relations trophiques (alimentaires) - relations liées à la reproduction (entre 2 individus de la même espèce, entre espèces différentes : pollinisation par les insectes, les chauves-souris…) - soins donnés aux jeunes - relations liées à une organisation sociale (abeilles, fourmis…) - compétition (des végétaux pour la lumière…) 3 – L’évolution des milieux au cours des saisons Les conditions du milieu changent selon les saisons : - automne : diminution de l’éclairement, baisse des températures… - hiver : jours courts, gelées… - printemps : allongement de la durée du jour, remontée des températures… - été : jours longs, ensoleillement, chaleur…. a – Chez les animaux Le froid et la diminution de la quantité de nourriture les amène à modifier leurs comportements. Les oiseaux et les mammifères, improprement appelés « animaux à sang chaud », ont une température constante quelle que soit la température extérieure. Ils sont dits homéothermes. Les autres (poissons, reptiles, amphibiens, invertébrés), improprement appelés « animaux à sang froid », dépendent du milieu ambiant pour leur température interne. Elle est donc variable. Ils sont dits hétérothermes. Certains animaux changent de milieu de vie Avant l’arrivée de l’hiver, les migrateurs (hirondelles, oies, cigognes…) peuvent parcourir des milliers de kms. Ils quittent le territoire de reproduction pour atteindre le territoire d’hivernage. été hiver Hirondelles Carte de leur migration Certains animaux cessent leurs activités o L’activité des hétérothermes dépend totalement de la température extérieure. Ils ralentissent ou cessent toute activité : la nuit, les jours frais l’été, l’hiver… La vie ralentie les immobilise dans un abri (trou, tas de feuilles, vase, cavité …) qui les protège du froid Le ralentissement du métabolisme réduit la consommation des réserves ou des aliments à une période où ils sont peu abondants. Lézard des murailles l’été o Les homéothermes hibernants L’ours, les marmottes, les loirs, les hérissons… s’endorment dans des abris protégés et aménagés (mousse, herbes sèches…). On dit qu’ils hibernent. Leur température corporelle baisse, leur consommation d’oxygène diminue de 99%, leur rythme cardiaque est de quelques battements par minute. Il y a donc un ralentissement du métabolisme… A l’automne, des réserves ont été stockées sous forme de graisse. Au réveil, ces réserves ont été consommées et les animaux ont considérablement maigri. Marmotte Loir Un réveil rapide a lieu régulièrement tous les 15 jours environ pour leur permettre de vider leur vessie. Lors de l’hibernation, le passage à la vie ralentie constitue donc une économie d’énergie par une baisse du métabolisme. Elle permet à l’animal de supporter les rigueurs de l’hiver. Certains restent actifs et s’adaptent Pour les non-migrateur et les non-hibernant, l’hiver est une saison difficile. Ils doivent : o se protéger du froid : la fourrure s’épaissit, le plumage se densifie, une couche de graisse sous la peau les isole thermiquement o trouver de la nourriture : en se rapprochant des habitations, en modifiant leur régime alimentaire, en utilisant des réserves constituées à l’automne…. b – Chez les végétaux Chez les végétaux, la belle saison (printemps, été) est une période de croissance et de reproduction. Les arbres à feuilles caduques (chênes, hêtres, pommiers, noisetiers…) perdent leurs feuilles à l’automne. Il y a donc un arrêt de la photosynthèse et de la circulation de sève. Ils sont en vie ralentie. Les bourgeons sont protégés du froid par des écailles dures et imperméables. Au printemps, ils éclosent libérant une tige portant des feuilles. écailles duvet premières feuilles Les arbres qui conservent leurs feuilles (pins, sapins, houx…) ont aussi un ralentissement de leur activité. Les plantes à bulbes (oignon, jacinthe, tulipe…) passent la mauvaise saison dans le sol sous cette forme de vie ralentie. Le bulbe est formé d’écailles charnues gorgées de réserves placées autour d’un bourgeon. Au printemps, le bourgeon éclot et une tige feuillée apparaît. Les réserves servent à nourrir la plante tant que les racines et les feuilles ne sont pas suffisamment développées pour assurer la nutrition. Pendant la période de vie active, le bulbe initial est vide de réserves. Un nouveau se développe et il sera la seule partie de la plante qui subsistera dans le sol quand les parties aériennes seront mortes. Le bulbe assure la continuité de la plante d’une année sur l’autre. Les plantes à bulbes, à rhizomes (tiges souterraines), à tubercules (tiges souterraines gorgées de réserves) sont donc des plantes vivaces. Tubercule de pomme de terre avec germes Croissance du germe (feuilles) Rhizome de Sceau de Salomon Les plantes annuelles occupent leur milieu une partie de l’année seulement. Elles disparaissent totalement l’hiver après avoir produit des graines qui germent au printemps quand les conditions sont favorables. Les nouvelles plantes produisent des fleurs à l’origine de nouvelles graines. 1 – Cotylédon 2 - Radicule 3 – Premières feuilles 4 - Tégument Plantule 4 – Les relations trophiques a – Connaître les régimes alimentaires des animaux Le régime alimentaire d’un animal est : ce qu’il mange. Les régimes alimentaires sont variés : - les zoophages ou carnivores, mangent des animaux - les phytophages ou végétariens mangent des végétaux - les omnivores mangent des végétaux et des animaux Une plus grande spécialisation dans le régime peut exister : - les granivores mangent des graines - les insectivores mangent des insectes - les piscivores mangent des poissons - les frugivores mangent des fruits - les nectarivores se nourrissent du nectar des fleurs - les herbivores mangent de l’herbe… On peut déterminer le régime alimentaire d’un animal à partir des restes de ses repas, de ses crottes, de ses déchets… Exemple des restes de repas Ils permettent de déterminer le régime alimentaire d’un animal et inversement ils permettent de déterminer que animal a consommé. Exemple des pelotes de réjection Pelote de réjection Identification des crânes b – Les relations alimentaires entre les espèces La chaîne alimentaire Une chaîne alimentaire est la succession d’êtres vivants dont chacun est mangé par le suivant. Elle est notée ainsi : Feuille de chou chenille mésange La flèche signifie « est mangé par ». En réalité, elle symbolise le transfert d’énergie. (Les enfants ont tendance à la mettre dans l’autre sens, montrant le mouvement du prédateur vers la proie) Chaque chaîne démarre toujours par un végétal chlorophyllien = producteur (producteur de matière organique à partir de matière minérale). Il est suivi par un végétarien. Le nombre de maillon est variable. Le nombre de maillon séparant un organisme du végétal indique son niveau trophique : Producteur Consommateur primaire consommateur secondaire Le réseau alimentaire Le réseau alimentaire est l’ensemble des chaînes alimentaires présentant un ou plusieurs maillons communs. La pyramide des masses En pesant la nourriture d’un animal et son augmentation de masse, on s’aperçoit qu’il y a une perte importante, surtout chez les végétariens (+ chez les homéothermes que chez les hétérothermes). Les aliments sont source de matière première pour la construction du corps et pour la fabrication d’énergie. Une partie est éliminée dans les excréments. Les différents niveaux d’une chaîne peuvent être représentés soit par leur nombre, soit par leur masse. Il y a une diminution à chaque niveau trophique. Cette représentation a donc la forme d’une pyramide. Dans un milieu en équilibre, la masse d’un niveau trophique reste stable. 5 – L’action de l’homme Nos ancêtres, pendant la préhistoire, étaient des chasseurs-cueilleurs. Ils avaient peu d’influence sur l’environnement. La sédentarisation, le défrichement, l’agriculture et surtout les progrès techniques et l’accroissement de la population ont perturbé les équilibres naturels. Assurer la protection de l’environnement est devenu indispensable. Les programmes insistent sur ce point. a – Actions sur les milieux naturels - utilisation des ressources prélèvement de nourriture : chasse, pêche (la surpêche provoque actuellement la raréfaction ou la disparition de certaines espèces)… utilisation de matière première : minerais, charbon, pétrole, bois, eau…. Il est important de tenir compte des stocks et/ou de connaître le taux de renouvellement pour éviter les pénuries. - destruction des milieux naturels incendies accidentels ou volontaires (installation de cultures, de pâturages…) destruction du couvert végétal. Si elle est suivie de l’érosion du sol (pluies tropicales par exemple), la végétation ne peut se réinstaller et il y a désertification. Pollutions Des océans par les hydrocarbures (involontairement lors de collisions par exemple ou volontairement par nettoyage des cuves en haute mer = dégazage)… Des nappes phréatiques par les nitrates (engrais, lisier de porc…), par les pesticides (insecticides, désherbants, fongicides…)… Des chaînes alimentaires : les pesticides, les métaux lourds… qui ne sont pas éliminés s’accumulent dans les organismes et leur taux augmente à chaque maillon de la chaîne. Le dernier maillon est intoxiqué, disparaît…. Ex : les jeunes hirondelles meurent quelques jours après l’épandage d’insecticide Ex : l’accumulation de PCB (issus de l’industrie pétrolière) dans la graisse des phoques rend les mâles stériles et provoque des naissances prématurées pour les femelles. Ex : le mercure rejeté dans l’eau s’accumule dans les poissons. Le thon qui est en fin de chaîne en contient plus. Dans l’organisme de l’homme qui mange du thon, il provoque des malformations fœtales, des avortements spontanés… De l’atmosphère par les rejets industriels, les gaz d’échappement… Introduction d’espèces nouvelles Par destruction ou par remplacement d’un maillon du réseau alimentaire, cette introduction peut mettre l’équilibre en danger. - La biodiversité est une richesse. La disparition d’une espèce compromet l’avenir. En effet, elle aurait pu être précieuse pour l’industrie pharmaceutique, pour l’agriculture en cas de changement climatique… b – Protection des milieux naturels - Lutte contre les pollutions - Gestion des déchets - Reboisement - Création de zones protégées (parcs nationaux, réserves…) - Protection des espèces animales et végétales en voie de disparition C’est par la connaissance et donc par l’éducation que cette protection sera réellement efficace. Activités possibles : - Inventaire des animaux et végétaux de la cour de l’école - Récolte ou dénombrement dans un périmètre délimité - Mesure des facteurs physiques du milieu - Comparaison de milieux différents - Sortie en forêt, au bord de la mer… - Elevages (cloportes, vers de terre, cloportes, escargots, fourmis….) - Récoltes de feuilles, classification, détermination… - Suivre un arbre ou une plante au cours des saisons - A partir d’observations, de livres ou de films décrire comment les animaux vivent tout au long de l’année - Classer des images pour constituer une chaîne alimentaire - Décrire les événements arrivés dans une chaîne - Ecrire une chaîne avec les bons symboles - Ecrire le réseau alimentaire dans un milieu (arbre, prairie…)
