Guide de l`élève Le sens de l`électroperception du requin Le champ

APP/Student Guide 1
Guide de l’élève
Le sens de l’électroperception
du requin
Le champ électrique d’une truite
Olivier Tardif-Paradis
Mathieu Riopel
Cégep Garneau
Grand requin blanc à proximité d’un banc de poissons – Crédit :Terry Gross

APP/Guide de l’élève 2
Électroperception, un avantage évolutif
Contexte
Stefano Lorenzini, né à Florence en 1652,
était un médecin et ichtyologue italien. Il a
décrit, en 1678, la présence de pores
donnant sur des tubes transparents, des
ampoules, situés sur le pourtour de la
bouche des requins, mais il n'en devinait
pas néanmoins leur utilité. Ce savant italien
était loin de s’imaginer que ces tubes,
appelés aujourd’hui « ampoules de
Lorenzini », permettaient aux requins de
percevoir un monde d’images électriques,
inaccessible aux sens des humains.
Ce n’est que trois cents ans plus tard, en
1960, que cet organe a été finalement
identifié comme étant un sens spécialisé
dans la réception de champs électriques. On a alors compris pourquoi ces tubes présentent un avantage
évolutif certain pour les prédateurs de la mer qui en possèdent. En effet, toutes les créatures vivantes
produisent des champs électriques lorsqu’elles contractent leurs muscles. Un requin peut alors capter les
faibles stimuli électriques provenant d’une proie et en déduire sa présence. Comment ce sixième sens
fonctionne-t-il? Qu'est-il capable de détecter exactement?
La truite dorée est une proie potentielle des requins présents dans l’océan Pacifique en bordure des
côtes de la Californie, aux États-Unis. Bien que la
plupart des truites vivent exclusivement en eau
douce, des spécimens de certaines espèces, telles
que la truite dorée (sous-espèce de la truite arc-en-
ciel) passent leur vie adulte dans l’océan et
remontent certaines rivières de la Californie pour
se reproduire, à l’exemple des saumons. La truite
dorée peut atteindre une taille maximale de 71 cm
et une masse de 5 kg à l’âge adulte; il s’agit donc
d’un mets intéressant pour bien des requins.
Dans ce problème, vous devrez décrire le champ
électrique produit par le battement de cœur d’une
truite et comprendre son rôle par rapport au sens d’électroperception du requin. Pour aider à la
compréhension du phénomène, une truite, un aquarium, un électrocardiogramme et bien des questions
seront présentés.
Figure 1 : Pores présent sur le nez d’un requin. Ces pores
donnent sur des tubes transparents appelés ampoules de
Lorenzini. Crédit : Alber Kok
Figure 2 : Truite dorée adulte
Crédit : Citron / CC-BY-SA-3.0

APP/Guide de l’élève 3
Cycle en trois étapes
Énumérez toutes les informations pertinentes que vous avez recueillies en lisant le problème. D’après
ces informations, indiquez ce que vous devez savoir pour résoudre le problème. À mesure que vous
découvrirez de nouvelles informations, vous voudrez résumer et mettre à jour les informations pertinentes
que vous avez recueillies et poser de nouvelles questions.
Énumérez les éléments suivants :
Ce que nous savons
À determiner
Résumé

APP/Guide de l’élève 4
Se préparer à l’expérience
1) Les vecteurs de la figure suivante représentent un champ électrique d’une charge ponctuelle. Entre
quels points représentés sur la figure 3 par les lettres (A, B, C, D, E et F) le module de la différence
de potentiel
V
sera-t-il maximal? minimal?
Réponse pour maximal :
max
V
: Entre les points ______________ et ______________ .
Réponse pour minimal :
min
V
: Entre les points _______________ et ______________ .
A
B
C
D
E
F
Figure 3 : Champ électrique
d’une charge ponctuelle.

APP/Guide de l’élève 5
2) La figure 4 montre les lignes de champ représentant le champ électrique d’un dipôle
constitué de charges ponctuelles. À partir de ces lignes de champ, dessinez des lignes
d’équipotentielles électriques.
3) Dans la figure 4, au point représenté par un X,
a) représentez un vecteur correspondant au champ électrique produit par la charge positive;
b) représentez un vecteur correspondant au champ électrique produit par la charge négative;
c) représentez un vecteur correspondant à la somme de ces deux champs électriques (champ
électrique résultant).
Attention : chacune des charges ne produit pas un champ de même grandeur au point X.
X
Figure 4 : Lignes de champ
électrique d’un dipôle électrique.