Erreur - Lycée Jean Moulin

Classe seconde / La terre dans l'univers : planète habitée
Année 2011 / 2012
THÈME 1 : LA TERRE DANS L'UNIVERS : PLANÈTE HABITÉE.........................................................................2
CHAPITRE I – BIODIVERSITÉ : RÉSULTAT ET ÉTAPE DE L'ÉVOLUTION.............................................................................................2
1 / La biodiversité : écosystèmes et especes.................................................................................................................3
2 / La variabilité des écosystèmes dans l'espace et dans le temps...............................................................................4
3 / Biodiversité des sols du Languedoc........................................................................................................................5
A - Description des sols forestiers............................................................................................................................5
B - La vie dans les sols.............................................................................................................................................6
CHAPITRE II – BIODIVERSITÉ ACTUELLE ET PASSÉES : HISTOIRE ÉVOLUTIVE....................................................................................7
1 / Biodiversité et liens de parenté entre les organismes : le cas de vertébrés............................................................7
2 / L'histoire naturelle : cas de la lignée evolutive des cétacés ...................................................................................7
3 / Les origines de l'évolution des espèces : la sélection naturelle..............................................................................7
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T HÈME 1 : L A
TERRE DANS L ' UNIVERS
C HAPITRE I – B IODIVERSITÉ : R ÉSULTAT
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:
PLANÈTE HABITÉE
ET ÉTAPE DE L ' ÉVOLUTION
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1 / LA BIODIVERSITÉ : ÉCOSYSTÈMES ET ESPECES
TP 01 – Étude de 4 écosystèmes forestiers méditerranéens (Travail de botanique en classe)
Écosystème : Ensemble des espèces végétales et animales qui cohabitent en un même endroit.
Espèce : Une espèce regroupe des individus ayant une très forte ressemblance et pouvant se reproduire entre eux. (Ex :
Les chênes verts). On regroupe les espèces qui se ressemblent dans un Genre (ex : le genre Chêne qui regroupe les
chênes Blancs, les chênes verts, les chênes kermès....).
En sciences, on nomme un organisme par le nom du Genre, suivi du nom de l'espèce, écrits en latin (le nom du
Genre portant un Majuscule). (Ex : Quercus ilex = chêne vert : Quercus = Genre , ilex = espèce)
Trois espèces du Genre Quercus
Chêne kermès Quercus coccifera
Chêne blanc Quercus pubescens
Chêne vert Quercus ilex
Exercice 1 : Recherche de corrélations entre la pluviométrie en climat méditerraneén et le développement des
formations forestières mésoxérophiles.
Bilan :
On définie la biodivesité à plusieurs échelles :
- la diversité des espèces (existence d'une grande variété d'espèces dans un écosystème)
- la diversité des écosystèmes (existence de différents ecosystèmes / Ex : 4 formations forestières différentes).
Certaines espèces sont ubiquistes : comme le Chêne blanc ou le chene ou le chêne kermes.
D'autres sont spécifiques et associées à un unique type de forêt (Ex : Alisier torminal - Uniquement avec les
châtaignier).
Certains genres présente une forte biodiversité (Chêne (Quercus) ; Pin (Pinus), Ciste (Cistus)).
Les écogrammes de synthèse des 4 forêts montrent qu'ils sont tous dans le domaine Moyennement Sec ou
mésoxérophile (Ethymologie (Grec) : méso : milieu ou moyen / xéro : sec / phile : aimer).
Les espèces mésoxérophiles sont typiques du climat méditerranéen où les précipitations sont réparties très
irrégulièrement dans l'année, avec deux saisons sèches : Etiage d'hiver et d'été)
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2 / LA VARIABILITÉ DES ÉCOSYSTÈMES DANS L'ESPACE ET DANS LE TEMPS
Problème : Comment expliquer l'existence de différents écosystèmes ?
TP 02 – Étude de la répartition des 4 écosystèmes forestiers méditerranéens (Travail SIG google earth) / Fiche élève
On compare (avec le logiciel Google earth) les cartes représentant les écosystèmes forestiers avec la carte géologique. On cherche ainsi à
connaître l'influence de la roche sur la répartition des écosystèmes.
Exercice 3 : Emplacement des écosystèmes forestiers
Bilan :
La diversité des écosystèmes s'explique par la variation locale de conditions écologiques.
Dans l'arrière pays méditerranéen, la formation forestière prédominante est très clairement la chênaie verte.
Les plantes se développeront dans un milieu qui correspond à leur préférence écologique
- Sol : Acidophile (Apprécie les sols acides) à Calcicole (Apprécie les sols calcaires)
- Humidité : Hygrophile (Apprécie les sols humides) à xérophile (Apprécie les sols secs)
- Lumière : Sciaphile (Apprécie les endroits ombragés : Ubac = versant Nord) à Héliophile
(Apprécie les endroits ombragés : Adret = versant Sud)
Exercice 2 : La variation de la biodiversité forestière au cours du temps dans l'arrière pays méditerranéen
La diversité biologique se modifie dans le temps en un endroit donné.
Deux facteurs sont déterminant dans la survie d'un organisme dans un milieu :
–
–
L'organisme devra être adapté aux conditions du milieu (adéquation entre les conditions écologiques du
milieu et les préférences écologiques de l'organisme)
L'organisme sera en concurrence avec d'autres organismes. Les organismes qui se reproduiront avec le plus
d'efficacité dans le milieu pourront ainsi assurer leur pérennité.
Une modification des conditions du milieu et/ou des conditions de concurrence (notamment par l'intervention de
l'homme) entre les organismes peut engendrer une variation de la biodiversité.
Livre pages 88-89
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3 / BIODIVERSITÉ DES SOLS DU LANGUEDOC
A - Description des sols forestiers
TP 03 – Étude de 4 sols forestiers méditerranéens / Fiche élève
Comparaison de 4 sols méditerranéens (Couleurs, granulométrie, pH, présence de calcaire, épaisseur...)
Déduction des caractéristiques moyennes d'un sol méditerranéen
Bilan 1:
Un sol est un couche stratifiée (constitué de couches superposées) en horizons située à la
surface de la terre.
Un sol se développe au dessus d'une roche, appelée roche mère et est constitué d'un
mélange de matière organique (issue de la dégradation des organismes, principalement les
plantes sus-jacentes) et de matière minérale (issue de la dégration des roches sous-jacentes).
Le mélange argile-matière organique dans un horizon minéral est appelé complexe argilohumique. Plus ce complexe est dévelopé, plus le sol sera fertile.
Les sols méditerranéens sont des sols rouges : (de bas en haut) Voir schéma ci-contre
- Litière (débris de plantes (feuilles) en cours de décomposition)
- Humus (débris de plantes fortement décomposés)
- Horizon minéral : horizon principalement minéral (issu de la désagrégation de la roche mère souvent sous forme
d'argile). La matière organique s'infiltre par le haut (depuis l'humus) pour former le complexe argilo-humique
- Argile =Particule minérale très fine issue de la désagrégation de la roche sous-jacente.
Exercice 4 : Evolution des sols en fonction de la température et des précipitations
La formation des sols est un processus très lent (1000 ans pour 20 cm de sol).
Ce processus est fortement dépendant des températures et de la présence d'eau.
Le climat méditerranéen, avec ses deux étiages et des températures élevées (qui gènent le développement de la matière
organique), ralentit fortement la formation des sols.
Les rouges méditerranéens sont donc relativement pauvre (pH = 5,5), peu épais (de 10 à 80 cm) et par conséquent peu
fertile.
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B - La vie dans les sols
- Porosité : Proportion de vide dans un milieu (s'exprime en %)
- Perméabilité : Exprime la faculté d'un milieu à se laisser traverser par l'eau (s'exprime en mm/h)
- Biocénose : partie vivante d'un écosystème
- Biotope : partie non vivante d'un écosystème
- Biomasse : masse des animaux et végétaux dans un milieu (exprimée en tonnes/ha)
TP 04 – Comparaison de la microfaune dans un sol forestier et dans un sol agricole
Comparaison au microscope de la microfaune dans un sol forestier et un sol agricole (tableau)
Analyse de document afin de comprendre l'importance de la microfaune dans la mise au point du complexe argilo-humique.
Bilan : La microfaune d'un sol intervient dans la formation d'un sol en favorisant le développement de la porosité, la
perméabilité et le complexe argilo-humique (qui se forme dans l'intestin des lombrics).
La dégradation des sols peut être rapide et causée par une activité agricole où les traitements empêche la survie
d'une la microfaune variée.
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C HAPITRE II – B IODIVERSITÉ
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ACTUELLE ET PASSÉES
:
HISTOIRE
ÉVOLUTIVE
1 / BIODIVERSITÉ ET LIENS DE PARENTÉ ENTRE LES ORGANISMES : LE CAS DE VERTÉBRÉS
Fiche élève : Comment classer les êtres vivants...
TP 05 – Classification et liens de parenté chez les vertébrés
Classification des vertébrés à partir de l'observation de squelettes pour remplir un tableau de caractères partagés. Les résultats sont
ensuites exprimé sous forme d'un emboitement, puis d'un arbre phylogénétique faisant apparaître graphiquement les liens de parenté entre les
différentes espèces actuelles de vertébrés. On y voit par exemple que les poissons osseux sont plus proches parents de l'homme que des requins.
Exerice 5 : Lien de parenté entre certains dinosaures et les vertébrés actuels
Bilan : (Livre pages 94-97)
La théorie de l’évolution développe l’idée que les espèces vivantes proviennent les unes des autres par
descendance avec modification.
L'observation de l'anatomie des organismes permet les regrouper selon leurs caractères partagés. Le
partages de caractères entre deux espèces, illustre l’existence d’un ancêtre commun.
Cet ancêtre commun leur a cédé par descendance ces caractères. La modification de certains caractères font
apparaître de nouveaux caractères.
La représentation graphique de la classification, sous la forme d’un arbre phylogénétique permet d'identifier
les liens de parenté entre les différentes espèces.
Le groupe des vertébrés inclus l'ensemble des animaux possédant : Polarité antéro-postérieure, Polarité
dorso-ventrale, Symétrie bilatérale et un squelette osseux.
2 / L'HISTOIRE NATURELLE : CAS DE LA LIGNÉE EVOLUTIVE DES CÉTACÉS
TP 06 – Reconstitution de l'histoire évolutive naturelle des cétacés (Phylogène)
Les ancêtres des cétacés étaient des mammifères terrestres. L'histoire des Cétacés semble "commencer" il y a 60 Ma avec le Sinonyx, puis
progressivement des mammifères aux caractères de plus en plus marins vont apparaître. L'ensemble des cétacés actuels et de leurs ancêtres forment
la lignée évolutive des cétacés. (Cétacés : mammifères exclusivement marins)
Bilan : Les observations anatomiques des espèces fossiles, permettent de reconstituer l'histoire naturelle de groupes
d'organismes. On parlera de lignées évolutives (comme celle des cétacés).
L’état actuel de la biodiversité correspond à une étape de l'évolution : les espèces actuelles représentent une
infime partie du total des espèces ayant existé depuis les débuts de la vie sur terre.
3 / LES ORIGINES DE L'ÉVOLUTION DES ESPÈCES : LA SÉLECTION NATURELLE
TP 07 – Recherche de l'origine de certains mammifères : l'évolution de la denture
L'origine des ongulés : Les Condylathres, herbivores vivant il y a 40 Ma avaient des molaires à croissance limitées. Entre 36 Ma et 23 Ma les
graminées (herbes abrasives pour les dents) apparaissent. Ces graminées causent l'abrasion des dents des condylarthres qui certainement ont du
mal à se nourrir. Parallèlement, certains descendants des condylathres acquièrent une modification de leurs molaires (ils naissent avec des
molaires à croissance illimitée). Ce caractère dérivé d'une modification de la molaire à croissance limitée donne un véritable avantage à ces
descendants car ils peuvent consommer les graminées qui abrasent leur dent en même temps que celle-ci croient. On peut penser que ce caractère
dérivé était déjà apparu chez les condylathres avant 36 Ma mais sans être avantageux car les graminées n'existant pas encore leur dent à
croissances illimitée étaient alors un désavantage.
Bilan : L'apparition de nouveaux caractères ou caractère dérivé par modification des caractères ancestraux est à la
base de l'évolution des espèces. Si ces caractères dérivés apportent un avantage à l'individu dans l'écosystème, celui-ci
deviendra concurrentiel par rapport à ses congénères (possédant le caractère ancestral) et se reproduira davantage.
Ses descendants deviendront parfois les seuls représentant de l'espèce. Ce phénomène est appelé sélection naturelle.
Elle peut conduire à l'apparition de nouvelles espèces, ainsi qu'à la disparition d'espèces.
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