Plantes carnivores Acte 1
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IUFM de Seine-Saint-Denis Dessins : "Le Mulot" Dessin : "Le Mulot" Représentations préalables et analyse de ces représentations (le mercredi 25 avril) à l’Ecole Jean Jaurès du Bourget. Classe de Jeannine Duchet, I.M.F. Jeannine Duchet, avait demandé à ses élèves s’ils avaient déjà vu des plantes carnivores. Quelques une avaient répondu par l’affirmative mais la plupart n’en n’avaient jamais rencontré. Il leur avait alors été demandé : * De dessiner une plante carnivore telle qu’ils l’avaient observée ou telle qu’ils l’imaginaient. * D’expliquer leurs dessins en écrivant un petit texte. Monsieur Geslin avait photographié les dessins et (aidé de monsieur Dougé) enregistré les commentaires des enfants. Nous disposions donc d’un montage audiovisuel. Ce mercredi matin, nous présentons le montage aux élèves. Cette séquence s’est déroulée en présence de 6 conseillers Et nous alors… on nous pédagogiques, 7 instituteurs titulaires et un étudiant de a demandé notre avis ? première année. La plupart des collègues présents avaient participé en janvier de la même année à un stage de formation scientifique. Nous avions choisi un mercredi matin car c’était la seule demi-journée où nous pouvions tous nous réunir. Tous les parents, sans exception, avaient donné leur accord pour envoyer leurs enfants en classe une demi-journée supplémentaire… nous les en remercions ainsi que monsieur David, Inspecteur de l’Education Nationale de la circonscription et monsieur Dougé chargé des prises de vue. Vous trouverez les dessins et les textes dans les pages suivantes… Jean-Pierre Geslin, professeur 2 Les représentations préalables du CM1 de la classe de J. Duchet, CPEN (pages 3 à 19) : Dessin : Jeannine et Sonia Texte : Jeannine et Sonia Jean-Pierre Geslin, professeur 3 Jean-Pierre Geslin, professeur 4 Jean-Pierre Geslin, professeur 5 Jean-Pierre Geslin, professeur 6 Jean-Pierre Geslin, professeur 7 Jean-Pierre Geslin, professeur 8 Jean-Pierre Geslin, professeur 9 Jean-Pierre Geslin, professeur 10 Jean-Pierre Geslin, professeur 11 Jean-Pierre Geslin, professeur 12 Jean-Pierre Geslin, professeur 13 Jean-Pierre Geslin, professeur 14 Jean-Pierre Geslin, professeur 15 Jean-Pierre Geslin, professeur 16 Jean-Pierre Geslin, professeur 17 Jean-Pierre Geslin, professeur 18 Ce que nous pensons sur la nutrition des plantes carnivore : classe de CM1 de Jeannine Duchet, I.M.F. Tableau construit dans un premier temps à partir des textes des enfants puis complété par un interrogatoire (oui, non, ?). Nature de la proie Le repérage Elle voit Elle Elle entend sent Papillons, vers Oui Oui Souris Oui Insectes Sandrine, Insectes Fréderic B. (mouches) Stéphane Insectes (mouches, abeilles) Nathalie SoniaJeannine Emmanuelle, Catherine, Lydia Eric Muriel Léa et Aurélie Non Bou- Lanche gue mobile Oui Oui Des organes masticateurs Dents Des organes digestifs autres Tiges Non Oui Tiges Oui Oui Dents Feuilles Oui Non Oui Non Oui Oui Oui Oui Oui Oui Dents Dents Tiges Tiges Oui Non puis oui Oui puis non Oui Non Dents Tiges Insectes Oui (fourmis), petits serpents Insectes Oui Non Non Tiges Insectes attirés Tiges « par une odeur de miel ». Piquants qui Tiges s’allongent et se plantent dans la proie. Tiges Oui Non Dents Feuilles Non Non Tiges Oui Oui Dents Tiges Papillons Non Oui Oui Tiges Oui Oui Dents Tiges Souris, oiseaux et serpents Insectes Oui Oui ? Oui Oui Dents Tiges Non ? ? Tiges et feuilles Tiges et feuilles Oui Non Dents Tiges Oui Non Oui Tiges Oui Non Tiges élastiques Racines Aurélien Non Non Non Feuilles Non Non Feuilles Racines Martial Oui mais vue basse Oui Oui un Oui peu Non Oui Oui de Dents 1 mètre Racines Oui Oui Tiges Oui Non Dents Tiges Oui ? Oui Oui Oui Dents ? Oui Oui Oui Tiges Oui Oui (crochue) Oui Dents Tiges Insectes (abeilles, papillons, grillons) Insectes (sauterelles) Insectes (mouches…), reptiles Laure et Katia Vers de terre, insectes « très mobiles » Frédéric V. Souris, oiseaux et serpents Frédéric, Matkar, Paul Guépard, tigre, autres plantes, elle-même. Pièges odorants, collants ou piquants La digestion Feuilles ou tiges mobiles Tiges Ying Sandrine G. William La capture Le pollen de la plante attire l’insecte Les insectes se collent sur le miel Jean-Pierre Geslin, professeur 19 Analyse des représentations : « Qu’en pensez-vous ? »… quelques secondes d’hésitations et quelques réactions donnant à penser que la question était comprise comme concernant la qualité des dessins et des textes… Précision… « Qu’a dit Aurélien et qu’ont dit Frédéric, Maktar et Paul ? » Les enfants répètent et conviennent qu’il existe de nombreuses contradictions en ce qui concerne : * La taille (de 25 cm à 10 mètres selon les groupes). * La présence ou l’absence d’organes des sens (yeux, oreilles, nez). * La nature des proies (vers, insectes, poissons, serpents, oiseaux, souris et même guépards et tigres !). * Les mécanismes de la capture (pièges collants, tiges ou feuilles mobiles, une bouche munie de dents, une langue préhensible…). * La digestion (la plupart des enfants pensent qu’il existe des organes masticateurs : dents, feuilles, tiges élastiques et que la digestion s’effectue dans les tiges ou dans les racines). * Le lieu de vie (au passage Jean-Pierre Geslin signale à Laure et à Katia que la Guadeloupe est un département français et qu’on ne peut donc pas dire : « Les plantes carnivores vivent en France et en Guadeloupe »). « Comment savoir qui a raison ? « Il faut que nous regardions des plantes carnivores, comment elles vivent ! » J-P G. va voir derrière le bureau… « Elles sont là ! »… « Tu peux m’aider à les porter et à les distribuer ? » Le loupiot vient… méfiant… et effectue la distribution en évitant soigneusement de toucher les plantes. Même si elles ne mesurent que 15 cm, l’imagerie mentale persiste… Risque de morsure renforcée par ce qu’a dit une maman à sa fille ?… « Comment, tu veux une plante carnivore ? « On a bien assez du chien à la maison qui mange tout ! » 6 plantes sont distribuées aux enfants… UN HURLEMENT !!! Jean-Pierre Geslin, professeur 20 La découverte des plantes carnivores, les observations et les dessins : UN HURLEMENT… L’une des feuilles vient de se refermer sur l’objet présenté : une paire de ciseaux… des feuilles excitées avec une feuille de papier noir effectuent une capture…une autre se resserre sur un fragment de mousse prélevé dans un pot… l’excitation gagne la classe… les stylos, les crayons et même les doigts sont utilisés… presque toutes les feuilles se rteplient… quelques unes consi-dérées comme malades ne réagissent pas. L’observation, que les pédagogues qualifient de « sauvage », dure une dizaine de minutes. Le formateur demande ensuite à chacun des groupes ce qu’il a remarqué et des notes sont prises au tableau au fur et à mesure. - On lui donne du papier… elle se ferme et reste ainsi (mais dans un unique cas elle se serait réouverte lentement… d’après un enfant…). - Elle mange des mouches (le cadavre d’un moucheron était présent dans une feuille ouverte). Osons un doigt… L’observation sauvage… Je préfère utiliser un crayon… C’est plus sûr ! J’y vais aussi… - Elle se ferme même si on ne laisse pas le crayon. Pour qu’elle se ferme, il faut toucher le fond (un enfant dira « la gorge »). Si elle est déjà fermée, elle ne fait rien. Jean-Pierre Geslin, professeur 21 - Elle a avalé un petit « morceau » de terre. Les observations ont été inscrites sans ordre logique, comme elles venaient, sous forme de notes. D’autres considérations sont exprimées mais non inscrites : elle possède « des dents sur le bord de la feuille » et on distingue « 2 parties » dans la feuille (l’une à la base et l’autre qui se replie elle-même en deux). Voilà ce que j’ai observé… « Je vous demande de réaliser un texte court correspondant : • A ce que vous avez remarqué. • A ce que les autres ont dit. Ce qui est au tableau peut vous aider ». « Je ramasse les plantes, je vous les rendrai tout à l’heure… ». Durant toute la phase d’observation, des enfants ont posé des questions soit à haute voix soit à l’oreille du professeur d’Ecole Normale (devenue depuis Institut Univer-sitaire de Formation des Maîtres) qui circulait entre les groupes. Rédaction du texte récapitulant les observations. Les élèves ont été invités à les inscrire sur un autre tableau… elles seront reprises ultérieurement dans le cadre d’une situation de recherche… impliquant observation, expérimentation et recherche documentaire. Les enfants produisent des textes personnels tandis que Jean-Pierre Geslin passe de l’un à l’autre : « Elles mangent des mouches et des moustiques ! ? Nous n’avons vu qu’un moucheron sur une feuille » »… « Oui mais je crois qu’elles en mangent… ». « Nous n’écrivons maintenant que ce que nous avons vu : "nos observations". Ce ne sont plus des suppositions mais ce que nous observons »… « Sur la première diapositive du montage, il était écrit "plantes carnivores"… Comment l’as-tu écrit ? … Vérifie ». Jean-Pierre Geslin, professeur 22 « Comment s’appelle cette plante ? » « Voici des diapositives, le cache porte le nom de la plante »… Sur la quarantaine de diapositives, 7 ou 8 concernent « la dionée » qui est immédiatement reconnue sans l’aide de la visionneuse posée sur la table. L’enfant : « Il faut mettre en titre "la dionée" ! » J-P G. « Va l’écrire au tableau ». Les rédactions se poursuivent : de 3 à 8 lignes… « Relisez vos textes puis échangez avec votre voisin pour corriger les fautes d’orthographe… tu t’es trompé, il n’y a qu’un seul "N" à dionée ». « Je vous demande maintenant de faire le dessin d’une seule feuille » (la consigne est reportée au tableau). Dionée (Dionea muscipula) : Dionée était le nom d’une nymphe de Un gamin demande l’Océan mère d’Aphrodite. Aphrodite était la déesse grecque de la comment se nomment Beauté et de l'Amour, que les Romains nommèrent Vénus. « les deux parties qui se replient ». Il lui est expliqué que ce sont « les lobes ». Les 2 lobes forment ensemble « le limbe ». Dans une feuille, il est généralement possible de distinguer 2 zones : le limbe d’une part et d’autre part le pétiole (la queue) qui s’insère sur le rameau au niveau d’un bourgeon. Un schéma est simultanément effectué au tableau, il concerne une feuille d’une autre plante, en l’occurrence une feuille d’érable, afin de ne pas fournir de modèle de feuille de dionée. E. : « Il faut mettre un titre ». J-P G. : « Lequel ? » E. : « Schéma… non dessin (les enfants corrigent d’eux-mêmes) d’une feuille de dionée. J-P G. : « N’oubliez pas de souligner le titre »… nous aurions dû ajouter « et de l’écrire en majuscule ». Jean-Pierre Geslin, professeur 23 Des élèves éprouvent des difficultés à dessiner les 2 lobes du limbe repliés… « Il faut les faire se rouvrir »… J-P G. : « Comment ». E. : « En les chatouillant avec un pinceau ! » Paul, sans attendre, se rue sur une plante et la caresse activement : « Elle s’ouvre »… « Mais non »... « Si, regardez »… « Non ! »… Malgré les protestations de la classe, notre expérimentateur niera l’évidence… avec beaucoup d’humour et de gentillesse … pendant presque 2 minutes… On chatouille… On chatouille encore… Feuille de dionée : On chatouille toujours… rien à faire… L’observation des dessins d’enfants fait apparaître que les dents « molles, pas comme les nôtres » n’ont pas été comptées… Décompte… et correction… pour certains… Jean-Pierre Geslin, professeur Ici, feuille de Dionée contenant un cadavre d’insecte. 24 Jean-Pierre Geslin, professeur 25 Dionée = attrape-mouches de Vénus = en anglais : Venus flytrap. La longueur moyenne des feuilles est de 7 cm. Le pétiole est plat, plus long en lumière atténuée. Les lobes sont verts à l'ombre et rouges au soleil. 10 h15 : récréation. Durée de cette première partie : 1 h 05 mn Les adultes réunis dans la salle des maîtres analysent la séquence et échangent les expériences qu’ils ont vécues depuis le stage de janvier. Trois points sont soulignés : - Mettre l’enfant en situation de recherche ne signifie pas pour autant délaisser les contenus… bien au contraire. - La rigueur scientifique est un élément essentiel de ce type de démarche. - La démarche proposée a permis de mettre en place des situations de production dans le cadre des disciplines instrumentales… les productions de textes peuvent fort bien être décomptées dans l’horaire de français… Ajoutons aujourd’hui… * qu’il s’agisse de ce que l’on nommait « démarche éveil » puis « mains à la pâte » et que l’on désigne aujourd’hui par « rénovation des sciences »… (alors que tout ceci remonte en fait aux années 1970), la démarche pédagogique est similaire. * que cette séquence vise une maîtrise du langage et de la langue française : « participer activement à un débat argumenté pour élaborer des connaissances scientifiques en en respectant les contraintes (raisonnement rigoureux, examen critique des faits constatés, précision des formulations »… * qu’elle s’inscrit tout aussi bien dans les programmes de 2002, chapitre "Éducation à l’environnement" : « rôle et place des êtres vivants ; notions de chaînes et de réseaux alimentaires » et (voir suite) : « adaptation des êtres vivants aux conditions du milieu ». Jean-Pierre Geslin, professeur 26 Présentation de 6 diapositives : La séquence se poursuit le même jour pour les raisons explicitées page 2. A) LA DIONEE (Dionaea muscipula) : 4 diapositives sont présentée : 1 vue d’ensemble de la plante et 3 (regroupées ci-dessous) retraçant les différentes étapes de la capture d’une mouche par une feuille de dionée la Dionée peut être nommée « Dionée gobe-mouches » ou « Dionée attrape-mouches ». Feuilles : environ 7 cm. Vue d’ensemble de la plante www2.ville.montreal.qc.ca/.../ entretien.htm. Jean-Pierre Geslin, professeur 27 B) LE DROSERA ou rossolis (rosée du soleil) : Drosera vient du grec Drosos, signifiant rosée. Deux espèces (sur la centaine existantes) sont présentées et leurs tailles précisées : - Le Drosera à feuilles rondes (feuilles de 5 cm) représenté à droite : les enfants repèrent "les tentacules" tous terminés par une gouttelette rouge et brillante. Ils font l’hypothèse que l’extrémité est collante et permet la capture des insectes. - Le Drosera filiformis tracii (non présenté ici) : la feuille allongé capture un moustique, les boules sont fixées sur l’insecte et les tentacules sont courbés confirmation de l’hypothèse précédente : les tentacules se rabattent et emprisonnent le moustique. Le prof. d’IUFM insiste sur le fait que "Drosera" (sans accent) est du genre masculin (contrairement à ce qui est écrit dans de nombreux livres. Conclusion : il existe différentes espèces de plantes carnivores (17 en France dont 3 espèces de droseras et 550 espèces dans le monde). Photographie : C. Nuridsany et M. Perennou. Feuilles de Drosera binata. Fleur de Drosera binata (1 cm de diamètre). Pour de belles photos de plantes carnivores : http://www.cjbn.uhp-nancy.fr/car.html Jean-Pierre Geslin, professeur 28 Les questions des enfants : A. Relecture des questions dans l’ordre où elles ont été écrites. B. Demande de précisions aux auteurs et réécriture en un français correct. C. Classement des questions que J-P G. recopie sur une grande feuille de papier. 1. Que mangent les plantes carnivores ? (outre les moucherons, les mouches et les moustiques). 2. Peuvent-elles capturer 2 choses à la fois ? (dans une même feuille). 3. Comment digèrent-elles ? 4. La nervure du pétiole est-elle un intestin ? 5. Se rouvrent-elles ? (un seul cas prétendument observé). 6. Comment ? (le mécanisme). 7. Si on présente un insecte à une feuille fermée : se rouvrira t-elle ? (la tentation… retour de l’anthropomorphisme). D. Je vous propose de commencer par la première question : « Que mangent-elles ? »… « Comment allons nous procéder pour trouver la réponse ? Enfant : On va lui donner des aliments. Elle va se refermer et on attendra. J-P G : On attendra quoi ? E : Qu’elle se rouvre et on verra s’il reste quelque chose. J-P G : Relisez la question 5… Et si elle ne se rouvre pas ? E : On l’ouvrira (sous-entendu "de force") pour voir. J-P G : Que va t-on lui donner ? E : Des papillons, des sauterelles, des fourmis, des araignées. J-P G : Quels sont les insectes parmi les espèces que vous venez de citer ? E : Les 3 premières. J-P G : Quelles sont les différences avec les araignées ? E : Les insectes volent, ils ont trois paires de pattes. J-P G : Et les araignées ? E : Elles ont quatre paires de pattes et elles ne volent pas. E : … On pourrait aussi essayer la viande fraîche… J-P G : Vous ne parlez plus de serpents, d’oiseaux, de souris, de tigres, de guépards! E : Elles sont trop petites! Paul revient néanmoins à la charge… « Oui mais il y en a peut-être de très grandes… ». J-P G : Je vous présenterai d’autres plantes carnivores au cours d’une autre séquence… Jean-Pierre Geslin, professeur 29 … REPRENDRE LES EXPERIENCES DE DARWIN…. Un peu d’histoire… Charles Darwin (1809-1882), naturaliste britannique, a été l’un des premiers à croire au carnivorisme végétal bien que cette notion soit à l’époque non acceptée car rejetée un siècle plus tôt par le botaniste suédois Carl Von Linné (1707-1778). Le grand-père de Charles Darwin, Erasme Darwin, avait déjà étudié vers 1800 la dionée et supposait que ses pièges devaient préserver les fleurs des déprédations des insectes. "Insectivorous plants" de Charles Darwin a été édité en en 1875 et une version française est parue 2 ans plus tard. "Me trouvant pendant l'été 1860 dans les landes du comté de Sussex, je remarquai avec une grande surprise le nombre considérable d'insectes saisis par les feuilles de Rossolis (Drosera rotundifolia). J'avais entendu dire (… peut être par son grand-père) que les feuilles de cette plante capturent les insectes. Mais là se bornait tout ce que je savais sur ce sujet". "Il devint bientôt évident pour moi que le droséra est tout particulièrement adapté à un but spécial ; celui de saisir les insectes et d'en absorber les matières nutritives et ce sujet me sembla digne de recherches attentives". "La viande crue et les gros morceaux d'albumine sont aptes à attaquer les feuilles qui semblent, comme les animaux, exposées à souffrir d'indigestion." Charles Martins, professeur d'histoire naturelle à la faculté de Montpellier dans les notes associées à la version française écrit : "en gorgeant les feuilles de nourriture, M. Balfour et Lindsay ont déterminé de véritables indigestions avec vomissements des parties des substances ingérées... 2 mouches et 2 araignées paraissent être la dose limite qu'il ne faut pas dépasser". Darwin réalisait de véritable menu pour ses plantes : "Nous sommes donc autorisés à conclure qu'une décoction de feuilles de choux est tout aussi énergique qu'une infusion de viande crue". … Il expérimenta même les effets du vin de Xérès sur les droséras... "Le droséra m'importe plus que l'origine de toutes les espèces dans le monde"… Reprendre les expériences de Darwin… J-P G : Qu’as-tu mangé hier soir ? Enfant : Une entrée (carottes râpées), des légumes (petits pois), de la viande, un fromage et un dessert… J-P G : Quel menu allons nous proposer à nos plantes ? E : Du concombre, des petits pois… non… 1 petit pois, de la viande pas cuite, un fromage, du camembert par exemple et un petit morceau de banane. Les enfants sortent leur cahier de textes et se répartissent le travail : « Qui apportera quoi pour vendredi après-midi ? » Darwin, 5ème enfant d’une riche famille Britannique est né en 1809. Son grand-père, Erasmus Darwin, était un médecin et un savant célèbre. Lui n’est pas passionné par la médecine et il arrête ces études pour devenir pasteur et naturaliste. C’est au titre de naturaliste non rémunéré qu’il entreprend de décembre 1831 à octobre 1836 un voyage à bord d’un bateau de recherche : le Beagle. Darwin s’appuyant sur ses propres études et d’autres (en particulier celles d’Alfred Russel Wallace) pense que les espèces animales et végétales loin d’être fixes, se modifient au fil des générations. Il publie le 24 décembre 1859 « Sur l’origine des espèces » qui résume ses conceptions. Darwin travaillera à développer ses thèses jusqu’à sa mort, en 1882. Fin de la 2ème partie à 11h 30 (durée de 50 minutes). Jean-Pierre Geslin, professeur 30 Fermeture et réouverture des feuilles et repas des dionées : Vendredi 27 avril de 13h 55 à 14h 55… Outre Jeannine Duchet, conseillère pédagogique et un FP1 en stage sont présents18 étudiants PE2 en formation initiale. Il fait très chaud cet après-midi et les enfants sont à la fois fatigués, énervés et motivés. I- Où nous reparlons de la fermeture et de l’ouverture des feuilles de Dionée : Jean-Pierre G : « Les enseignants présents aujourd’hui ne sont pas les mêmes que mercredi matin. Pouvez-vous leur expliquer ce que nous avons fait jusqu’à présent en ce qui concerne les plantes carnivores ? » Enfant : On a touché des feuilles de Dionée avec du papier… des crayons, des ciseaux… et les deux lobes se sont refermés. J-P G : Quelle partie de la feuille avezvous dû toucher pour obtenir la fermeture ? E : Pas les dents du bord… le fond de la feuille… la gorge. J-P G : Nous allons vous redonner des plantes, pouvez-vous bien regarder où il faut toucher exactement pour obtenir la fermeture des deux lobes ? Deux types de réponses sont obtenues : * Il y a des poils à l’intérieur, il faut toucher les poils. * Il faut toucher la partie entre les deux lobes (J-P G reprend en utilisant le mot "charnière"). A ce stade, presque toutes les feuilles des plantes distribuées sont fermées et il est impossible de savoir qui a raison sans utiliser d’autres Dionées… A priori, les 2 localisations pourraient d’ailleurs fort bien être incriminées dans le repliement… même si nous savions que ce n’était pas le cas… Fournir de nouvelles plantes immédiatement n’aurait pas permis de mener à bien la suite de la séquence (le repas des Dionées) car toutes les feuilles auraient été alors verrouillées J-P G : « Nous retenons pour l’instant que ce sont peut-être les poils, peut-être la charnière, peut-être les 2 parties (poils et charnière) qu’il faut exciter pour provoquer une réaction de la feuille… nous y reviendrons tout à l’heure… ». Qui veut relire les questions posées la dernière fois ». Arrivés à la question 5 : « Les feuilles se rouvrent-elles ? », les loupiots disent qu’ils ont maintenant la réponse : le jeudi après-midi, en arrivant en classe, ils ont constaté que la plupart des feuilles stimulées la veille sont réouvertes Question et réponse 5 sont notées dans le cahier « d’éveil »... nous dirions aujourd’hui le « cahier d’expériences ». Jean-Pierre Geslin, professeur 31 II- Le repas des Dionées : « Nous allons maintenant travailler sur la question 1 : "Que mangent-elles ?" ». Les aliments prévus ont été apportés… de quoi nourrir un régiment : une boîte de petits pois, un camembert entier… Il manque néanmoins les sauterelles et "l’araignée" capturée est en fait un "opilion" ou "faucheur" (sorte d’araignée munie de très longues pattes qui abonde sur le foin coupé). Une fillette explique aux autres qu’il s’agit d’un "faucheux" (terme également utilisé). L’arachnide, mort, passe de main en main… J-P G : Comment allons-nous procéder pour nourrir nos plantes ? E : On n’en mettra pas beaucoup. Le papillon est trop grand, il va dépasser. Un enfant propose de donner à toutes les feuilles d’une même plante le même aliment « par exemple du concombre » et d’écrire sur le pot ce que l’on a fournit à la plante. Une autre proposition : « on donne à chaque feuille un aliment différent ». Jean-Pierre G. (qui préfèrerait bien évidemment que le choix se porte sur la première méthode bien plus simple à réaliser) : « Oui mais nous risquons de ne plus savoir ce que nous avons mis dans chaque feuille ». E : On peut faire des flèches sur le pot (chaque flèche partant du niveau de la feuille concernée) et mettre des numéros. J-P G : Mais comment se souvenir à quel aliment correspond le numéro ? E : Sur une feuille de papier, en face de chaque numéro, on écrira ce qu’on a donné. J-P G, sentant les enfants agités, souhaiterait que la distribution des aliments s’effectue le plus rapidement possible ; il insiste sur le fait que la seconde méthode est bien compliquée… que le recensement des résultats sera plus difficile… en vain… tous, à une exception près (l’auteur de la première proposition), revendiquent le droit de donner un repas complet à leur plante. Des étudiants de 2ème année de formation initiale, lors de la discussion pédagogique faisant suite à la séance, diront qu’ils auraient - pour leur part – imposé le premier dispositif expérimental… ils avaient peut-être raison… En 5 minutes, les élèves numérotent les feuilles et inscrivent les composants du menu sur une page qui sera placée près de leur plante. Avant la répartition des aliments, il est à nouveau demandé aux enfants de regarder si ce sont les poils ou la charnière qui enclenchent la fermeture des 2 lobes au moment du dépôt de la nourriture sur la feuille. … DISTRIBUTION… REALISATION… Jean-Pierre Geslin, professeur 32 Tous les CM1, à une seule exception, confirmeront que ce sont les poils qui stimulent l’occlusion de la feuille. Chaque feuille reçoit sa ration : concombre, petit pois, viande fraîche ou banane… Un enfant constate, en observant la feuille par transparence, qu’une fourmi vivante peut encore se déplacer entre les 2 lobes repliés… « Elle ne meurt pas tout de suite ». Il devient évident que les dents bordant les lobes empêchent la fuite des insectes capturés. A ce stade du travail, la classe sait déjà qu’il y a digestion d’insecte et que celle-ci est progressive car, au moment de la distribution, l’une des plantes a été secouée et une mouche est alors tombée… laissant autour d’elle une tache orangée et gluante… chacun a pu venir observer l’animal réduit pour partie en bouillie. Le papillon et l’opilion dépassent des feuilles et les enfants décident de retirer le premier. Une fille a placé par erreur 2 aliments dans la même feuille qui est maintenant refermée… ceci constituera un élément de réponse à la question 2. Jean-Pierre Geslin, afin de reprendre la classe en main, ramasse les pots dès que les plantes ont reçu leur pitance… Nous réaliserons ultérieurement que le camembert a été oublié… L’expérimentation : chaque feuille reçoit une nourriture différente… Jean-Pierre Geslin, professeur 33 III- Les questions concernant la digestion : J-P G : Nous allons passer maintenant passer aux questions concernant la digestion… Veux-tu les relire ? … E : Comment digèrent-elles ?… La nervure du pétiole est-elle un intestin ? Un élève dit qu’il est trop tôt pour répondre à ces questions, « qu’il faut attendre puis ouvrir les feuilles… mais on risque de les abîmer ». J-P G répond que « nous serons en vacances ce soir jusqu’à jeudi matin » et nos observateurs-expérimentateurs en herbe ne voient pas, dans ces conditions, comment procéder. Il est alors rappelé par un enfant qu’une maman institutrice a fait photocopier en 20 exemplaires 2 pages d’un livre concernant les plantes carnivores. La distribution avait eu lieu le matin mais le document n’avait pu encore être lu… sauf par Aurélien qui précise que le texte ne contient pas la réponse… Il est alors distribué le polycopié d’une dizaine de pages de J-P Geslin intitulé : « Si tu veux (presque) tout savoir sur les plantes carnivores ». Ce livret ne comporte pas de table des matières et certains éprouvent des difficultés à retrouver le chapitre correspondant. Ils commencent à lire la première et la deuxième pages et déclarent ne pas trouver les réponses. Par contre, ils signalent qu’ils ont lu que les dionées mangeaient bien des araignées et les digéraient. Quelques uns trouvent la réponse à la question 3 page 8 et indiquent celle-ci à ceux qui les entourent… Extrait du document de recherche : La digestion chez les plantes carnivores : Dessin"La Hulotte" Contrairement à ce que tu pourrais croire, les plantes carnivores n'ont ni bouche, ni langue, ni dents véritables. Par contre, leurs feuilles fonctionnent un peu comme ton estomac ou ton intestin : elles libèrent des sucs digestifs qui vont digérer les insectes ne laissant que leur enveloppe ou cuticule (certains appellent cette "peau dure" la "carapace" mais il est mieux de la nommer "cuticule"). Les aliments digérés ou nutriments passent ensuite dans toute la plante. Document J-P Geslin “La feuille fonctionne comme notre estomac ou notre intestin, elle fabrique des sucs digestifs »... « Après, ça passe dans toute la plante »… La difficulté est ici que les enfants ne savent en fait pas ce que recouvrent les notions de digestions mécanique et chimique. De plus, ils ignorent que les aliments digérés traversent une surface d’échange (chez nous l’intestin) avant de rejoindre un liquide de transport (chez nous le sang) qui assure la distribution aux divers organes… Une petite comparaison homme/plante carnivore s’imposait en l’accompagnant de quelques informations… Jean-Pierre Geslin, professeur 34 Comparaison de la digestion chez les plantes carnivores et dans l’espèce humaine : quelques minutes de démarche dialoguée… Nous présentons une diapositive des différents organes du tronc humain. Les enfants repèrent l’estomac et l’intestin mais ne voient pas le "tuyau" qui va de la bouche à l’estomac (il est masqué par la trachée et le cœur). L’information leur est fournie. Si c’était à refaire, nous emploierions plutôt une diapositive du type du schéma ci-contre mais avec des légendes simplifiées et ne présentant que l’appareil digestif. J-P G : Que deviennent les aliments digérés dans l’estomac et l’intestin ? Enfant : Ils ressortent (sous-entendu au niveau de l’anus… représentation erronée classique…). J-P G : Non ! Seuls les déchets, ce qui n’a pas été digéré, ressortent… (Mais cela suffit-il pour faire évoluer les conceptions fausses ?) E : Ils passent dans le sang ! (réponse inespérée, nous pensions devoir expliquer ce point difficile… mais cela implique t-il que les enfants ont vraiment compris ?)… J-P G : Oui, les aliments digérés quittent l’intestin et passent dans le sang qui circule dans nos vaisseaux sanguins. Chez les plantes carnivores, les aliments digérés passent dans l’épaisseur de la feuille et on peut dire que les nervures sont l’équivalent de nos vaisseaux sanguins. Ce n’est pas du sang qui circule dans les nervures des plantes… c’est… E : … C’est de l’eau… C’est comme de la colle… J-P G : Quel est le nom de ce liquide ? Non ? … C’est la sève… E : Ah oui ! Oesophage http://www.doctissimo.fr/html/sante/atlas/atlas_sysdigestif_72.htm légèrement modifié 14h 55… Ouf de J-P G qui a eu du mal à canaliser les interventions orales des petits monstres et qui n’a pas eu le temps d’aborder la question 7 comme il le souhaitait… Jean-Pierre Geslin, professeur 35 3ème séquence le jeudi 3 mai de 11h 20 à 11h 55 « Comment, en oubliant provisoirement les hypothèses de départ, transcrire fidèlement les résultats »… Nous construisons un tableau à double entrée en portant horizontalement les numéros des groupes et verticalement les aliments supposés. Il est décidé de noter "OUI" s’il y a digestion et "NON" dans le cas contraire. Apparaissent immédiatement des difficultés : 1. Certaines feuilles ne se sont pas réouvertes. Les élèves - supposant que la digestion se poursuit – décident dans ce cas d’inscrire "OUI ?" quitte à modifier ultérieurement. 2. D’autres feuilles sont "étalées" et ne contiennent plus rien. L’aliment a t-il été véritablement digéré ou est-il tombé lors de la distribution des Dionées ? A) Le concombre : Deux feuilles sont encore fermées. 3 sont réouvertes et en contiennent encore mais « peut-être un peu moins ». Digestion partielle ? Les fragments se sont-ils racornis à l’air ? L’observation des morceaux de concombre conduit à pencher pour la seconde hypothèse et il est décidé décrire "NON" (pas de digestion). Concombre G1 "OUI ?" G2 "OUI ?" G3 G4 "NON" G5 "NON" G6 "NON" G4 "OUI ?" G5 "NON" G6 "OUI ?" B) La banane : Banane G1 "OUI ?" G2 "NON" G3 Pour les groupes 1, 4 et 6 : la banane est visible par transparence à l’intérieur des lobes des feuilles de Dionée. Son volume ne semble pas avoir diminué, les lobes sont vraisemblablement collés ensemble par le fruit… Nous décidons néanmoins d’attendre et nous écrivons "OUI ?" pour l’instant. Jean-Pierre Geslin, professeur 36 C) Les petits pois : Petits pois G1 "NON" G2 "NON" G3 "NON" G4 Annulé G5 "NON" G6 Nombreuses difficultés pour conclure… G1 : il ne reste plus que la peau du petit pois : il faut conclure "OUI". Autres groupes : « C’est vrai ». J-P G, qui n’a pas connaissance d’une amylase (= enzyme capable de digérer l’amidon l’un des principaux constituant des petits pois) chez la Dionée… demande à voir. Les petits pois sont en effet déshydratés et une observation superficielle peut conduire à une erreur d’interprétation. Chaque petit pois est alors coupé en 2 et les enfants des groupes 1, 2, 3 et 5 peuvent constater que la partie centrale est desséchée mais présente. G4 : « Où est votre petit pois ? »… « On l’a perdu »… « Pourquoi avez-vous dit qu’il ne restait que la peau ? » … « On a dit comme les autres parce qu’on ne voulait pas dire qu’on l’avait perdu »… … Petit discours sur l’honnêteté dont on doit faire preuve au moment du relevé des résultats (Cf. « annulé » sur le tableau). D) La viande "fraîche" : G1 Viande "fraîche" Conclusion initiale des enfants… … Ensuite : Questions de J-P G : Réponses : … Alors G2 Il reste de la viande noire. G3 "OUI ?" Lobes fermés. G4 Il reste de la viande noire. G2 et G4 : viande non digérée. G5 Il ne reste rien. G6 G5 : viande digérée. Il y a contradiction. G2 et G4 : viande G5 : n’y a-t-il pas eu perte d’un desséchée ou viande fragment noirâtre au cours de la partiellement digérée ? distribution des plantes ? ? ? On ne peut pas conclure. Nous surveillerons la feuille du groupe 3. Quand elle se rouvrira, nous regarderons si elle contient de la viande noire. Même si c’est le cas, nous ne saurons pas pour autant si la viande a été partiellement digérée ou non… Il apparaît ici la nécessité d’effectuer une recherche On comprend que Darwin documentaire complémentaire pour pallier nos manques ait eu tant de mal à de moyens. convaincre ses contradicteurs… Jean-Pierre Geslin, professeur 37 E) Les fourmis : G1 Fourmis G2 Lobes étalés, rien dedans. Conclusion initiale des enfants… J-P G : … Conclusions finales : G3 Lobes étalés, rien dedans. G4 "OUI ?" (lobes fermés). G5 Lobes étalés, une fourmi dedans. G6 G2 et G3 : G5 : fourmi non digérée fourmis digérées. mais tuée. « Rappelez-vous la première séquence… le cadavre desséché du moucheron ». Les fourmis se sont peut-être Il ne reste qu’une « coque échappées. On les a peut-être fait vide ». La fourmi a été tomber en prenant les Dionées. digérée. F) Le faucheur ou opilion… un massacre : C’est le groupe 7 qui s’est occupé de la bestiole. Comme il dépassait de la feuille, l’animal a été (à notre insu) découpé en 3 parties et donné en pâture à 3 feuilles différentes. Elles sont toujours repliées "OUI ?" F) Les substituts de la sauterelle : Le groupe 1 nous informe qu’il a remplacé la sauterelle par « une fleur et un bout de feuille » ! ? J-P G : Y a t-il eu réouverture de la feuille ? E : Oui et il n’y a rien dedans. J-P G : Etes-vous sûrs de ne pas avoir fait tomber les aliments végétaux ? E : Oui… il faut noter "OUI" … ils ont été digérés ! J-P G : Nous écrivons "OUI" mais je veux que vous recommenciez l’expérience ! … Restait à voir si nos plantes étaient capables de digérer le camembert… que nous avions oublié la séquence précédente. L’aliment hypothétique est placé entre les 2 lobes de quelques limbes. 11h 55 : fin de la séquence. J’ai eu chaud !!! Jean-Pierre Geslin, professeur 38 4ème séquence le lundi 7 mai de 10h 45 à 12h De " que mangent-elles " à " que digèrent-elles ? "… A) Nous complétons le tableau : Aliments supposés Concombre G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 NON Oui un petit peu. NON NON NON NON Conclusion des enfants : NON ? La feuille a pourri 1 NON ? La feuille a pourri 1 NON NON NON NON Banane OUI un tout petit peu. Petit pois Fleur ou feuille Viande NON NON 2 NON NON ? Viande noire. OUI ? ? Viande noire. OUI ou perte ? Opilion ou faucheur Fourmi OUI ? Chercher dans les livres Oui en partie. OUI OUI OUI OUI Camembert OUI ? OUI ? Nous les avons perdues ou elles se sont échappées. 3 Note 1 : Le pourrissement des feuilles est attribué au fait que la banane a maintenu collés les 2 lobes. Note 2 : Les feuilles se sont rouvertes, les clochettes de muguet et les fragments de tige ne sont pas digérés. « Nous nous étions trompés la première fois, on avait perdu les fleurs et les tiges ». Note 3 : « Toutes les feuilles à "qui" on a donné du camembert sont encore fermées ». Autre hypothèse permettant d’expliquer les résultats des groupes 2 et 3 en ce qui concerne les fourmis… Jean-Pierre Geslin, professeur 39 On finit de compléter le tableau… Conclusion : - Certains "aliments" sont totalement digérés : c’est le cas des insectes et des opilions à l’exception de leur cuticule. - D’autres le sont partiellement (la viande par exemple)… mais peut-être en avons nous trop mis… - Les produits végétaux (concombre, petit pois, tiges, feuilles et fleurs) ne sont pas "assimilés". - Il vaut mieux éviter les aliments collants comme la banane et le camembert. Remarque : "L’arbre mangeur d'hommes de Madagascar" n’a jamais existé contrairement à ce qu’ont raconté des explorateurs farfelus du XIXème siècle. B) Qu’est-ce que les aliments totalement ou partiellement digérés ont en commun ? Chaque enfant reçoit le document suivant… TABLEAU 1 : Composition simplifiée de quelques aliments. Composition pour 100 grammes Concombre, carotte Viande Petit pois Camembert Bananes Crustacés (sans la carapace) Blanc d’oeuf Sucres = glucides (en grammes) 9 Graisses = lipides (en grammes) Négligeable Protides (en grammes) Eau (en grammes) 1 89 Négligeable 17 4 22 Négligeable 13 Négligeable 24 Négligeable 2 20 6 20 1 20 65 75 51 76 76 1 Négligeable 11 87 Sucres + graisses + protides = matières organiques. Nous considérons que les insectes, les araignées et les opilions qui appartiennent au même embranchement que les crustacés (embranchement des arthropodes) ont à peu près la même composition qu’eux. Jean-Pierre Geslin, professeur 40 Lire et comprendre le document de la page précédente… Le document est présenté : les aliments sont indiqués dans la 1ère colonne verticale. La nature des constituants de chaque aliment est notée horizontalement. Les élèves ont cité : l’écrevisse, la crevette, la langoustine et la langouste comme exemples de crustacés. J-P G : Quel est le constituant le plus important pour le concombre ? E : L’eau, après les sucres puis les protides… il n’y a presque pas de graisses. J-P G : … Et pour les viandes ? … bonne réponse. Quels sont les aliments digérés ? … Nouvelle bonne réponse. Qu’ont en commun, les aliments digérés ? E : Ils contiennent beaucoup de protides. J-P G : Que concluezvous ? E : Les Dionées digèrent surtout les protides. J-P G : Le camembert sera t-il digéré (si on n’en met pas trop) ? E : Pas "en entier", il y a aussi des graisses (sous-entendu qui ne le Attentifs… Non ? seront pas). J-P G : Si on donnait du blanc d’œuf à nos plantes, le digéreraient-elles d’après le tableau ? E : Oui ! … Quelques questions supplémentaires qui font apparaître que les enfants participant à l’échange ont clairement compris. L’une des élèves est surprise que le total de chaque ligne ne donne pas 100 grammes. Explication : outre les composés organiques (sucres, graisses et protides) et l’eau, les aliments referment également une petite quantité de sels (minéraux) qui ne sont pas signalés dans le tableau. Jean-Pierre Geslin, professeur 41 C) Quel est l’intérêt pour la plante carnivore de récupérer des protides ? Un nouveau document (tableau II ci-dessous) est dans les mains des élèves : TABLEAU 2 : Quels sont les éléments entrant dans la constitution des glucides, des lipides, des protides et de l’eau. Eléments Carbone (C) Hydrogène (H) Oxygène (O) Azote (N) Phosphore (P) Glucides Lipides Protides Eau + + + - + + + Parfois + Parfois + + + + + + + + - Quand la case contient le signe +, cela signifie que l’élément est présent. Quand la case contient le signe -, cela signifie que l’élément est absent. Les enfants sont invités à lire d’abord la première ligne puis la première colonne. J-P G : Que contiennent les protides qui n’existent pas ou peu dans les autres composés organiques ? E : L’azote et le phosphore. Nous arrivons rapidement à la conclusion que la Dionée digère des protides qui lui apportent en particulier de l’azote et du phosphore. Là encore pas de difficultés apparentes, sauf pour 3 loupiots, pour qui il faut reprendre la lecture du tableau une seconde fois. Une question d’enfant néanmoins… « Qu’est-ce que l’azote ? J-P G : On en trouve en grande quantité dans l’air, encore plus que de l’oxygène. Il y en a aussi dans le sol et dans l’eau sous forme de sels et dans les animaux sous forme de protides…. Les Dionées vivent à l’état sauvage dans des marécages aux Etats-Unis. Ces marécages contiennent très peu d’azote et de phosphore… de plus ces plantes sont incapables de prendre l’azote qui est dans l’air… Où trouvent-elles l’azote et le phosphore dont elles ont besoin ? E : « Dans les petits animaux qu’elles attrapent !!! D) Généralisation : les milieux de vie des plantes carnivores : Outre la dionée et le drosera déjà connus, des diapositives de 4 plantes carnivores sont présentées et commentées : une sarracénie, un népenthès, une grassette et une utriculaire. Les fiches des 6 plantes, dans les 6 pages suivantes, peuvent être utilisées dans le cadre d’une recherche documentaire. Nous avons décidé de localiser géographiquement sur une carte mondiale, à l’aide de petits drapeaux, les espèces citées. Jean-Pierre Geslin, professeur 42 LES DIONEES : La Dionée attrape-mouches ou Dionée gobemouches (Dionea muscipula en latin) est une espèce de plante carnivore qui n'existe à l’état naturel qu'en Amérique du Nord (Caroline), dans des marécages à sphaignes (sorte de mousses) ou l’eau circule. C’est une plante vivace, qui vit environ 20 ans dans la nature. La plante adulte mesure de 10 à 14 cm. Les feuilles sont disposées en rosette autour d'un point central et mesurent en moyenne 7 cm de longueur. Le pétiole (2 à 6 cm) des feuilles est large et plat. Le limbe de chaque feuille est divisé en 2 lobes sécrétant du nectar et portant sur leur bord de 12 à 20 dents molles. Ces 2 lobes fonctionnent comme un piège mobile par rapport à la nervure médiane, se refermant Dionée consommant un petit escargot. sur les insectes rampants, sauteurs ou volants et http://www.jeanphir.freesurf.fr/dossiers/faq/index.htm d’autres petites proies comme des araignées. Sur la face ventrale de chaque lobe, de part et d’autre de la nervure, on peut observer 3 soies disposées Pétiole en triangle (très rarement plus). Ce sont elles qui stimulées par un objet ou un animal déclenchent la fermeture avec imbriquement des dents des bords du limbe. La chute d’une Schéma d’une feuille de Dionée : modifié d’après http://www.plantescarnivores.com/fiches_techniques/dionee_monographie/dionee_3_morphologie.php goutte d’eau ne provoque pas de réaction. En effet, une même feuille doit être excitée 2 fois pour se fermer (pas forcément sur le même poil). La vitesse de fermeture varie de 1/30ème de seconde à 20 secondes ! En l’absence de stimulation ultérieure (mouvements de la proie ou matière organique détectable), elle se rouvrira le lendemain ou le surlendemain sans avoir sécrété de sucs digestifs. S’il existe une proie, les 2 lobes se pressent l’un contre l’autre rendant le piège hermétique et la production d’enzymes digestives démarre. Ces enzymes s’attaquent aux protides et dissolvent la victime. Charles Darwin, ayant percé le piège fermé, constata que la production de sucs digestifs se poursuivait pendant 9 jours. La fermeture persistera alors jusqu’à ce l’animal soit digéré (de 9 à 35 jours selon sa taille). Le mécanisme de la réouverture n’est pas identique à celui de la fermeture puisqu’il correspond à une croissance. Le piège des Dionées présente un inconvénient notoire : il ne peut fonctionner que 3 ou 4 fois, après quoi la feuille meurt. La partie souterraine est un rhizome (= tige souterraine). Vers le mois de juin, apparaît dans la partie centrale une tige florale de 10 Feuille de Dionée anormale à 35 cm de haut portant des fleurs blanches. Elle donne des (comportant 4 lobes). graines noires en forme de pépins de raisin. Jean-Pierre Geslin, professeur 43 LES DROSERAS ou Rossolis ou "Oreilles du Diable": Les Droseras (mot masculin venant du grec droseros = humide de rosée) sont des plantes carnivores de 8 à 45 cm parmi lesquelles on distingue une centaine d’espèces. 56 d’entre-elles vivent en Australie. Les trois espèces françaises sont protégées et interdites à la récolte. Les Droseras poussent dans des marécages et des tourbières acides (Drosera à feuilles rondes et Drosera à feuilles intermédiaires) ou basiques (Drosera à feuilles longues = Drosera longifolia = Drosera anglica). Le limbe des feuilles, de forme variable selon l’espèce, porte sur sa face supérieure des poils à extrémité renflée et rouge qui réfléchissent la lumière comme des gouttes de rosée (d’où l’autre nom de ces plantes : les Rossolis = « Rosée de soleil »). Ces extrémités rouges sont adhésives ("pièges à glu") et collent les insectes souvent volants (moucherons, libellules et petites guêpes) plus rarement marcheurs (coléoptères ou fourmis) attirés par les « gouttes de rosée ». Les poils se replient ensuite, comme une main qui se ferme, sur la proie et la digèrent. Chez Drosera capensis, ces mouvements persistent durant une période de 6 à 14 heures. La production des enzymes digestives débute avant la capture mais celle-ci déclenche une nouvelle production. Ces enzymes s’attaquent aux protides transformant la bestiole en une bouillie liquide absorbée par la feuille. Après digestion, les poils se redressent et il ne reste plus que la cuticule de chitine quasivide. Feuilles de Droseras. http://www.gartenspaziergang.de/pf_s onnentau.html Les sucres et les graisses ne sont pas digérés mais vous pourrez nourrir vos Droseras avec du blanc d’œuf, du lait, du fromage, de la viande crue ou de la saucisse… en très petite quantité bien évidemment! Darwin leur avait même proposé une infusion de thé !!! La plante peut se passer de captures mais les individus nourris avec des insectes ou des aliments à base de protides s’enrichissent en azote et en phosphore. Ils deviennent plus grands et plus vigoureux et produisent plus de graines ainsi que Darwin l’avait déjà observé. Jean-Pierre Geslin, professeur 44 LES SARRACENIES : Les sarracénies correspondent à 9 espèces de plantes dont la taille varie de 10 cm à 1 mètre. Leurs feuilles se replient pour former des sortes de trompettes ou « ascidies » disposées au sol et recouvertes d’un couvercle immobile. Elles vivent dans des marécages, très pauvres en azote et en phosphore, des Etats-Unis, mais une espèce (Sarracenia purpurea voir ci-contre) est parvenue à s’installer dans les tourbières de l’Ouest de la France. On distingue 5 zones dans une urne : * Zone 1 : elle désigne en fait la partie qui surplombe l’urne, improprement appelée "l’opercule". Elle préviendrait la dilution par la pluie du contenu digestif de l'ascidie mais elle comporte aussi des glandes à nectar. * zone 2 : large d’1 cm et d’aspect brillant, elle correspond à la partie haute de l’ascidie. Des glandes y sécrètent une piste de nectar qui attire les insectes à l’intérieur vers la zone 3. * La zone 3 présente des écailles cireuses très glissantes et comporte des glandes productrices d’enzymes digestives. * La zone 4 atteint presque le fond de l’urne. Les cellules de sa surface sont dépourvues de cuticule (ceci facilite l'absorption des substances à travers leur paroi). De longs poils raides, courbés vers le bas, empêchent la fuite des insectes pris au piège. * La zone 5 correspond au fond de l'urne. Elle n'a pas de poils et possède une cuticule. Son rôle est mal connu. L’eau de pluie remplit en général de l’ordre du 1/3 de l’urne et est donc localisée au niveau d’une partie de la zone 4 et de la totalité de la zone 5. Les glandes digestives ne baignent pas dans le liquide où les proies viennent se noyer. L’eau dilue les enzymes digestives de la plante (qui s’attaquent aux protides mais aussi à un sucre : le maltose) les rendant moins efficaces mais des bactéries vivant, sans être incommodées, dans le liquide participent - par leurs sécrétions - à la digestion. Sarracénie pourpre http://www.parcappalaches.com/contenu/flore.cfm Jean-Pierre Geslin, professeur Sarracénie en fleur. Photo. Daniel Larouche. 45 LES NEPENTHES : Il en existe 75 espèces. C’est parmi elles que l’on rencontre les plus grandes espèces de plantes carnivores. Certaines se présentent en effet sous la forme de lianes pouvant atteindre 10 à 20 mètres de hauteur qui s’accrochent sur les arbres à l’aide des pétioles de leurs feuilles. Des feuilles se modifient pour former des pièges en forme d’outre ou d’urnes qui mesurent jusqu’à 30 cm de longueur et que l’on nomme des « ascidies ». Elles sont surmontées d’un chapeau ou « opercule » dont la face inférieure produit du nectar attirant les insectes. Les Népenthes se nourrissent surtout d’insectes (en particulier de fourmis) mais aussi d’araignées, de scorpions, de millepattes et parfois d’escargots. Ces plantes sont bien incapables d’emprisonner de grosses proies, tout juste peuvent-elles s’emparer de minuscules souris ou oiseaux ou de petites grenouilles… Leurs tiges ne sont pas mobiles ! Vivant accrochées dans les arbres, elles se trouvent dans un milieu très pauvre en azote et en phosphore et on comprend l’intérêt pour elles de capturer de petits animaux qui en contiennent. Les Népenthès vivent dans le Sud de l’Asie (Bornéo, Sumatra) et à Madagascar. Ici une urne ou « coupe à singe ». De petites araignées du groupe des thomises s’installent sur le bord des urnes et prélèvent une partie des proies au passage. Dérangées, ces « araignéescrabes » se laissent tomber dans le liquide corrosif contenu dans l’urne et y restent quelques minutes immergées sans être incommodées. Pourtant les sucs digestifs sont si variés qu’ils digèrent les protides mais aussi les graisses (pas les sucres). Ils sont si puissants qu’ils peuvent dissoudre la coquille d’un œuf d’oiseau ou la cuticule des insectes Coupe longitudinale d’une urne de (peut- être existe-t-il d’ailleurs une enzyme Népenthes laevis (d’après Sachs). spécifique : la chitinase qui s’attaque à cette cuticule). Chez les Népenthès les secrétions digestives sont de plus abondantes (nettement plus que chez les sarracénies) si bien que les glandes digestives sont totalement immergées dans les sucs digestifs. Jean-Pierre Geslin, professeur 46 LES GRASSETTES : Petite plante vivace d’une taille de 5 à 15 cm, à feuilles de 2 à 8 cm de longueur, grasses et collantes au toucher, d’où le nom, étalées en rosette. Chaque feuille vit environ 5 jours. Il existe une courte racine fibreuse. Fleurs irrégulières munies d’un éperon, violettes. Floraison de mai à juillet... Les grassettes se rencontrent en France et d’une manière plus générale en Europe dans les zones tempérées. Elles vivent soit dans des tourbières (marais où se forme une matière brunâtre et friable pouvant servir de combustible : la tourbe… voir ci-dessous) soit sur des rochers humides et ombragés. En ces lieux, l’azote et le phosphore sont en général rares. Les insectes – qui fourniront l’azote et le phosphore nécessaires à la plante- sont captés par un mucilage (= substance visqueuse qui gonfle au contact de l’eau) gluant qui recouvre les feuilles. Ils sont ensuite digérés en quelques jours. Une autre plante carnivore : la Grassette vulgaire (Pinguicula vulgaris du latin pinguis = gras). Famille des Lentibulariacées. Les glandes sont de 2 types : celles qui produisent les gouttelettes de sécrétion servant à capturer les proies sont situées au sommet de courts pédoncules (glandes pédonculées) alors que les celles qui fabriquent les sucs Photo http://www.em.ca/garden/nat_ping digestifs en sont dépourvues (glandes sessiles). uicula_vulgaris.html La grassette est capables de digérer les protides mais aussi certains sucres comme l’amidon. C’est le bord de la feuille qui en s’enroulant enveloppe la proie et constitue ce que Darwin nommait un « estomac temporaire ». Si la proie est trop grosse, la feuille peut pourrir : elle meurt d’indigestion. Tourbières… Les végétaux caractéristiques de nos tourbières acides sont les sphaignes… Ce sont des mousses qui peuvent se développer en colonies très denses. Elles ont la particularité de croître sur place, par la partie terminale de la tige, tandis que la base meurt. Au cours des années, les parties mortes des sphaignes s’accumulent pour former la tourbe. Sur le substrat végétal formé par les sphaignes, croissent différentes espèces typiques des tourbières : ce sont l’Andromède, la Canneberge et le fascinant Drosera à feuilles rondes et la Grassette. Ces deux derniers sont des plantes carnivores… Extrait (modifié) du n° 19 du « Mulot ». Auvergne et Nature. « La Baraque » 63870. Orcines. Jean-Pierre Geslin, professeur 47 LES UTRICULAIRES : Les utriculaires sont très généralement des plantes aquatiques mais il existe quelques espèces terrestres vivant dans des milieux très humides. En milieu tropical humide, certaines d’entre elles sont épiphytes1. Elles ne possèdent pas de racines. Il en existe de 250 à 280 espèces selon les auteurs. Utricules Les utriculaires aquatiques ont leurs tiges immergées longues et ramifiées porteuses de nombreuses feuilles alternes également très divisées en fines lanières et difficilement distinguables des tiges. Elles vivent dans des eaux pauvres en azote et en phosphore des étangs, des marais et des tourbières. Ces utriculaires capturent des petits animaux aquatiques grâce à des pièges en forme de sacs ou « utricules2 » de 2 à 5 mm accrochés sur certaines des feuilles par un pédicule. La taille des pièges augmente quand l’acidité du milieu s’accroît. Chaque utricule est fermé par un « clapet » ou « valve » porteur de glandes produisant un mucilage qui assure l’étanchéité et qui attire peut-être les animaux par son caractère sucré. Le clapet est aussi muni d’une touffe de poils sensibles qui déclencheront son ouverture vers l’intérieur. Il est enfin entouré par 2 sortes d’ « antennes » qui guideront la proie vers lui. L’intérieur de l’utricule est tapissé de poils en forme de croix qui absorbent l’eau mettant ainsi l’urne en dépression. Lorsqu’une daphnie3, une larve de moustique (ou « ver de vase »), un protozoaire4 ou un autre petit animal aquatique heurte les poils sensibles du clapet, celui-ci s’ouvre brusquement aspirant l’animalcule et de l’eau dans le piège (en 1/500ème à 1/30ème de seconde d’après les spécialistes). Le clapet reprend ensuite sa place initiale. Le prisonnier meurt puis est décomposé par des bactéries et les produits de décomposition passent dans la plante à travers la paroi de l’outre. L’existence de sucs digestifs produits par la plante est discutée : des auteurs mentionnent 3 enzymes dont une s’attaquerait aux protides. Les rameaux fleuris ont 5 à 30 cm de hauteur et dépassent de l’eau. Les fleurs sont jaunes. 1 On dit qu’un végétal est épiphyte lorsqu’il vit accroché sur une plante sans la parasiter. Utricule : mot masculin, du latin utriculus, petite outre. 3 Daphnie : petit crustacé qu’on donne à manger aux poissons rouges. 4 Protozoaire = animal formé d’une seule cellule. 2 Jean-Pierre Geslin, professeur 48 CONCLUSION GENERALE : On peut trouver l7 espèces de plantes carnivores vivant en France et 500 espèces vivant dans le monde. C’est très peu si on se souvient qu’il existe sur notre terre 250 000 espèces de plantes à fleurs. Parmi toutes les espèces de plantes carnivores : * Aucune ne peut s’attaquer à de gros animaux. * Aucune ne voit, aucune n’entend, aucune n’a de l’odorat. * Aucune ne vit en milieu marin (vous confondiez avec les anémones de mer et avec les pieuvres). Presque toutes vivent dans des milieux (marécages, tourbières) où il y a peu d’azote et de phosphore. Les tourbières sont des marécages recouverts d’un épais tapis de mousses. NOS HYPOTHESES Tailles Lieux de vie LA REALITE Tailles Lieux de vie Dans les tourbières de l’Est des Une U.S.A. Cultivée en France. dizaine de cm Forêts. Où ? Emmanuelle, 25 cm 6 à 20 cm Dans les tourbières en France Catherine, de hauteur et dans le reste de l’Europe. Asie. Amérique du Nord. Lydia « Partout ». Plantes s’accrochant sur les Fréderic V. 50-60 cm Lianes Népenthès et Ying pouvant arbres des forêts de l’Indonésie et de Madagascar. atteindre Jardins en Sandrine, "Très 10 à 20 m France. Frédéric B. grandes". Utriculaires Rameaux En France, on en trouve dans les mares. Zones tempérées fleuris de 5 Stéphane 20 à 25 cm. « Pays chauds ». européennes. Afrique australe. à 30 cm Australie. Dans les champs Grassettes En France, on en rencontre Nathalie 1,5 m. 5 à 15 cm en Chine. dans les tourbières. Europe de haut tempérée. Mexique. Guatemala. Caraïbes. Forêts en France. Sarracénies Feuilles de Au Canada et aux U.S.A. dans Sandrine G. 50 cm. Jardins en et Muriel 10 à 80 cm des marais et des tourbières. France. Naturalisées dans quelques tourbières en France et en Campagnes en William 1 m. Suisse. France. Forêts en Eric 10 m. Afrique. Campagnes et Léa et 20 cm. jardins en Aurélie France. Campagnes en Aurélien 40 cm. France. Document Forêts en Martial 30 cm. remis aux Afrique. enfants. Laure et Entre 1 et Régions humides. France (dont Katia 2 m. Guadeloupe). Frédéric, Pays chauds et 5 m. Paul et humides. Matkar Dans la mer. Sonia et Jeannine 50 cm Forêts, mais pas en France. Noms des espèces Dionée gobemouches Droseras = Rossolis Jean-Pierre Geslin, professeur 49 Dans les cahiers : Commentaire pédagogique : Nous avons atteint 3 objectifs : 1. Mise en évidence des relations alimentaires au sein d’un milieu donné. 2. Travail sur la fonction de nutrition : alimentation, digestion, transport des nutriments… 3. Le concept d’adaptation… a. Adaptation à une fonction (constater l’existence de liens entre fonction et organes correspondants) : ici capture à l’aide d’organes spécialisés. b. Adaptation à des milieux : marécages et tourbières pratiquement dépourvus d’azote et de phosphore. La démarche : 1. Connaître les représentations préalables des enfants : A votre avis qu’est-ce qu’une plante carnivore ? Quelle taille ? Dessinez une plante carnivore. 2. Introduction des plantes dans la classe. Après un temps d’observation sauvage, noter : a) les remarques et observations, b) les questions et c) les hypothèses. 3. Recherche des réponses en utilisant en priorité le matériel végétal (observations et expérimentations) et en complétant par une recherche documentaire (photos et doc. écrits). 4. Bilan des recherches : les résultats sont confrontés aux représentations préalables et les notions essentielles sont dégagées (Cf. objectifs). 5. Prolongement possible : en quoi le comportement alimentaire des végétaux carnivores est–il différent de celui des autres végétaux ? Remarques : La question 2 : « Peuvent-elles capturer plusieurs choses à la fois ? » et la question 7 : « Si on présente un insecte à une feuille fermée, se rouvrira t-elle ? » ont reçu des réponses expérimentales même si nous n’en avons pas fait mention dans ce document déjà pléthorique. La question 6 : « Comment se rouvrent-elles… un simple mécanisme de croissance… a reçu une réponse lors de la présentation des diapositives. Jean-Pierre Geslin, professeur 50 DES VISITES : Une visite à la « Grande serre tropicale » section des plantes carnivores au « Jardin des plantes », 57 rue Cuvier - 75005 Paris, est prévue. Les deux grandes serres du Jardin des plantes regroupent plusieurs milliers d'espèces de plantes : * la serre tropicale, humide et chaude, avec ses bananiers, ficus, cycas, palmiers, fougères… * la serre mexicaine où poussent des plantes de milieux arides telles que cactées américaines, agaves mexicaines, végétaux endémiques de Madagascar ou originaires de l'Afrique australe. Ouvert tous les jours sauf mardi et 1er mai, de 13 h à 17 h d'octobre à fin mars. Ouvert de 13 h à 18 h les samedis et dimanches d'avril à fin septembre. Entrée: 2,5 €, TR.: 1,5 €, Scolaire: 0,80 €. « Jardin des serres d'AuteuilFleuriste Municipal » L’une des serres du Jardin des plantes à Paris. http://jp.pinguet.free.fr/html/153.htm 3, avenue de la Porte d'Auteuil et 1 avenue Gordon Bennett - 75016 Paris, à la limite de Boulogne et de Paris, à côté du stade Roland Garros, se trouve le « Jardin des serres d'Auteuil » antérieurement dénommé « Le Fleuriste Municipal ». Il occupe une partie des terrains de l'ancien jardin botanique de Louis XV. Ses serres imposantes ressemblent comme des sœurs jumelles à celles du Jardin des Plantes à Paris, l’une regroupe des plantes carnivores… Ses 4 000 espèces d'orchidées en font l'une des plus importantes collections du monde Horaires: - du 1er avril au 30 septembre : 10h00/18h00 - du 1er octobre au 31 mars : 10h00/17h00 Préférer une visite entre début avril et fin septembre. Accès par le métro : Porte d’Auteuil. Tél. : 01 40 71 74 00. http://www.paris.fr/fr/environnement/jardins/liste_jardins/jardin_s erres_auteuil/default.ASP Maintenant à vous de faire… divers sites sur les plantes carnivores peuvent vous aider : Exemple d’exposition aux serres d’Auteuil. Ici des Népenthès. * http://membres.lycos.fr/dionea/s.lavays/pages/questce.htm * http://encyclo.free.fr/pages/questce.htm * http://www.plantes- carnivores.com/fiches_techniques/dionee_monographie/dionee_3_morphologie.ph Jean-Pierre Geslin, professeur 51
