Dossier péda
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Communication animale Sommaire du dossier pédagogique • Introduction p. 2 • - Communication animale présentation de l'exposition plan liens avec les programmes p. 3 p. 6 p. 8 • Les textes de l'exposition p. 10 • Les textes-zoom : salamandre, marmotte, abeille, tigre, tétras p. 17 • Pendant la visite : films, interactifs p. 38 • Bibliographie p. 39 • Les métiers liés à la communication animale : qu'est-ce qu'un éthologue ? p. 40 • Informations pratiques p. 41 • Respect des animaux naturalisés p. 42 Dossier pédagogique réalisé par Evelyne Fontaine, Danièle Louis, Sophie Maene. Service pédagogique Danièle LOUIS le vendredi matin Evelyne FONTAINE le vendredi après-midi 03 86 72 96 40 1 INTRODUCTION Le chien aboie, l'alouette tirelire… mais ils ne sont pas les seuls à s'exprimer ! Le poisson rouge, la girafe ou la bactérie aussi échangent des informations avec leurs congénères. Le muséum dévoile les secrets de la communication des animaux : comment communiquent-ils ? et pour dire quoi ? Des oiseaux aux araignées, du serpent à la baleine, venez découvrir comment les espèces animales échangent des informations. Animaux naturalisés, décors, vidéos, jeux… présentent les cas les plus connus comme les loups et les oiseaux, et de plus surprenants : saviez-vous que les araignées communiquent par vibrations ? que les abeilles dansent ? Tigre, manchots, merles, grenouilles… vous révèlent leur langage. 2 PRESENTATION DE L'EXPOSITION REZ-DE-CHAUSSEE • Salle 1 - Introduction Qu’est-ce que la communication ? Les différents modes de communication - crotale - insectes - perroquet gris du Gabon - gorgebleue à collier - crabes - grand paon de nuit - maquettes de plantes La communication entre espèces : plantes et insectes Panneaux : - « Communication animale » - « Communiquer, mais comment ? » - « Communiquer, pour dire quoi ? » - « D’une espèce à l’autre » • Salle 2 - Poison Présentation de quelques animaux à couleurs aposématiques : serpents corail et faux-corail, chenille, papillons et insectes. Panneau « Poison » Se faire passer pour plus dangereux que l'on n'est : dragon d'Australie. • Salle 2 - Alerte ! Ou comment prévenir ses congénères d’un danger - Marmottes - Chiens de prairie Panneau « Alerte ! » • Salle 3 - C’est moi… t’es où ? La communication au sein d’un groupe - Entre congénères : la synchronisation des attaques chez les araignées - Dans une meute : la hiérarchie chez les loups - Entre congénères : singes - Pour signaler une source de nourriture : la danse des abeilles - Entre parents et jeunes : les manchots, les daims Panneau « C’est moi… t’es où ?» • Salle 4 - Propriété privée Défense du territoire - Tigre - Belette - Castor 3 - Ragondin - rat musqué - Aigle impérial - Rouge-gorge familier Panneau « Propriété privée » • Salle 5 - Mâle bien sous tous rapports recherche femelle Recherche d’un partenaire pour la reproduction - Paon - Grand tétras (♀ et ♂) - Faisan doré - Coq domestique - Frégate superbe - Merle noir - Mésange charbonnière 4 REZ – DE - CHAUSSEE L'exposition "Communication animale" se concentre au rez-de-chaussée du musée. Introduction Manchots Mâle bien sous tous rapports recherche femelle 1 Daims D’une espèce à l’autre Poison Sciences actu Alzheimer, vivre avec Accueil 4 C’est moi…t’es où ? 2 Alerte ! 5 Araignées Loups 6 3 Propriété privée Abeilles PREMIER ETAGE Salle Paul Bert Exposition permanente Salle de paléontologie Exposition permanente Hector, l'arbre mort Au 1er étage, l'arbre pédagogique "Hector l'arbre mort", associé à un film et des jeux, peut faire l'objet d'une autre visite. 7 LIEN AVEC LES PROGRAMMES OFFICIELS * A l'école maternelle : Le monde vivant : "observation des manifestations de la vie, sur les animaux…" * A l'école élémentaire : Le monde vivant : "identification des caractéristiques communes aux êtres vivants ; découverte de la diversité des êtres vivants et de leurs milieux de vie ; distinguer le vivant du non-vivant par la découverte des grandes fonctions du vivant…" * Au collège : Classe de 6ème : - les relations entre les êtres vivants - le peuplement des milieux par les êtres vivants (une répartition qui n'est pas due au hasard ; la biodiversité) - unité, parenté et diversité des êtres vivants : la classification animale Classe de 4ème : - reproduction et pérennité des espèces dans les milieux (les comportements reproducteurs) - influence de l'Homme sur la reproduction des êtres vivants Classe de 3ème : - relation à l'environnement : fonctionnement du système nerveux, fonctionnement des organes sensoriels. - la biodiversité : mesures de prévention et de protection des milieux. * Au lycée : Classe de seconde : - partie "organisme en fonctionnement" : implication du système nerveux dans le contrôle des rythmes cardio-respiratoires. - partie "cellule, ADN et unité du vivant" : parenté et diversité des êtres vivants : disposition des organes, en particulier le système nerveux des vertébrés. - les thèmes au choix, concernant l’alimentation du sportif, la biodiversité, homologie des membres chez les tétrapodes par exemple. Classe de 1ère S : - Complexité des relations entre gènes, phénotypes et environnement - Propriétés intégratrices des centres nerveux et fonctionnement des neurones et surtout : le cortex sensoriel et la plasticité du système nerveux. Classe de 1ère L : - Alimentation et environnement : étudier les comportements alimentaires et quantifier les productions alimentaires. - Représentation visuelle du monde : l’œil, le fonctionnement de la rétine, la perception des couleurs et enfin le cerveau : exemple d’intégration de signaux. 8 Classe de 1ère ES : - en 2007-2008 le thème communication nerveuse n’est pas au programme. - Thème au choix : le bois : la gestion des forêts permet d’éviter les déséquilibres des écosystèmes. Les TPE de première : - Dans le cadre des TPE, nombreux sont les sujets possibles ; par exemple le thème « l’Homme et la nature » retenu pour toutes les premières L, ES et S pour l’année 20072008 permet d’envisager l’étude de la biodiversité et donc l’étude des relations et de la communication entre les êtres vivants. Classe de - Terminale S : Recherche de parenté chez les vertébrés. Etude de 3 exemples de relations entre mécanismes de l’évolution et génétique. Les crises biologiques repères dans l’histoire de la Terre. Spécialité SVT Terminale S : - Thème 3 : diversité et complémentarité des métabolismes D’autres matières que la SVT intègrent la communication animale dans leurs programmes, comme par exemple les sciences humaines (en particulier l’étude bioclimatique du monde, au collège). 9 LES TEXTES DE L'EXPOSITION COMMUNICATION ANIMALE De la bactérie à la girafe, du calmar géant à l'acacia, tous les êtres vivants communiquent. Communiquer, c'est échanger des informations. C'est une nécessité vitale pour toutes les espèces : pour attirer des proies, trouver un partenaire, défendre son territoire… Comment ? un animal émetteur envoie un message (un ensemble de signaux) à un ou plusieurs animaux récepteurs. L'animal récepteur reconnaît les signaux : soit de manière instinctive, soit après apprentissage. L'émetteur peut envoyer des signaux de manière involontaire : des signaux liés à son anatomie (la couleur d'un oiseau) ou sa physiologie : les oiseaux mâles chantent au printemps parce que l'allongement du jour déclenche la libération d'hormones sexuelles dans leur corps. Phrase enfants Communication animale : tous les signaux et les moyens de communication utilisés par les animaux. D'UNE ESPECE A L'AUTRE Des espèces différentes peuvent aussi communiquer. Certains signaux ont le même rôle chez beaucoup d'espèces. Beaucoup d'oiseaux comprennent les cris d'alerte d'une autre espèce. L'éthylène dégagé par une plante stressée agit aussi sur d'autres plantes. Parfois, une communication existe entre deux espèces très éloignées. Quand un oiseau indicateur découvre des abeilles sauvages, il cherche un ratel (cousin du blaireau). En poussant un cri spécifique, il le guide jusqu'aux abeilles. Le ratel ouvre la ruche et mange le miel. L'oiseau peut ensuite manger les larves. Les plantes sont souvent associées à des champignons ou des bactéries qui vivent autour ou dans leurs racines. Un cas célèbre de symbiose: la truffe et le chêne. Phrase enfants La communication existe aussi entre espèces : un champignon peut communiquer avec un arbre, un oiseau avec un mammifère. 10 COMMUNIQUER, MAIS COMMENT ? Quand une espèce utilise un mode de communication, c'est qu'elle a les moyens de produire ce signal et de le recevoir. La communication visuelle ne serait pas très efficace chez des animaux sans yeux ! Son : cris, chants, grondements… Le son est une onde résultant des vibrations de l'air ou de l'eau. Les gros animaux (éléphant, baleine) produisent des sons graves : les infrasons, qui voyagent loin. Les petits animaux produisent des ultrasons (aigus). Un son long est facile à localiser. Les cris d'alerte sont donc courts, alors que les chants sont longs. Le son voyage bien dans l'air, et encore mieux dans l'eau : le chant des baleines peut s'entendre à 500 km ! Le son est arrêté ou renvoyé par les obstacles (arbres, falaises, rochers). Il se propage mieux en milieu ouvert. Chimie : phéromones et odeurs Tous les êtres vivants libèrent des molécules messages : les phéromones, qui se diffusent dans l'air ou dans l'eau. Les petites molécules, qui s'évaporent vite, portent des messages urgents (alarme). Les grosses molécules restent efficaces longtemps et donnent des informations sur leur propriétaire : sexe, espèce, état d'activité sexuelle… Signaux visuels Il y a deux sortes de signaux visuels : la lumière (bioluminescence) et les couleurs. La lumière vient d’une réaction chimique (luciole, ver luisant) ou de bactéries vivant dans le corps de l'animal (calmar géant). Les signaux lumineux sont efficaces dans l'obscurité : la nuit (ver luisant), dans les grottes ou dans les profondeurs océaniques. Ils attirent un partenaire ou des proies. Les couleurs viennent de pigments ou d'un effet d'optique (la lumière réfléchie sur une plume de corbeau, par exemple). Elles sont efficaces de jour et dans des habitats pas trop sombres. Comportement La communication peut passer par des comportements précis, définis. On les appelle comportements stéréotypés. Ils se composent d'une suite de mouvements, de positions, de cris… toujours dans le même ordre. 11 Electricité Certains poissons (mormyres et gymnotes) communiquent par signaux électriques de faible intensité, qui se propagent à quelques mètres dans l'eau. Ces signaux électriques leur servent à s'identifier (sexe, espèce, âge, statut dans un groupe) pendant les périodes d'accouplement ou de nourrissage. Ils sont utilisés par des poissons vivant dans des eaux boueuses où les signaux visuels ne sont pas efficaces. Signaux tactiles Ce sont des signaux immédiats. Ils peuvent servir à se reconnaître et à renforcer les liens : entre insectes d'une même colonie (fourmis, abeilles), entre parents et jeune, ou mammifères d’un même groupe (épouillage chez les singes). Phrase enfants Les animaux peuvent communiquer par le son, la vue, les odeurs, le comportement et même l’électricité. 12 COMMUNIQUER… MAIS POUR DIRE QUOI ? Cri, vibration, mouvement, couleur… tous les signaux que les animaux envoient, volontairement ou non, ont un sens pour les autres animaux. Mais attention : quand un animal ou une plante "communique", il n'envoie pas un message élaboré. Il envoie des signaux déterminés, ceux de son espèce : un chien aboie, une luciole clignote…. Pas d'improvisation : le signal doit être compris par ses destinataires. Tous ces signaux sont apparus au cours de l'évolution. Ils sont coûteux pour l'animal : communiquer, c'est dépenser de l'énergie et risquer de se faire repérer par les prédateurs, les parasites, les concurrents… Mais ils sont utiles et apportent un avantage à l'espèce. Nous avons rassemblé des exemples en 5 grands groupes en essayant de rendre leur signification en langage humain... Bonne visite ! - Attention poison ! - Alerte ! - C'est moi…t'es où ? - Propriété privée - Mâle bien sous tous rapports recherche femelle Phrase enfants Chaque signal est un message. Il a une signification pour l'animal qui le reçoit. 13 ATTENTION POISON ! Grenouille bleue ou coccinelle rouge sur feuille verte, salamandre noire et jaune sur la mousse… trop facilement repérables ? Justement ! Ces couleurs vives et contrastées sont un signal. Elles signifient : "Ne me touche pas, j'ai mauvais goût" ou même "Je suis toxique". Prenons l'exemple d'une coccinelle : l'oiseau qui goûte cet insecte voyant a une mauvaise surprise, car la coccinelle attaquée libère un liquide toxique et irritant. Après deux ou trois essais, l'oiseau évitera de manger non seulement les coccinelles, mais tous les insectes rouges et noirs. Ces couleurs et motifs si repérables sont une protection. On les appelle couleurs aposématiques. Les prédateurs apprennent à les associer à une mauvaise expérience : un goût âcre, une bouche sèche ou en feu, une digestion difficile ! Phrase enfants Jaune et noir, rouge et noir, orange, rouge, taches ou rayures : des couleurs et des motifs qui signifient "Attention, poison". ALERTE ! Aigle en vue ! Une marmotte siffle et toute la colonie se met aussitôt à l'abri. Vivre en groupe permet de mieux éviter les prédateurs. Chaque animal surveille les alentours et avertit le groupe en cas de danger. Le premier qui repère un danger émet un signal d'alarme pour avertir les autres : un cri chez les oiseaux ou les mammifères, une phéromone chez les fourmis… Un signal efficace est court : l'important est que les autres animaux réagissent tout de suite, inutile de se faire repérer davantage. Chez certaines espèces, il y a même un guetteur attitré. Il surveille les alentours pendant que le groupe se nourrit ou se repose. Phrase enfants Le sifflement d’alerte de la marmotte peut s'entendre à plusieurs kilomètres. 14 C'EST MOI… T'ES OU ? Quand une fourmi rencontre une fourmi, qu'est-ce qu'elles se racontent ? Elles échangent une information chimique, un signal qui dit à quelle fourmilière elles appartiennent. Quand on fait partie d'un groupe, il faut pouvoir indiquer qui l'on est. Par exemple, les parents manchots peuvent reconnaître leur poussin parmi des centaines d'autres et être sûrs qu'ils ne nourrissent pas le petit du couple voisin. La communication sert aussi à maintenir la cohésion du groupe : à se reconnaître le matin, à savoir que les autres sont tout près, ou à établir et maintenir la hiérarchie. Enfin, les membres d'un groupe communiquent aussi pour se signaler les sources de nourriture ou pour synchroniser une attaque. Phrase enfants Les abeilles, les termites et les fourmis vivent en société. Tous ces insectes communiquent beaucoup avec les autres membres de leur groupe. PROPRIETE PRIVEE Ou comment défendre son territoire… Un territoire, c'est une zone qui offre de la nourriture et des abris. Il peut appartenir à un seul animal, à un groupe (loups) ou à une colonie (fourmis). Il peut servir toute l'année ou seulement au moment de la reproduction ou au retour de migration. La taille du territoire dépend de la saison (hiver ou saison des amours), de l'abondance de nourriture… Pour marquer son territoire, plusieurs techniques : déposer son odeur sous forme d’urine, d’excréments ou de substance odorante, ou faire du bruit : chant des oiseaux ou coassement des grenouilles, cris des groupes de singes, rugissement du tigre…. Sons ou odeurs, ces signaux mettent en garde les animaux de même espèce : « attention, cette zone m’appartient ». Quand un intrus ignore le message, l'occupant essaie de le chasser. D'abord par l'intimidation, puis par la menace, et par l'attaque si nécessaire. Phrase enfants Quand un chat urine dans une maison, il fait ce que fait un tigre dans la nature : il marque son territoire. 15 MALE BIEN SOUS TOUS RAPPORTS RECHERCHE FEMELLE Pour se reproduire, il faut rencontrer le mâle ou la femelle qui convient. Mais comment l'attirer ? et comment lui dire qu'on est le meilleur candidat ? La femelle signale qu'elle est prête à s'accoupler. Elle cherche un mâle fort et en bonne santé, qui transmettra sa résistance et sa robustesse à ses petits. Le mâle cherche à attirer une ou plusieurs femelles. Pour cela, il doit se faire remarquer : par son chant, ses couleurs, son comportement… Parfois, les mâles s'affrontent physiquement. Le combat mène rarement à des blessures graves, car le moins fort se soumet. Le vainqueur s'accouplera avec les femelles. La femelle évalue aussi les compétences du mâle : chez les troglodytes, elle inspecte le "nidtémoin" qu'il a construit. Chez certaines araignées ou certains oiseaux, elle accepte le mâle qui lui offre une proie. Phrase enfants Le chant des oiseaux, le crissement des cigales, la roue du paon sont des moyens d’attirer les femelles. Phrase enfants En 1973, trois chercheurs ont obtenu ensemble un prix Nobel pour l'étude de la communication animale : - Konrad Lorenz a étudié le comportement des jeunes oies - Karl Von Fritsch a déchiffré la danse des abeilles - Nikolaas Tinbergen a étudié le comportement des goélands et l'instinct. 16 TEXTES ZOOM Pour chaque partie de l'exposition, un animal représentatif a été choisi parmi ceux qui sont exposés. TEXTE ZOOM : SALAMANDRE TACHETEE Salamandra salamandra Classe des Lissamphibiens Groupe des Urodèles S. salamandra terrestris (Les Amphibiens de France, Belgique et Luxembourg) Origine des Amphibiens Le mot "Amphibien" vient des mots grecs "amphi" et "bios" qui signifient "double" et "vie", car ils vivent dans l'eau et sur terre. Les Amphibiens ou Batraciens sont des Vertébrés de petite taille (de 1 cm pour une grenouille cubaine à près de 1,5 m pour une salamandre géante du Japon), ectothermes (leur température varie avec celle du milieu), pourvus de 2 paires de membres (tétrapodes) et de poumons. Leur peau est nue et permet l'essentiel de leur respiration. Ayant acquis des dispositifs essentiels à la conquête de la vie terrestre, comme les poumons et les vaisseaux sanguins pulmonaires facilitant la respiration aérienne, des glandes spéciales libérant des sécrétions indispensables pour lutter contre la dessiccation de leur peau, un tympan fonctionnel pour l'audition aérienne ou bien encore des vertèbres cervicales permettant une liberté de mouvement de la tête par rapport au corps lors de la nage, un groupe d'êtres vivants, les "rhipidistiens" se sont progressivement affranchis de la vie aquatique, il y a près de 400 millions d'années. La classe des Lissamphiens regroupe les représentants actuels des Amphibiens. Connus depuis le Trias (ère Secondaire), ils comportent 3 groupes ou ordres : - les Anoures ("oura" signifie "queue", précédé du privatif "a") : ce sont les grenouilles, les crapauds et les rainettes. (encore appelés "batraciens" du mot "batrakhos" ou "grenouille") - les Urodèles ("oura" et "dêlos", signifiant "queue visible") : ce sont les tritons et les salamandres. - Les Gymnophiones ou Apodes. Leurs membres ont régressé jusqu'à disparaître complètement. Répartition géographique 4 500 espèces de Lissamphibiens sont actuellement connues, mais plusieurs dizaines de nouvelles espèces sont découvertes chaque année. 450 espèces d'urodèles ont été recensées dont une trentaine en Europe. Les Urodèles sont presque exclusivement représentés dans l'hémisphère Nord, les Apodes sont présents dans l'hémisphère Sud, alors que les Anoures occupent l'ensemble du globe. 17 Le groupe des Salamandridés, auquel appartient la salamandre tachetée de nos régions, comportent près de 16 genres et 61 espèces dont 7 genres et 27 espèces connus en Europe. Largement répartie en Europe, excepté dans les îles méditerranéennes, elle peut occuper des lieux situés en altitude (jusqu'à 2 350m dans les Pyrénées). Milieux de vie Son habitat terrestre est essentiellement représenté par le bocage et les forêts de feuillus, les abords de sources, les landes à ajoncs des littoraux. Contrairement à ses larves, la salamandre adulte vit à terre, à proximité d'un point d'eau, sous de grosses pierres, de vieilles souches, dans un terrier de rongeur… Essentiellement nocturne, la femelle peut se déplacer de jour au moment de la reproduction. La larve, très active la nuit, se réfugie en plein jour sous divers débris sur le fond du point d'eau. Description (fig.a) D'assez grande taille (11 à 21 cm), le corps de la salamandre est assez élancé. Ces Urodèles ressemblent plus aux amphibiens primitifs que les Anoures. Leur tête large est droite, leur bouche et leurs yeux sont plus petits que ceux des Anoures. De chaque côté de leur tête, les glandes parotoïdes sont proéminentes et de couleur vive. Leurs membres plutôt épais et longs possèdent des doigts sans palmure (5 aux pattes postérieures, 4 aux pattes antérieures comme tous les amphibiens) ; ils sont adaptés à une marche terrestre. Les salamandres se déplacent lentement à la surface du sol mais peuvent fuir rapidement en cas de danger. Leur peau lisse et moite possède des sillons costaux bien distincts ainsi que des glandes percées de pores et d'orifices excréteurs de sécrétions toxiques. La coloration dorsale est habituellement tachetée de jaune (parfois orangé) sur fond noir. Les motifs des lignes jaunes varient selon les populations. La coloration ventrale est plutôt gris sombre uniforme. Il n'y a pas de dimorphisme sexuel. La queue est cylindrique, épaisse et arrondie à l'extrémité. Mode de vie, reproduction et alimentation * La période d'activité dure généralement de février à novembre. La période hivernale est caractérisée par une vie léthargique, l'animal adulte étant enfoui dans un milieu protecteur (sous les feuilles pour les animaux des milieux humides forestiers). Au réveil hivernal succède la période de reproduction. Les femelles adultes retournent dans les points d'eau pour pondre. * La majorité des amphibiens ont un cycle de vie biphasique, c'est-à-dire une phase aquatique sous forme larvaire, le juvénile atteignant ensuite sa maturité sexuelle en milieu terrestre. Le changement de milieu nécessite alors une métamorphose qui permet aux organes de s'adapter au nouvel environnement. Les Urodèles subissent également une métamorphose après un stade de développement larvaire mais les changements de forme sont moins prononcés que chez les Anoures. Ce cycle biphasique a disparu chez les salamandres qui se reproduisent par ovoviviparité (certaines espèces par viviparité) : le développement se déroule jusqu'à un stade avancé au sein de l'oviducte de la femelle. Les larves issues de l'éclosion des œufs (après quelques mois) ressemblent à la naissance aux adultes mais sont munis de branchies externes qui disparaissent lors de la métamorphose. 18 * Habituellement solitaires, les larves sont essentiellement carnivores, parfois cannibales. Les adultes sont exclusivement prédateurs et se nourrissent d'une très grande variété de petits invertébrés aquatiques et terrestres (chenilles, cloportes, vers de terre, limaces…). Des espèces en danger Les amphibiens occupent de nombreuses niches écologiques et sont fortement touchés par la régression de la biodiversité. De nombreuses causes dues à l'action humaine sont maintenant reconnues responsables de la régression puis de la disparition d'un grand nombre d'espèces. - La réduction massive des zones humides (assèchement des marais, des points d'eau stagnante, bétonnage des berges des cours d'eau, disparition des zones d'inondation…) entraîne la disparition des zones d'habitat, de reproduction et d'alimentation de ces animaux. - Les infrastructures routières émiettent en parcelles leurs habitats. Les individus rejoignant leur population sont alors victimes d'accidents automobiles. - La pollution chimique : les insecticides, les herbicides et les nitrates répandus dans les cultures, les métaux lourds rejetés dans la nature (plombs de chasse, pollution automobile) sont hautement toxiques pour les amphibiens et entraînent la mort à plus ou moins long terme des individus. - La surexploitation des lieux naturels lors de la pêche aux grenouilles. Cette pêche concerne essentiellement l'est et le sud-est de la France (ex. 40 000 individus capturés chaque année dans le département du Doubs). - L'introduction d'espèces non endémiques (ex. tortues aquatiques, grenouille-taureau, écrevisses, poissons…) qui interagissent avec les populations locales, exerce de fortes pressions sur les communautés d'amphibiens. Mesures de protection De nombreuses mesures de veille écologique sont prises. Les inventaires d'espèces permettent la localisation et la connaissance des populations. De nombreuses conventions (Conventions de Berne (1979), de Ramsar (1975), de Washington (CITES 1996), la directive Habitat (1992), la loi pêche (1984)…) visent à réglementer voire interdire l'exploitation des lieux de vie des amphibiens ou à protéger les espèces en voie de disparition. La salamandre tachetée est protégée en France, Belgique et Luxembourg, car elle est classée "espèce vulnérable". Mythes et traditions Au Moyen Age, les salamandres, comme les grenouilles et les crapauds, sont perçus comme des animaux diaboliques et inspirent la terreur. Leurs taches jaune vif évoquent les flammes d'où elles surgiraient. Elles provoqueraient la mort par morsure ou en projetant leur venin. Elles empoisonneraient les fruits de leur bave, abuseraient des femmes lors de leur sommeil ou bien empoisonneraient le vin et l'eau… Plus tard, à la Renaissance, on leur prête des effets bénéfiques. La salamandre devient l'emblème de la couronne de France sous François 1er sous forme d'un dragon cracheur de feu illustrant l'amour du roi… 19 TEXTE ZOOM : MARMOTTE DES ALPES Marmota marmota Mammifère fouisseur Ordre des Rongeurs Famille des Sciuridés Le spécimen exposé provient du muséum d’Auxerre. Famille et répartition géographique Il existe 14 espèces de marmottes, toutes montagnardes et vivant en limite de forêt, à l'adret (versant ensoleillé), entre 800 et 3000 m d'altitude. Le genre Marmota a une large répartition géographique : Asie, Eurasie, Sibérie et notamment Kamtchatka, Himalaya et Alpes ainsi qu’en Amérique du Nord (Alaska et Rocheuses, et même île de Vancouver). Caractéristiques physiques Gros rongeur de la même famille que l’écureuil, avec 4 longues incisives à croissance continue, recouvertes à l’avant d’un émail particulièrement dur, et 18 prémolaires et molaires broyeuses. Longueur : jusqu'à 70 cm (dont 20 cm de queue). Poids : jusqu'à 5 kg juste avant l’hiver. Longue période d’hibernation : les battements du cœur ralentissent (90, puis 40 puis 20, mais jamais moins de 12/mn) et la température corporelle descend de 38°C à 4°C, avec un réveil mensuel pour évacuer les excréments. Elle est plantigrade. Pattes antérieures à 4 doigts servant à arracher l'herbe et à maintenir la nourriture pendant qu'elle est rongée, ainsi qu'au creusement des galeries. Pattes postérieures à 5 doigts, puissantes, qui supportent le poids de l’animal lorsqu’il est en position de veille et servent à évacuer la terre pendant le creusement des terriers. Les griffes sont émoussées par le creusement. Les pattes peuvent ressembler à une main humaine car les doigts peuvent s’écarter fortement. Patte antérieure Patte postérieure Mœurs Le mâle et la femelle sont semblables en taille et en pelage. Accouplement : à la sortie de l’hibernation. Gestation : 33 jours. Portée : 3 bébés nommés marmottons. 20 Maturité sexuelle : à 2 ans. Durée de vie : 15 ans environ. La famille est composée d’un couple de parents et des générations successives de jeunes sur quelques années (20 animaux environ). Une colonie regroupe plusieurs familles. Animal supportant mal la chaleur, la marmotte creuse des terriers dans des sols durs que même l’homme ne peut attaquer à la pioche. Chaque terrier est le lieu de vie d’une famille. Il est composé d’une chambre familiale où les animaux hibernent, tapissée au sol de foin, de galeries de fuite et d’un cul-de-sac servant de latrines. Il peut exister 2 terriers : un terrier familial pour l’été, en altitude, et un terrier d’hiver dans la vallée, regroupant une colonie. Le terrier est préservé des intrus par dissuasion (claquements de dents, agitation de la queue). On a vu un terrier comporter 76 entrées et faire 85 000 m2 ! mais en général, l’étendue d’un terrier est de 15 000 m2. En octobre, juste avant d'entrer en hibernation pour 6 mois, les mâles fabriquent des bouchons pour fermer l’entrée du terrier en mêlant excréments, terre et herbes. Terrier d’été (webAlpes.org) Alimentation Végétarienne, la marmotte consomme jeunes pousses d’herbes, fleurs et graines mais aussi vers, araignées et insectes. Elle ne fait pas de réserves de nourritures pour l'hiver, mais stocke les aliments sous forme de graisse. Elle peut alors consommer 500 g de végétaux par jour, doublant ainsi son poids avant l'hiver. Elle se nourrit uniquement le jour et disparaît dans son terrier une heure avant le coucher du soleil. A noter : la marmotte ne boit pas et se contente de l’eau contenue dans les végétaux. Protection La marmotte a longtemps été chassée pour sa chair, sa fourrure et sa graisse (censée soigner les rhumatismes et utilisée pour le graissage des cuirs et bois). Elle a été réintroduite en 1948 dans les Pyrénées dont elle avait totalement disparu, en 1967 dans le Massif central, en 1974 dans le Vercors et en 1984 dans la Chartreuse. Actuellement, la chasse est strictement réglementée en France : elle n'est autorisée que quelques jours par an et le piégeage et le déterrage (en hiver) sont interdits. L’espèce est protégée par la convention de Berne. Au Québec, où on lui donne le nom de siffleux ou groundhog ("cochon de terre"), la marmotte Marmota monax est pratiquement considérée comme nuisible, car ses rejets de terrier abîment les machines agricoles un peu comme les nids de taupe. Elle y est donc chassée. 21 Communication : alerte ! Organes des sens La vue : la marmotte perçoit les couleurs, car sa rétine comporte des cônes. Par contre, l’absence de bâtonnets lui donne une très mauvaise vision crépusculaire. Sa vue est moins bonne que celle de l’homme, mais elle bénéficie d'une vision panoramique à 300° (160° chez l'homme). Elle perçoit la présence de l’homme à 200 m. L’ouïe : les oreilles de très petite taille sont cachées dans la fourrure, mais l'ouïe est son sens le plus développé. L’odorat sert à sentir les végétaux avant de les consommer et à percevoir les odeurs de ses congénères émises par les glandes jugales (situées sur les joues). Son museau mobile lui confère un très bon odorat. Le toucher : les vibrisses, sortes de moustaches, sont très utiles à la vie souterraine et servent à se repérer dans les galeries. Comment signaler le danger ? Aucune marmotte n’est spécialisée pour le guet ; chaque membre de la colonie vaque à ses occupations (la sieste au soleil est un des passe-temps favoris de la marmotte) et si un danger se précise, il adopte la posture debout et signale immédiatement le danger par un sifflement strident, émis du fond de la gorge avec la bouche ouverte. Le sifflement est différent selon la menace : Aigle royal : 1 seul cri strident. Si le danger s’éloigne, l’animal répète son cri, qui est repris par les membres du groupe. Renard ou autre prédateur terrestre : une multitude de sifflements perçants repris en chœur par tous les membres de la colonie retentissent jusqu’à la disparition de tout danger. 22 TEXTE ZOOM : ABEILLE DOMESTIQUE Apis mellifera Ordre des Hyménoptères Caractéristiques • • • • • L'abeille domestique est un insecte de petite taille (de 12 mm pour les ouvrières à 18 mm pour une reine), originaire des pays chauds et probablement d'Asie du sud-est. Leurs caractères distinctifs sont tout particulièrement leurs 2 paires d'ailes membraneuses (du mot grec "hymen" signifiant membrane), dont les antérieures sont les plus grandes. Les ailes sont couplées à l'aide d'une rangée de minuscules crochets situés sur le bord antérieur des ailes postérieures (fig. a). Les abeilles font partie du sous-ordre des Apocrites caractérisés par une taille bien marquée entre le thorax et l'abdomen. Leur tête fortement sclérifiée, dure, est rattachée au thorax par un "cou" étroit leur permettant de tourner librement la tête. Appartenant au groupe des Aculéates, leur ovipositeur (appareil de ponte des femelles), est modifié en aiguillon ou dard barbelé contenant un canal par lequel s'écoule du venin secrété par des glandes de l'abdomen (fig. b). L'abeille ne peut piquer qu'une seule fois, puis elle en meurt. En plus de leur dard menaçant, ces insectes, arborent des couleurs vives, brun à tête, thorax et "queue" noirs, rayés de bandes orange terne sur l'abdomen ; ces couleurs, additionnées au tégument velu et coriace de l'animal en font un insecte délaissé des prédateurs qui les fuient pour leur goût désagréable. Figures fig. a : détail du système d'accrochage des ailes de l'Abeille (1-crochets aile postérieure, 2nervure de l'aile antérieure)..biologie 5è Bordas, 1974 fig. d : tête d'Abeille vue de face (1.lèvre supérieure, 2.mandibule, 3.mâchoire, 4.lèvre inférieure, 5.palpe labial. biologie 5è Bordas, 1974 fig.b : 1-glandes à venin, 2muscle actionnant le dard, 3dard avec goutte de venin. biologie 5è Bordas, 1974 fig. e : les différentes castes (reine, ouvrières et fauxbourdons). Biologie 5è Hatier, 1987 fig.c : patte postérieure de l'Abeille (face interne : 1.cuisse, 2.jambe, 3.pince, 4.brosse - face externe : 1. Cuisse, 2.jambe, 3.corbeille, 4.pince, 5.tarse). biologie 5è Bordas, 1974 fig. f : léchage de la reine par les ouvrières : ex. de communication chimique au sein de la communauté. Biologie 5è Nathan, 1991 23 fig. g : communication par contact antennaire entre une Abeille solliciteuse et une Abeille donneuse. Biologie 5è Hatier, 1987 • • • • fig. h : danse frétillante (à gauche), danse en rond (en haut à droite) ; ex. de communication entre individus. biologie 5è Bordas, 1974 La superfamille des Apoïdes, à laquelle appartiennent nos abeilles, ne compte pas moins de 400 espèces dont seules quelques-unes sont des insectes sociaux. Les abeilles possèdent des pattes postérieures parfaitement adaptées à la récolte du pollen dont elles nourrissent les larves et les adultes. Larges et généralement velues, ces pattes disposent de véritables "brosses" pour rassembler sous forme d'une pelote le pollen récupéré sur l'ensemble du corps dans une dépression appelée "corbeille" sur la face externe de leurs tibias postérieurs (fig. c). Le corps de l'abeille est particulièrement velu, recouvert de nombreuses soies plumeuses, adaptées là encore à la récolte du pollen. Les pièces buccales de l'abeille du genre Apis, montre une étonnante adaptation à la récolte du nectar (jus sucré situé au fond de la corolle des fleurs) à l'origine du miel. La lèvre inférieure en forme de longue langue de près de 6 à 8 mm de long forme, avec les 2 mâchoires également allongées et les 2 palpes labiaux, un long tube qui permet l'aspiration des liquides. Les 2 mandibules, relativement réduites, servent à la construction des alvéoles et peuvent écraser les anthères des étamines dont elles récoltent le pollen (fig. d). Répartition et habitat • L'abeille domestique est un insecte social qui construit des colonies organisées de plusieurs années. Comme chez tous les insectes sociaux, cette organisation aurait permis à cette espèce de se maintenir depuis des millions d'années. • Essentiellement représentée en Europe occidentale, elle est actuellement répartie en 25 sous-espèces qui peuvent toutes être croisées entre elles. • A l'état sauvage, les abeilles vivent dans des anfractuosités naturelles comme des vieux arbres creux. Élevées par les hommes (les apiculteurs du latin "apis"), elles sont logées dans des ruches à rayons permettant la récolte du miel. Rôle des abeilles dans la biodiversité végétale • Les abeilles domestiques ont un rôle fondamental dans la biodiversité par leur fonction d'insectes pollinisateurs. Elles permettent la survie de très nombreuses espèces végétales. Plus de 84% des espèces cultivées en Europe dépendent entièrement de ces animaux pour leur pollinisation (donc pour leur production de "fruits") ou pour une augmentation de leur rendement. Elles sont tout particulièrement indispensables à la fécondation des espèces monoïques (les fleurs mâles étant sur des plants séparés des fleurs femelles) comme les melons, les courgettes,… ; la particularité de leur comportement de butinage est tout à fait adaptée à ces plantes puisque au cours d'un même trajet, la butineuse reste fidèle à une seule et même espèce de plantes à fleurs. 24 Menaces sur les populations d'abeilles • Parasites : Un virus et un protozoaire sont connus des apiculteurs pour parasiter et décimer les abeilles au stade adulte. Le couvain peut également être la cible de bactéries très contagieuses qui entraînent la destruction rapide de la colonie. Un acarien récemment venu d'Indonésie peut détruire une ruche en moins de 3 ans. Il se développe dans les trachées thoraciques des adultes, entraînant leur mort. • Pesticides : Dans les pays industrialisés comme la France, les populations d'abeilles subissent une véritable hécatombe. Près de 60% de ces insectes sauvages (les abeilles domestiques étant renouvelées par les apiculteurs en temps de baisse d'effectifs) ont disparu en 20 ans ! L'utilisation massive des herbicides depuis les années 1980 a entraîné une diminution importante de la diversité des espèces végétales, contribuant ainsi à une perte importante des sources de nectar, principal aliment des abeilles. Les puissants insecticides systémiques (rentrant dans tous les organes des plantes) sont ingurgités en permanence par les butineuses qui s'intoxiquent et intoxiquent ensuite l'ensemble de la communauté au cours des échanges de nourriture. De plus, ces produits atteignent les fonctions vitales de l'insecte qui ne peut regagner sa ruche et finit par mourir… ORGANISATION DE LA SOCIETE DES ABEILLES DANS LA RUCHE Généralités sur la société des abeilles Issues à l'origine d'une même mère fondatrice, tous les membres de la communauté appartiennent à la même famille. Il existe donc une "supère" organisation sociale se traduisant d'une part, par une répartition du travail - qui s'accompagne d'un polymorphisme plus ou moins poussé des individus -, d'autre part, par une transmission de la nourriture entre tous les membres de la colonie. L'existence de telles sociétés implique un remarquable système de communication vitale entre les individus. Les informations transmises dans une colonie sont quasi-permanentes et générales ; c'est-à-dire que chaque individu reçoit les mêmes données et peut réagir individuellement dans l'intérêt de la communauté. Organisation de la ruche Les abeilles vivent en groupe de près de 50 000 à 70 000 individus. • La société est divisée en plusieurs castes (fig. e) : - Les ouvrières, les plus nombreuses (environ 60 000), dont la durée de vie n'excède pas 4 à 6 semaines en été, contre 24 semaines en hiver. Les ouvrières sont des femelles stériles en présence de la reine. - Les mâles ou faux-bourdons au nombre de 300 à 500 ; ces individus au corps massif et se déplaçant lentement ont une existence éphémère de quelques semaines en été puisque leur unique fonction est d'assurer la fécondation de la reine une seule fois au cours de leur vie. Ensuite inutiles, ils sont chassés au cours de l'automne par les ouvrières et sont condamnés à mourir de faim et de froid. - La caste royale représentée par la reine, fondatrice de la colonie, dont la seule fonction est de pondre. De taille plus grande, la reine se reconnaît par son abdomen beaucoup plus 25 long. Toujours entourée de sa cour, constituée de quelques ouvrières qui la soignent et la nourrissent, elle peut vivre 2 à 3 ans. • Les différentes tâches au sein de la ruche : Le travail est divisé entre tous les individus de la ruche, excepté les mâles qui ne travaillent pas et dont la présence est simplement tolérée par les ouvrières en été. Au cours de sa vie, chaque ouvrière réalise tous les types d'activités existant dans la ruche dans un ordre bien déterminé. Cette évolution assure ainsi un développement harmonieux et coordonné du fonctionnement de la société : - Agée de 24 heures, une jeune ouvrière assure la fonction de nettoyeuse en nettoyant l'alvéole qu'elle vient de quitter après son éclosion. - 4 jours après sa sortie de l'alvéole, elle devient nourrice des larves âgées et au 6ème jour, des larves les plus jeunes nourries à la gelée royale (produit des secrétions des glandes salivaires des ouvrières). - De son 10ème à son 18ème jour de vie, l'ouvrière réalise un grand nombre de travaux comme la mise en réserve des récoltes, la fermeture des alvéoles pleines, le colmatage des fentes de la ruche à l'aide de résine de bourgeons, l'apprentissage de l'orientation pour sa sortie future de la ruche ou bien encore assure la fonction de ventileuse afin de maintenir constante la température de la ruche et de permettre l'évaporation de l'eau du nectar récolté. - A son 18ème jour, l'ouvrière devient cirière. Sécrétant alors au niveau des glandes de son abdomen des lamelles de cire qu'elle malaxe dans ses mandibules, elle construit les alvéoles avec ses congénères cirières. Certaines de ces abeilles constituent la cour royale. - Dès leur 3ème semaine de vie, elles deviennent les gardiennes de l'entrée de la ruche, piquant guêpes et papillons qui essaieraient de rentrer. - De leur 20ème jour jusqu'à leur mort, c'est-à-dire pendant environ 3 semaines, les ouvrières sont des butineuses. Capable de ramener environ 15 mg de pollen à chaque sortie (soit une pelote de 6 à 7 mg sous chacune de ses 2 pattes postérieures), une butineuse visite environ 1000 fleurs. Elle peut effectuer ainsi 20 voyages par jour. (Pour info : une colonie peut récolter jusqu'à 1 kg de produit par jour !) La butineuse rapporte également le nectar des fleurs (pompé à l'aide de sa "langue") qu'elle régurgite sous forme de miel (produit transformé dans le jabot de l'abeille), dans les alvéoles ou à l'une des ouvrières à l'entrée de la ruche. Cette goutte sucrée sera alors échangée d'un individu à l'autre au sein de la colonie. Le pollen et le miel récolté servent de nourriture aux différents individus (reine, fauxbourdons, larves, ouvrières) ; stockés, ils seront consommés pendant la mauvaise saison. • La reine assure la fonction de reproduction : Après une période de repos hivernal, pendant lequel les abeilles groupées autour de la reine se réveillent uniquement pour assurer sa nutrition ainsi que le réchauffement de la ruche (maintien de la température à 13 °C par battement énergique des ailes de quelques ouvrières), la colonie reprend une activité printanière vers début mars. Seul individu fertile, la reine contrôle la vie de la ruche et assure la reproduction. Fécondée une seule fois dans sa vie par les mâles ou faux-bourdons au cours de vols nuptiaux (l'accouplement a 26 lieu dans les airs), elle peut pondre jusqu'à 1500 œufs au cours de la belle saison. Les spermatozoïdes sont alors accumulés dans une poche ou spermathèque. Quelques-uns d'entre eux sont expulsés lors de frottements de l'abdomen de la reine sur les parois des alvéoles. L'un d'eux féconde l'ovule au moment de la ponte. Les œufs ainsi fécondés sont déposés dans des alvéoles de taille différente. Les alvéoles de forme hexagonale, les plus nombreuses et les plus petites, accueillent les larves qui sont nourries pendant 3 jours à la gelée royale puis avec du pollen et du miel. Leur éclosion après 21 jours donne les femelles ouvrières stériles. Quelques alvéoles très grandes, en forme de gland, sont occupées par des larves nourries essentiellement à la gelée royale. Ces larves donnent naissance au bout de 16 jours à des femelles fertiles, les futures jeunes reines. Les plus grandes alvéoles sont remplies avec des œufs non fécondés. Nourries comme les larves d'ouvrières, elles évolueront en mâles ou faux-bourdons après 24 jours. Ainsi, la différence d'alimentation pendant la période larvaire est à l'origine des différences anatomiques et fonctionnelles entre les individus de la ruche. Lorsque la reine vieillit, son stock de spermatozoïdes est épuisé. La plupart des larves du couvain donnent alors des mâles. La ruche devenue "bourdonnante", le remplacement de la reine s'impose. Sans la reine, la ruche est condamnée ; en revanche, sans les ouvrières, la reine n'est rien… Au printemps, lorsque la population est trop importante, l'essaimage se produit ; la vieille reine accompagnée de près de la moitié des ouvrières quitte la ruche. L'absence de reine entraîne le développement d'une ou plusieurs jeunes reines. La première éclose tue alors les autres larves. Dans le cas où 2 jeunes reines apparaîtraient en même temps, elles se livrent un combat à mort. La survivante entreprend alors son vol nuptial. LA COMMUNICATION CHEZ LES ABEILLES L'étonnante organisation et la cohésion au sein de la ruche sont basées sur l'importance toute particulière d'une communication entre tous les individus de la colonie, comme chez tous les insectes sociaux. Les abeilles sont donc capables d'émettre et de recevoir des messages de différents types. Elles communiquent d'une part par voie chimique, grâce à des phéromones c'est en particulier par ce biais que la reine régule la vie sociale de la ruche -, d'autre part par contact antennaire et par des danses notamment dans la recherche de nourriture. Les abeilles n'apprennent pas ce langage, elles le connaissent déjà à la naissance… Communication par les phéromones ou "langage" odorant Le système de communication par signaux chimiques est de loin le plus représenté chez les insectes sociaux. Ces substances chimiques odorantes sont émises à l'extérieur du corps de l'individu émetteur, par des glandes spécialisées et provoquent chez les individus récepteurs de même espèce des réactions spécifiques. Chez les abeilles, ces phéromones sont perçues par des récepteurs sensoriels situés au niveau des antennes, siège de l'olfaction ainsi qu'au niveau des pièces buccales, siège du goût. • les phéromones des ouvrières Les glandes de Nassanoff, placées sur la face dorsale de l'abdomen de l'insecte, émettent une phéromone aux multiples fonctions : 27 - elle sert à marquer l'entrée de la ruche ; l'abeille rappelleuse expose son abdomen et ventile l'odeur dans l'air en battant des ailes en direction des jeunes butineuses pour leur faciliter leur retour à la colonie. - elle sert à marquer un lieu intéressant comme source d'eau, de nectar ; parfois peu odorantes, les fleurs à butiner (marquées pour éloigner les colonies voisines) attirent ainsi les consœurs et les guident dans leur fin de parcours. Elle peut également servir à marquer un lieu d'arrêt provisoire lors de l'essaimage. Lorsqu'elles le jugent nécessaire, les gardiennes de la ruche émettent une phéromone spécifique qui est un signal d'alarme. Ce signal est à la fois produit par les glandes mandibulaires dont la sécrétion s'écoule au dehors, se volatilise, attire et excite les voisines, ainsi que par une partie du venin dont le pouvoir excitant est élevé. • les phéromones royales (fig. f) Ces substances émises par la reine servent de carte d'identité pour toute la colonie. Seuls les insectes étrangers à la ruche sont alors attaqués par les gardiennes. On distingue les phéromones émises par les glandes mandibulaires, celles émises par les glandes de l'abdomen et celles émises par l'extrémité des pattes. Les phéromones royales ont 3 rôles importants : - un rôle sexuel : la jeune reine a de fortes sécrétions mandibulaires qui s'étalent sur tout son corps ; les mâles y sont indifférents excepté lors du vol nuptial où cette sécrétion devient active entre 4 et 25 mètres dans les airs et provoque l'accouplement. - un rôle social : à leur retour au nid, les sécrétions royales sont léchées par les ouvrières et se répandent dans toute la colonie par les échanges de nourriture. Le but est de réaliser une sorte de castration chimique des ouvrières dont la fonction ovarienne est alors inhibée tout comme la construction et l'élevage royaux. Lorsque les substances mandibulaires sont insuffisantes (vieillissement de la reine ou trop grande dilution au sein d'une population devenue trop importante), les ouvrières se mettent à construire des loges royales en vue de la remplacer. Au moment de l'essaimage, les abeilles restent groupées, accrochées en grappe à une branche d'arbre autour de la reine ; ce comportement semble également le résultat de la phéromone royale combinée avec celle des glandes de Nassanoff. - un rôle de coordination entre tous les individus de la ruche qui modifient leur comportement immédiatement en fonction des informations provenant de leur environnement. Communication ou "langage" antennaire Les contacts antennaires sont très fréquents au sein de la ruche ; ils interviennent essentiellement au cours des échanges de nourriture. (fig. g) La butineuse, de retour à la colonie, régurgite la goutte sucrée qu'elle a stockée dans son jabot et la transmet à une autre abeille. Ces échanges nutritifs ou trophallaxie sont régis par des signaux tactiles très rigoureux et d'une extrême précision renseignant sur la qualité et sur la quantité de nourriture disponible. Ainsi, les mouvements antennaires de l'abeille solliciteuse de nourriture, au contact d'une zone mécanoréceptrice située sur les mandibules de la donneuse, entraînent la régurgitation de la nourriture par cette dernière. Par ailleurs, la donneuse informe la solliciteuse de l'arrêt de cet 28 échange par d'autres mouvements. En revanche, les mâles ne perçoivent pas cette information de refus de contact, ce qui déclenche une grande agressivité des ouvrières à leur égard. Les contacts antennaires interviennent également lors de la danse de l'éclaireuse au retour de son exploration d'un champ de fleurs à butiner. Les ouvrières tapotent alors l'abdomen imprégné de parfum floral de l'exploratrice pour reconnaître l'odeur du butin à visiter. Communication ou "langage" dansé C'est le chercheur allemand Karl von Frisch qui a le premier décodé le langage des abeilles, en 1953. De retour d'exploration, la butineuse transmet des informations sur la localisation, l'orientation, l'importance et la nature des sources de nectar grâce à deux types de danses (fig. h) selon la proximité du lieu. Ces danses s'effectuent sur les rayons verticaux de la ruche et dans l'obscurité. Des signaux vibratoires sont alors émis par la butineuse (ailes et abdomen). Les réceptrices excitées s'agglutinent autour d'elle, la suivent et l'imitent en restant au contact de son corps grâce à leurs antennes. - Lorsque la source de nourriture est située à moins de 100 mètres de la ruche : l'abeille danse en rond (8 à 10 évolutions en 15 secondes dans un sens, puis 1/2 cercle en sens inverse), sans indication de direction précise. - Lorsque la source de nourriture est située à plus de 100 mètres de la ruche : l'abeille effectue une danse "en 8" ou "danse frétillante" indiquant la distance et la direction de la source. La direction est exprimée par rapport à la direction du soleil*, la distance est exprimée par la vitesse de la danse (plus lente, plus éloignée). L'abondance de nourriture est indiquée par le nombre de répétitions de la danse. *la danse s'effectue de bas en haut si la source est dans la même direction que le soleil et de haut en bas si elle est dans la direction opposée. L'angle entre la verticale et l'axe de la danse est identique à celui formé entre la direction du soleil et celle de la nourriture. • Comment les butineuses s'orientent-elles une fois les informations reçues ? C'est un signal de type visuel qui permet l'orientation de l'abeille. Les yeux des insectes, composés de nombreuses ommatidies, captent la polarisation et les ultraviolets (360 nm) de la lumière solaire, ce qui leur permet une orientation très précise. Dotées d'un système analyseurpolariseur, les abeilles peuvent capter le plan de polarisation des rayonnements solaires à 2° d'angle près ! Le spectre visible de l'abeille s'étendant dans l'ultraviolet, elle peut s'orienter même en l'absence de soleil, par temps nuageux. Le spectre de l'abeille (de 300 à 700 nm) étant différent du nôtre (de 400 à 750 nm), elle ne perçoit pas le même monde que nous. En plus de signaux chimiques (parfums), certaines plantes envoient des signaux visuels invisibles pour nos yeux. Ainsi certains motifs à la base des pétales de leurs fleurs renvoient les UV que nous ne percevons pas et permettent alors aux insectes d'être guidés jusqu'à la source de nectar au cœur des corolles. 29 TEXTE ZOOM : TIGRE Panthera tigris Classe des Mammifères Ordre des Carnivores Famille des Félidés (38 espèces) Le spécimen exposé provient du muséum d’Auxerre. La famille des tigres et sa répartition géographique Les tigres vivent sur le continent asiatique et en Sibérie. Il y a 8 sous-espèces de tigres, chacune nommée selon la zone géographique occupée : Tigre de Sibérie(ou des neiges), Tigre du Bengale, Tigre d'Indochine, Tigre de Sumatra, Tigre de Chine, Tigre de Bali (éteinte), Tigre de la mer Caspienne (éteinte), Tigre de Java (éteinte). Les tigres vivent dans des tanières (ils en possèdent plusieurs, réparties sur leur territoire) de type grotte à proximité des points d’eau. L’espèce est solitaire (mais le partage des repas est possible entre tigres). Le territoire varie de 500 km2 pour la femelle à 1300 km2 pour le mâle (ex : le tigre de Sibérie), selon la disponibilité en nourriture ; 2 semaines sont souvent nécessaires à un mâle pour faire le tour de son territoire. Caractéristiques physiques Pelage : 10 à 15 rayures noires, différentes sur les côtés droit et gauche. Elles sont caractéristiques de l’animal comme les empreintes digitales chez l’homme. Il existe aussi des tigres blancs . Il ne s'agit pas d'albinisme (les rayures noires sont conservées) mais d' une mutation du gène de la couleur du pelage. Les tigres blancs sont uniquement visibles en captivité et sont issus du croisement de 2 parents blancs du Bengale . Deux autres possibilités existent : des tigres dont les rayures noires sont devenues rousses, ceci se nomme le ruffisme. On a aussi observé en 1993 une mutation : les rayures noires sur le dos et sur le sommet de la tête étaient élargies, donnant un animal ressemblant à une panthère. Pour le tigre de Sibérie, le pelage s’éclaircit avec l’hiver et une couche de graisse sous-cutanée au niveau du ventre et des flancs lui permet de résister jusqu’à – 50°C. 30 Dents : 30 au total. Les prémolaires sont des carnassières (dernière prémolaire supérieure et première prémolaire inférieure). Les canines font 7 cm de long et les incisives (3 par demimâchoire) sont particulièrement acérées. Le crâne est de petite taille, ce qui augmente la pression d’écrasement des mâchoires (à déplacement uniquement vertical). Pattes avec 3 coussinets, antérieures à 5 doigts, postérieures à 4 doigts seulement visibles sur l’empreinte, car le pouce est positionné plus haut. Les traces antérieures sont plus importantes que les traces postérieures ; celles du mâle sont carrées et celles de la femelle plus longues que larges. Entre les doigts se situent des touffes de poils qui, avec les coussinets, étouffent le bruit du déplacement. Grâce à ses pattes arrières, le tigre peut faire un bond de 11 m de long et 4 m de haut. Sur courte distance (environ 25 m) sa course peut atteindre 50 km/h. Ses griffes font 10 cm de long et sont rétractiles dans une gaine. Mœurs Reproduction : maturité sexuelle des mâles à 4-5 ans et des femelles à 3-4 ans. Durée de vie : 15 à 40 ans environ. Gestation : 95 à 112 jours. Portée : 2 à 4 bébés. Le mâle est vigoureux : il peut s'accoupler 20 fois par jour sur un mois. Alimentation Chasse nocturne uniquement, dans des zones non découvertes. Il chasse à l’affût en utilisant l’ouïe et l’odorat. Bon nageur (record : tigre de Sumatra : 29 km à la nage), il peut attraper du poisson. Il est le seul félin à manger de la viande en décomposition (charognard). Il consomme même les os et la peau de ses proies : cervidés, sangliers, singes, reptiles, voire crocodiles et éléphants. Il a besoin d’une grande proie tous les 10 jours, mais peut manger 50 kg de viande en une nuit. Il boit plus qu’un autre félin, ce qui explique que son territoire soit proche d’un point d’eau (mangrove par exemple). Le tigre de Sibérie doit consommer 10 kg de viande par jour rien que pour se préserver du froid. 31 Protection En 1900, il y avait 100 000 tigres de toutes sous-espèces, actuellement il n’en reste que 5 à 7000 dont la moitié en Inde. Toutes les espèces sont menacées : on dénombre 400 tigres de Sibérie de nos jours et le meilleur moyen de les observer est la visite dans un zoo (200 spécimens sur les 400 y vivent). La disparition des tigres est liée à plusieurs facteurs : la déforestation réduit leur territoire et leur approvisionnement en nourriture. le braconnage (surtout en hiver en suivant leurs traces dans la neige) permet de vendre une fourrure à environ 10 000 €. Les médecines traditionnelles prêtent à ses organes des vertus curatives, surtout en Chine. Pour combattre l’acné : soupe de cerveau, l’épilepsie : utilisation des globes oculaires, les rhumatismes : le gras et les os, pour la virilité : soupe de pénis. Il existe un programme de réinsertion à la vie sauvage dans l’état du Nebraska aux Etats-Unis et des campagnes de suivi de tigres avec colliers radio au Népal. Communication ; pourquoi et comment marquer son territoire Pour cela des organes des sens sont indispensables. Comme chez tous les carnassiers, certains sens sont très développés. La vue : vision crépusculaire 5 fois supérieure à celle de l’homme. La rétine du tigre comporte en effet beaucoup plus de bâtonnets que celle de l’homme, mais 5 fois moins de cônes. C'est l'un des rares félins à voir tout de même en couleur. Son œil possède, derrière la rétine, une couche interne réfléchissante propre à tous les animaux nocturnes : le Tapeta lucidum. Cette couche fait apparaître en vert un faisceau lumineux dans les yeux des félins la nuit. La pupille ne se rétracte pas en une fente, comme chez les autres félins, mais reste ronde. L’ouïe et la position des oreilles : ses oreilles arrondies canalisent plus facilement les sons vers l’oreille interne. Lorsque le tigre attaque, elles sont tournées vers l’avant. En cas de peur ou de menace, elles sont aplaties vers l’arrière, et lorsqu’il met en garde, elles sont tournées vers le bas laissant apparaître la tache blanche qu’elles comportent au dos. L’odorat Odeurs émises. Les glandes sébacées sont abondantes chez le tigre, permettant une sécrétion de sébum qui rend le poil brillant. Les glandes sudoripares sont plus rares et localisées : au niveau de la zone ano-génitale, il existe des invaginations tégumentaires renfermant un complexe de glandes tubulaires, sébacées et sudoripares de type apocrines secrétant une substance riche en azote, ions, hormones et en phéromones de 2 sortes : phéromone de territoire, et phéromone sexuelle. Ces phéromones sont de nature chimique diverse : stéroïdes, cétones, alcools, acides, esters… Ces molécules sont pour la plus part volatiles. Présentes dans l'urine, elles sont donc perçues par l’odorat. Odeurs perçues : l’odorat est peu utilisé pour la chasse mais sert à reconnaître un individu par son urine spécifique. Cette urine est un véritable message : elle diffère chez le jeune et le vieux, le mâle et la femelle, la femelle en chaleur ou non, le familier ou l’étranger : la mère peut 32 repérer ses petits à leur odeur. L' organe voméronasal ou de Jacobson situé dans le nez, sous le palais, permet la détection des phéromones. Pour cela, le tigre doit plisser les narines puis tirer la langue. Les scientifiques utilisent des gros gants de cuir trempés dans l’urine de tigre pour approcher les tigres, par exemple pour leur poser un émetteur. Le toucher : 4 rangées de vibrisses aident au déplacement, surtout la nuit. Comment marquer son territoire ? 3 marquages odorants sont pratiqués par le tigre : - Le marquage urinaire : des jets d’urine à odeur forte sont envoyés horizontalement sur un support (arbre), à quelques centimètres du sol. - La griffade : le tigre griffe les troncs des arbres en laissant des marques odoriférantes (phéromones uniquement) issues de glandes placées entre les coussinets, ces marques étant caractéristiques d’un individu. Ces traces sont souvent rafraîchies par de fréquents passages. - Le frottement : la base de la queue et les joues comportent des glandes labiales et jugales similaires à celles des coussinets. Marquages visuels Le tigre laisse des touffes de poils sur les troncs griffés pour montrer son passage. Pour éviter d’être repéré, il recouvre de terre ou de neige ses excréments, ce qui est exceptionnel chez les félins ; les femelles ayant des petits marchent même dans des traces existantes. Les sons émis Le rugissement : peut porter jusqu’à 2 km la nuit. Possible grâce à l’os hyoïde, situé au dessus du larynx, non entièrement ossifié. Cet os permet par son élasticité de créer une « boîte de rugissement », le larynx pouvant s’élargir et même se replier. Le rugissement sert à l’intimidation et est accompagné par l’ouverture de la bouche dévoilant les dents. Il signale aussi que le tigre a tué, ou indique sa présence à des femelles, ou encore signifie aux autres tigres de passer leur chemin. Le ronronnement : à l’expiration uniquement (le chat ronronne à l’expiration et inspiration), il montre que l’animal a repéré ses traces et est rassuré. Le feulement, sourd, bouche fermée, dure 1 mn environ. On le relie souvent à l’accouplement avec le miaulement et le gémissement. A l’attaque, le tigre tousse, grogne, siffle. Au contraire, un « ouf » (renâclement) venant du larynx est associé à un comportement amical. 33 Pourquoi marquer son territoire ? Pour le mâle, le territoire englobe les territoires de plusieurs femelles dont il assure la sécurité et qui assurent sa descendance par des accouplements. Le territoire est aussi fonction de la disponibilité en nourriture. Pour la femelle, il correspond à la zone nécessaire pour l’élevage de ses petits. 34 TEXTE ZOOM : TETRAS OU GRAND COQ DE BRUYERE Tetrao urogallus Grand tétras mâle Classe des Oiseaux Ordre des Galliformes Famille des Tétraonidés Le spécimen exposé provient du Muséum d'Auxerre. La famille des tétras et sa répartition géographique Nicheur sédentaire, oiseau terrestre des forêts froides montagnardes, de la Sibérie à l’Europe. En France : Vosges, Jura, Alpes et Pyrénées (sous-espèce aquitanicus), dans les forêts de conifères avec clairières de myrtilles et sorbiers, entre 900 et 1900 m d’altitude. Caractéristiques physiques Taille : jusqu’à 70 cm. Envergure : jusqu’à 125 cm. Poids : 3500 g pour un mâle, soit le double de la femelle. Plumage : Les pigments des plumes sont contenus dans des granules dans les cellules, mais la couche de kératine sur les cellules peut créer des irisations car les pigments renvoient les couleurs de manière différente selon l’inclinaison de la plume. Grande différence de plumage et d’allure entre le mâle et la femelle (voir plus loin le dimorphisme sexuel). Animal au corps trapu, au bec court et crochu et aux ailes courtes et arrondies permettant plutôt un survol qu’un vol, comme chez les autres gallinacés. L’atterrissage se fait en planant. La queue du mâle s’écarte en éventail, comme celle du dindon, grâce à ses 18 plumes rectrices. Les narines et les pattes dépourvues d’ergot sont recouvertes de plumes. Les tétras sont de bons coureurs. 35 Mœurs Le nid garni de feuilles et d’herbes est construit au sol, au pied d’un arbre. Ponte en juin : 5 à 9 œufs, 4 semaines d’incubation. Les petits sont capables de voler avant d’avoir terminé leur croissance. Alimentation Régime alimentaire : végétaux (bourgeons de hêtre, baies, aiguilles), coléoptères et vers en proportions égales. Les petits se nourrissent exclusivement de vers qui leur apportent rapidement la quantité de protéines animales nécessaires à leur croissance. Comme d'autres espèces granivores, le tétras ingère régulièrement des graviers pour son gésier. En hiver, il consomme les aiguilles du sapin le sapin sur lequel il s’installe. Protection On ne fait des statistiques que sur les mâles, les femelles étant très difficiles à observer. Espèce protégée en France (liste rouge : oiseau menacé, en déclin et en danger). On trouvait des tétras en Auvergne d’où il a complètement disparu. Son territoire diminue à cause de la chasse illégale (la chasse des femelles et petits est interdite depuis 1946, mais les mâles ont été chassés jusqu’en 1973) mais surtout de l’aménagement des zones de montagnes pour les pistes de ski. Au printemps, l’animal est souvent dérangé pendant la période nuptiale et a donc des difficultés pour se reproduire. A noter que la Russie propose des chasses officielles de tétras du Caucase, organisées par des agences touristiques pendant cette période. Le site de « Natura 2000 » du gouvernement permet d’avoir une carte de recensement très précise de cette espèce. Au niveau européen, le tétras arrive en 78ème position sur la liste des espèces menacées. Son statut de conservation IUNC : LC ("least concern" = préoccupation mineure). Il n’a pas encore été réalisé de réintroduction de tétras dans certaines régions de France qui en sont devenues dépourvues. Communication : mâle cherche femelle Organes des sens :Les perceptions des oiseaux sont équivalentes à celles des hommes. Le sens de l’ouïe est le plus développé, malgré l’absence d’oreille externe et une oreille interne dont la structure est différente de celle des mammifères. Les sons aigus (jusqu’à 8 Hz) sont perçus par les oiseaux s’ils sont séparés de 2 millièmes de seconde. L’odorat, le toucher et le goût sont moins utilisés et permettent seulement de tester la nourriture (baie acide par exemple). Organes du chant : la syrinx est l’organe vocal des oiseaux : elle se situe à l’intersection des bronches et de la trachée et comporte des lames fines (issues de la liaison membraneuse entre 2 des anneaux de cartilage rigidifiant les bronches) qui entrent en vibration au passage de l’air. Ces membranes sont contrôlées par des muscles dont la disposition et le nombre sont caractéristiques de l’espèce. Les bruits les plus rauques sont créés par la vibration de l’air dans la trachée longue enroulée sur elle-même. 36 Les caractéristiques des deux sexes (dimorphisme sexuel) Grand tétras femelle Le mâle est le plus visible : il paraît noir de loin, mais de près on constate que le corps est irisé de vert et de violet. Une tache rouge, la caroncule, surmonte l’œil ; en période nuptiale, elle devient proéminente. Sous le bec, les plumes forment une barbe noire. Les ailes portent sur leur bord antérieur des taches blanches visibles au moment du vol. La queue est aussi parsemée de taches identiques, visibles lorsque le mâle fait la roue. La femelle, de plus petite taille, est discrète, de livrée brun roux, rayé de noir. Sa poitrine est entièrement rousse, ainsi que sa longue queue. Période de reproduction Au printemps : avril dans les Vosges, mai dans les Pyrénées. Il y a d’abord préparation d’une zone nommée « place de chant » ou « lek ». Une heure avant l’aube, les mâles d’un même secteur se regroupent, se mettent à réaliser des va-et-vient entre une branche proche et la place. Sur cette dernière, ils dansent en émettant d’abord des claquements de bec puis des sons gutturaux puissants ressemblant au bruit d’une faux que l’on aiguise (son grave se terminant par une note aiguë), d’où le nom de « coq bruyant ». Ces sons sont reproduits toutes les minutes, jusqu’au lever du jour. Les femelles attendent sur une branche voisine et ne font entendre qu’un seul son sourd et répétitif, annonçant la possibilité d’être fécondées. Un coq peut s’accoupler avec plusieurs femelles. C’est à cette période que les tétras sont les plus facilement observables, mais attention, un coq peut se révéler très agressif. 37 PENDANT LA VISITE FILMS, INTERACTIFS Une présentation sous forme de rapide visite guidée ainsi qu’un questionnaire pour les élèves du primaire sont proposés. Sur les bornes interactives les enfants (9-12 ans), les adolescents et les adultes pourront s’exercer à reconnaître les chants des oiseaux. Dans la salle vidéo, un film "C'est pas sorcier" sur le thème de la communication chez les cervidés : "Drôle de brame". L’exposition « Communication animale » a été réalisée par l’équipe du Muséum d’Auxerre avec le soutien des services techniques et administratifs de la ville d’Auxerre et la participation des partenaires suivants : Muséum-Jardin des Sciences de Dijon Muséum national d’Histoire naturelle, Laboratoire Reptiles et Amphibiens Mission à la culture scientifique et technique de l’Université de Bourgogne MM. Jeannet et Cannier 38 BIBLIOGRAPHIE Ouvrages ACEMAV (2003), Les Amphibiens de France, Belgique et Luxembourg, Parthénope Collection. BOURDIAL I. (1994), Le Grand Catalogue des Batraciens du monde, Ed. MILAN. CHINERY M. (1987), Le multiguide de la nature des insectes d'Europe en couleur, Ed. BORDAS. CLARKE B. (1993), La vie des grenouilles, Les Yeux de la Découverte, Ed. GALLIMARD. FAUCHET F. (2003), Insectes et Araignées, Les Clés de la Connaissance, Ed. NATHAN. LECOINTRE G. (2004), Comprendre et enseigner la classification du vivant, Guide Belin de l'enseignant, Ed. BELIN. Revues Biocontact, novembre 2006 La petite salamandre, n°44, fév-mars 2006 et n°48, oct-nov 2006 Terre Sauvage, n°225, mars 2007 Sciences et Avenir, Hors-série "Comment ils voient le monde", juillet 1999 Manuels scolaires Biologie 5ème, 1974, BORDAS Biologie 5ème , éveil à la vie, 1978, Hatier Biologie 5ème, Sciences et techniques biologiques et géologiques, 1987, Hatier Nature et Science 5ème, 1987 - istra Biologie 5ème, 1995 - NATHAN Publications CRDP de Dijon, 1975 : Ethologie, comportement et psychologie chez les animaux. CRDP de Besançon, 1985 : "Les signaux et les systèmes de communication dans la genèse des comportements animaux et humains". Sites Internet www.jacheres-apicoles.fr www.ekwo.org/abeilles.php3 www.users.skynet.be/the.fly/htm/entomologie/morphologie.htm www.fr.ch/mhn:produits/abeilles/danses.htm www.perso.orange.fr/b.collot/b.collot/ABEILLES.htm www.fr.wikipedia.org/wiki/Abeille www.apiwiki.eu www.australie.uco.fr www.cerimes.education.fr encyclopédie encarta 39 LES METIERS DE LA COMMUNICATION ANIMALE L’éthologue : sur les traces de Karl von Frisch ou de Konrad Lorenz ! L’éthologue étudie le comportement des animaux et donc leur communication. De la patience, un bon sens de l’observation et un caractère très méthodique sont nécessaires. Il y a en fait plusieurs métiers d’éthologue : chercheur ou enseignant-chercheur (recherche fondamentale ou appliquée) mais aussi éthologue indépendant, consultant en éthologie... Un éthologue vit dans son laboratoire, sur le terrain et parfois dans un zoo ! FORMATION : cursus universitaire après un bac L, ES, S ou SMS. Deux possibilités selon la série du bac : - des études de psychologie (vers l’étude du comportement humain, dans la grande distribution et l’automobile par exemple) - des études de sciences de la vie (pour l’étude des animaux). Il faut donc s’inscrire à l’université pour 3 ans en vue d’obtenir une licence (SVT : Licence de biologie, parcours « Biologie des organismes »). Puis vient le mastère (en 2 ans) : on choisit en M1 (1ère année de mastère) une mention et en M2 (2ème année) une spécialité dans cette mention. Il existe des mastères conduisant vers la recherche et des mastères professionnels. Quelques formations diplômantes Inscription en mastère : généralement après une licence de biologie ou psychologie, mais aussi en complément des enseignements de l’Ecole vétérinaire et de certaines écoles d’agriculture (Grignan, par exemple). Université de Rennes I : mastère STS mention « Biologie des organismes, des populations et des écosystèmes ». Université de Paris XIII-Villetaneuse : mastère d’éthologie en M1, deux enseignements de base : éthologie fondamentale et éthologie comparée en M2, spécialisation dans l’une de ces 2 spécialités Université du Sud Toulon-Var : DU d’étude clinique de l’attachement et des systèmes familiaux (formation continue). Ces mastères remplacent le DEA « Biologie du comportement » et le DESS « Ethologie appliquée et chronobiologie du comportement ». D’autres métiers sont indispensables à l’éthologie : Le physicien- acousticien enregistre les sons, le mathématicien- statisticien suit les densités de populations, l’informaticien modélise le devenir de ces populations … 40 INFORMATIONS PRATIQUES Durée de l'exposition : Du 16 septembre 2007 au 24 février 2008 Heures d'ouverture : Tous les jours sauf samedi et jours fériés, de 13h30 à 17h30. Fermeture du 22 décembre 2007 au 1er janvier 2008. Groupes sur rendez-vous du lundi au vendredi de 8h à12h et 13h30 à 17h30. Gratuité : La visite du musée, les ateliers et les visites guidées sont gratuits. Vestiaire pour les groupes Si vous le souhaitez, vous pouvez pique-niquer dans le parc avec votre classe. En parallèle à « Communication animale », prolongation de l'exposition Science actu "Alzheimer, vivre avec". Prochaine exposition : Les Pôles du 16 mars au 15 juin 2008 Une exposition proposée par l'ADIS, association de scientifiques qui a déjà présenté l'exposition "La Terre se fâche" au Muséum d'Auxerre. En parallèle, exposition Science actu "Les pôles sous surveillance". 41 RESPECT DES ANIMAUX NATURALISES Les animaux naturalisés sont morts de mort naturelle, dans la nature, dans un centre de soins ou dans un parc zoologique. Le taxidermiste en a prélevé la peau et l'a tannée pour éviter la décomposition. Après avoir recréé le volume de l’animal avec un mannequin (pour les gros animaux) ou en garnissant simplement la peau, il ajoute des yeux de verre et lui donne la posture souhaitée. Ces animaux rejoignent les collections qui sont un patrimoine public. Ils servent à la recherche scientifique (étude de l’ADN, histoire des populations …) et sont le témoignage du passé pour certaines espèces disparues. Leur conservation nécessite une température, une humidité et une lumière très précises et la grande peur du conservateur est l’attaque des insectes et moisissures. La naturalisation rend la peau des animaux très fragile. De plus, les montages anciens du 19ème et du début du 20ème siècles contiennent de l’arsenic, et certains produits de tannage sont toxiques. Donc danger : fragile et toxique C'est pourquoi les enfants et leurs accompagnateurs ne doivent pas toucher les animaux. 42
