Activité par les élèves – Prédateurs en contrôle

SNC1D/SNC1P Durabilité des écosystèmes/Écosystèmes et activité humaine Activité par les élèves – Prédateurs en contrôle Sujets Durée prédateur et proie
espèces clés
préparation : 5 min
activité : 25 min
Attentes particulières SNC1D A1.6 Faire des observations et recueillir des données empiriques à l’aide d’instruments ou
sélectionner de l’information selon des critères spécifiques (p. ex., pertinence, production
attendue, fiabilité des sources, actualité).
B1.4 Énumérer des facteurs limitants biotiques (p. ex., interaction intraspécifique, interaction
interspécifique) et abiotiques (p. ex., conditions physico-chimiques du milieu, eau, substance
nutritive, espace) et décrire leur impact sur un écosystème (p. ex., modification du taux de
natalité, de mortalité et de fécondité; modification de l’aire de répartition).
SNC1P A1.6 Faire des observations et recueillir des données empiriques à l’aide d’instruments ou
sélectionner de l’information selon des critères spécifiques (p. ex., pertinence, production
attendue, fiabilité des sources, actualité).
B1.4 Identifier des facteurs limitants (p. ex., rigueur du climat, prédation, nourriture, eau) et
décrire leur impact sur des populations d’un écosystème (p. ex., plusieurs facteurs expliquent
le déclin des populations d’amphibiens notamment la disparition des milieux humides et la
fragmentation des habitats. D’autres facteurs, tels que les conditions atmosphériques et
l’augmentation du rayonnement ultraviolet, affectent la survie des œufs et les larves de
certaines espèces d’amphibiens).
B2.1 Identifier, à partir d’observations (p. ex., excursion dans la nature, reportage documentaire,
photo), des composantes biotiques et abiotiques essentielles à la durabilité d’un écosystème.
[AI, C]
Introduction L’interaction prédateur-proie constitue l’un des plus importants facteurs biotiques influant sur la
durabilité d’un écosystème. Les prédateurs jouent un rôle essentiel dans l’équilibre naturel d’un
écosystème en contrôlant la taille de la population de proies. Beaucoup d’études ont montré que
la disparition des prédateurs de niveaux trophiques supérieurs perturbe gravement la viabilité à
long terme d’un écosystème. Les populations de proies augmentent lorsque leurs prédateurs
naturels disparaissent, et la surconsommation de la végétation qui en découle provoque
l’effondrement de l’écosystème.
Les prédateurs qui se trouvent au sommet de la chaîne alimentaire (loups, grizzlis, loutres de
mer, alligators, etc.) représentent ce que l’on appelle les « espèces clés ». Ils jouent un rôle
essentiel dans le maintien d’un écosystème. Par exemple, depuis la disparition des loutres de mer
(espèce clé) sur la côte ouest du Canada, les populations d’oursins et d’autres mollusques et
crustacés envahissent les forêts de varechs sous-marines, détruisant l’habitat de nombreux
organismes différents.
Le jeu proposé illustre les effets interreliés des populations de prédateurs (renards) et de proies
(lièvres) sur plusieurs générations.
Matériel Pour chaque groupe d’élèves :
carré de papier vert, 60 sur 60 cm (forêt)
30 carrés de papier rouge, 9 sur 9 cm (renards)
200 carrés de papier brun, 3 sur 3 cm (lièvres)
Consignes de sécurité •
Aucune
Marche à suivre Chaque groupe d’élèves doit choisir une surface appropriée, comme un pupitre ou le plancher de
la classe.
1.
Prédire / Expliquer
En quoi les populations de lièvres et de renards sont-elles interreliées? Demandez aux
élèves d’expliquer leurs prédictions à partir de leur compréhension de la relation
prédateur-proie dans un écosystème.
Les instructions qui suivent sont les consignes de jeu pour les élèves.
2.
Observer
Distribue 3 « lièvres » au hasard dans la « forêt ».
3.
Lance 1 « renard » dans la forêt. Le renard tente d’attraper des lièvres. Si le renard attrape
3 lièvres (c’est-à-dire, s’il touche à 3 lièvres), le renard survit et se reproduit. (Ce scénario
est improbable à la première génération parce qu’il y a peu de lièvres dans la forêt.) Retire
les lièvres qui ont été mangés par le renard. Inscris le nombre de lièvres et de renards qui
ont survécu après la première génération.
4.
Au début de la deuxième génération, le nombre de lièvres provenant de la première
génération double. Par exemple, s’il reste 3 lièvres, ajoute 3 lièvres dans la forêt. Si le
renard a attrapé 1 lièvre, retire-le, puis ajoute deux autres lièvres pour doubler le nombre de
lièvres restants. Tu te retrouves donc avec un total de 4 lièvres.
5.
Si le renard a attrapé 3 lièvres à la première génération et survit pour se reproduire, ajoute
un autre renard à la population pour chaque groupe de 3 lièvres qui se sont fait attraper. Si
le renard n’a pas attrapé assez de lièvres pour se reproduire, il meurt et un autre renard
s’approprie le territoire. Lance le ou les renards dans la forêt et vérifie à nouveau si l’un
deux a attrapé 3 lièvres pour se reproduire. Retire les lièvres qui se sont fait prendre.
Inscris le nombre de lièvres et de renards qui ont survécu après la deuxième génération.
6.
Continue le jeu prédateur-proie pendant 15 générations, en doublant le nombre de lièvres
survivants au début de chaque génération. Inscris le nombre de lièvres et de renards qui
survivent après chaque génération.
Remarque : si tous les lièvres sont tués dans une génération, trois nouveaux viendront
s’installer dans la forêt.
7.
Expliquer
Reporte les données sur un graphique où l’axe des x représente le nombre de générations et
l’axe des y, les populations de lièvres et de renards. Les courbes correspondant aux lièvres
et aux renards doivent être de couleurs différentes. Explique en quoi les populations sont
reliées.
Nettoyage Le matériel peut être récupéré et rangé pour usage futur.
Qu’est-­‐ce qui se produit? Pendant les premières générations, le renard ne se reproduira pas et le nombre de lièvres va
augmenter. La population de lièvres finira par grossir au point où le renard peut attraper
suffisamment de lièvres pour se reproduire. Très vite, l’accroissement de la population de lièvres
ralentira jusqu’à devenir stable, puis le nombre commencera à diminuer. Pendant plusieurs
générations, la population de renards augmentera à mesure que croît la population de lièvres,
puis diminuera en même temps que la population de lièvres.
Comment ça fonctionne? Le renard (espèce prédatrice) a besoin d’une population de proies suffisante pour survivre et se
reproduire; par conséquent, la population de proies limite le nombre de prédateurs. Au départ, le
renard ne peut pas survivre et se reproduire parce que la population de lièvres n’augmente pas
assez vite. Une fois que la population de lièvres a doublé sur une période de 3 à 5 générations, il
y a assez de proies pour soutenir un certain nombre de renards. À mesure que le nombre de
lièvres augmente, plus de renards peuvent survivre, puis la population de lièvres commence à
diminuer en raison de la prédation accrue. À la génération qui suit la diminution du nombre de
lièvres, le nombre de renards commence aussi à diminuer parce qu’il y a moins de proies.
Lorsque moins de renards survivent, le nombre de lièvres recommence à augmenter, puis suit
une augmentation de la population de renards. Ce cycle d’augmentation et de diminution des
populations de lièvres et de renards se poursuivra au fil des générations.
Suggestions/conseils pour l’enseignante ou l’enseignant 1.
2.
3.
Vous pouvez fournir aux élèves des boîtes larges et peu profondes comme surfaces de jeu.
Le cycle augmentation–diminution–augmentation des populations de lièvres et de renards
(décrit dans la section « Comment ça fonctionne? ») ne se produit pas toujours étant donné
que le fait de lancer les lièvres et les renards donne des résultats aléatoires. Si le temps le
permet, et pour produire un meilleur graphique, les résultats de chaque groupe pourraient
être inscrits sur un tableau à l’avant de la classe et servir à calculer les populations
moyennes (de lièvres et de renards) à chaque génération.
Lorsque les élèves ajoutent des lièvres dans la forêt, ils doivent les lancer au hasard.
Lorsque le renard chasse dans la forêt par contre, il doit se montrer rusé dans ses stratégies
de prédation : les élèves doivent le lancer avec soin pour tenter d’attraper au moins
3 lièvres.
Prochaines étapes Une espèce invasive pourrait être introduite à la huitième génération. Le nombre de membres de
cette espèce double, et on y ajoute deux de plus à chaque génération; il ne s’agit pas d’une proie
pour le renard. De plus, pour chaque groupe de 5 membres de l’espèce invasive, 1 lièvre meurt
de faim.
Regardez la vidéo produite par l’organisme National Geographic (lien fourni sous « Ressources
supplémentaires », ci-dessous) et discutez avec les élèves de l’importance des prédateurs pour la
viabilité globale des écosystèmes.
Ressources supplémentaires 1.
Strange Days on Planet Earth : vidéo produite par National Geographic qui illustre la
transformation d’un écosystème par suite de l’élimination des prédateurs http://www.youtube.com/watch?v=SIXAytRvDQ0 (en anglais)