Biodiversité des espèces et des écosystèmes (nouveau programme de 2nde)

Ecosystèmes

Une animation flash pouvant être utilisée en complément d’une sortie sur le terrain pour explorer d’autres écosystèmes (y compris un écosystème du passé) et les comparer.

Un nouveau module : la chasse à l’escargot

Le programme de Seconde définit la biodiversité à plusieurs niveaux, y compris au sein de l’espèce avec la diversité entre les individus d’une même espèce, qu’on reliera à une diversité génétique.

Le module ajouté ici prend l’exemple des escargots Cepaea nemoralis, dans l’esprit du recensement proposé sur le site Evolution megalab
On propose de recenser à deux endroits différents les escargots présents en fonction de la couleur de la coquille : jaune, rose ou marron.
Il s’agit donc ici de comparer deux populations et de constater que les couleurs ne sont pas représentées dans les mêmes proportions dans les deux milieux.

Il suffit à l’élève de déposer chaque escargot dans le sac adéquat. Un compteur indique le nombre d’escargots dans chaque sac. Le bouton RAZ remet les compteurs à zéro et les escargots à leur place initiale.

Pour mémoire, la couleur de la coquille est sous le contrôle d’un gène à plusieurs allèles, l’allèle responsable de la couleur rose R étant dominant sur celui qui détermine la couleur jaune j (à lire : génétique des Cepaea).
On pourra ensuite se poser la question de ces différences entre les populations.

Allèles du gène impliqué dans la coloration de la coquille chez l’escargot des haies

Gènes et allèles impliqués Caractère : couleur de la coquille
Gène C Allèle CB Brun (Brown)
Allèle CP Rose (Pink)
Allèle CY Jaune (Yellow)

Parties du programme

- En Seconde :

Thème 1 : La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant : une planète habitée

La biodiversité, résultat et étape de l’évolution
La biodiversité est à la fois la diversité des
écosystèmes, la diversité des espèce et la diversité
génétique au sein des espèces.
L’état actuel de la biodiversité correspond à une étape
de l’histoire du monde vivant : les espèces actuelles
représentent une infime partie du total des espèces
ayant existé depuis les débuts de la vie
Manipuler, extraire et organiser des informations, si
possible sur le terrain, pour :
- repérer les divers aspects de la biodiversité dans une
situation donnée ;
- Utiliser des outils simples de détermination d’espèces
végétales ou animales (actuelles ou fossiles) pour
mettre en évidence la biodiversité d’un milieu.

Thème 2 Enjeux planétaires contemporains : énergie, sol

Le soleil : une source d’énergie essentielle
La lumière solaire permet, dans les parties
chlorophylliennes des végétaux, la synthèse de matière
organique à partir d’eau, de sels minéraux et de dioxyde
de carbone.
Ce processus permet, à l’échelle de la planète, l’entrée
de matière minérale et d’énergie dans la biosphère.
La présence de restes organiques dans les combustibles
fossiles montre qu’ils sont issus d’une biomasse.
Dans des environnements de haute productivité, une
faible proportion de la matière organique échappe à
l’action des décomposeurs puis se transforme en
combustible fossile au cours de son enfouissement.

- En Première S :

Thème 2 - B : Nourrir l’humanité

La production végétale : utilisation de la productivité primaire
Un écosystème naturel est constitué d’un biotope et d’une biocénose. Son fonctionnement d’ensemble est permis par la productivité primaire qui, dans les écosystèmes continentaux, repose sur la photosynthèse des plantes vertes
La production animale : une rentabilité énergétique réduite
Dans un écosystème naturel, la circulation de matière et d’énergie peut être décrite par la notion de pyramide de productivité.
Dans un agrosystème, le rendement global de la production par rapport aux consommations (énergie, matière) dépend de la place du produit consommé dans la pyramide de productivité.

Place dans la démarche

- Le programme recommande une vision concrète de la biodiversité par une approche de terrain, en utilisant des outils simples de détermination.

Il n’est toutefois pas évident de trouver le temps de voir plusieurs écosystèmes afin d’en montrer la diversité.

On pourra utiliser l’animation proposée ici en complément d’une sortie sur le terrain pour explorer d’autres écosystèmes, y compris un écosystème du passé, et de les comparer.

- Les décomposeurs sont indiqués pour faire le lien avec le thème 2 et déjà voir passer ce que sont ces décomposeurs auxquels une partie de la matière organique peut échapper.

- Pour préparer à la compréhension des items du programme de 1ère et pour montrer la place des végétaux comme producteurs primaires pour le thème 2, de courtes informations sont prévues pour permettre de reconstruire des réseaux trophiques.

L’animation

Elle se compose de 4 modules correspondant à différents écosystèmes. Le survol de l’image permet de voir s’afficher des informations sur les êtres vivants présents.

  • Une forêt
  • Un lac

La comparaison de ces deux modules montre que des écosystèmes différents sont habités par des espèces différentes, en relation avec les facteurs du milieu (de façon peu subtile puisqu’on compare ici le milieu aquatique et le milieu aérien).
Les informations sur "qui mange qui" permettent de montrer que ces deux écosystèmes ont en commun d’être basés sur des végétaux, en prévision du programme de 1ère.

  • Un champ

Ce module permet de voir l’agrosystème basé sur la production végétale en prévision du programme de 1ère.

  • Une forêt marécageuse carbonifère

La comparaison avec les écosystèmes précédents montre que les espèces des écosystèmes du passé sont différentes de celles des écosystèmes actuels.

NB : les êtres vivants sont nommés avec par un article défini (un) et non indéfini (le) pour garder une vision non essentialiste compatible avec l’évolution : ce qui est représenté est un individu à un endroit et auquel on donne un nom et non un archétype d’une espèce, une essence de l’espèce qui transcende tous ceux sur lesquels on colle cette étiquette et qui sont tous différents.

Trois versions

- une version en ligne : Ecosystèmes

- un exécutable, à télécharger et à installer.

- un fichier à ouvrir dans Google earth. Je précise que la localisation se veut réaliste mais n’est pas réelle : je n’ai pas vérifié que le champ est un champ de maïs et je ne garantis pas qu’il y ait des brochets dans le plan d’eau.
Une géolocalisation permet ici de rendre plus concrets et réels ces écosystèmes, en les ancrant à la surface de la Terre et en les liant dans l’espace.
La proximité de Montceau les Mines permettait de placer la reconstitution Carbonifère.

Google Earth Placemark File - 20.7 ko
La biodiversité.kmz

Prolongements

  • L’utilisation d’un TNI permettra de reconstruire les réseaux trophiques de façon simple, par glisser-déposer et tracé de flèches, en exercice ou en bilan.

Exemple en vidéo :

Le fichier à utiliser avec un tableau Interwrite  :

Zip - 28.2 ko
Ecosystèmes lac et foret (.gwb)

Remerciements

- à l’équipe de la schémathèque SVT de l’académie de Dijon, pour leur beau travail que j’ai utilisé pour les écosystèmes actuels
- à Alain Bénéteau pour l’illustration qu’il m’a autorisé à utiliser sur un écosystème Carbonifère. D’autres illustrations sur son site : Paléospot

B. Boucher

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