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L'influence des facteurs climatiques sur les êtres vivants - 2nd S

Classe:

Seconde s

Série:

I. Influences des facteurs climatiques sur les êtres vivants

1. Influence de la température

a. Sur les végétaux

Activité : étude de l'activité chlorophyllienne (photosynthèse)

Une série de mesures a été faite avec un rameau de myriophylle. Pour chaque température, le nombre de bulles d'oxygène dégagées en moyenne par minute a été retenu.

$\begin{array} {|l|c|c|c|c|c|c|c|} \hline \text{Nombres de bulles dégagées }&0&8&22&41&58&50&36&0\\ \hline \text{Température}\left(\text{en}^{\circ} C\right)&0&5&10&18&22&30&40&50&\\ \hline \end{array}$

Que représente ce tableau ? Quel constat faites-vous par rapport aux résultats de cette expérience ?

La fonction chlorophyllienne est en relation c'est-à-dire est en rapport avec la libération d'oxygène.

Ces résultats peuvent aussi être traduits sous forme de courbe d'évolution du nombre de bulle d'oxygène en fonction de la température.

On constate que le nombre de bulles d'oxygène dégagées qui est nul à

$0^{\circ}C$ , augmente en fonction de la température pour atteindre son maximum

$(58)$ à

$22^{\circ}.$

Au-delà de cette température, le nombre de bulles dégagées diminue progressivement pour s'annuler à

$50^{\circ}C.$

Commentaire :

$\boxed{Le commentaire se fait en se référant du constat. Faire une comparaison en faisant ressortir les différentes limites de tolérance tout en précisant la caractéristique d’adaptation de l’espèce. Préciser l’action de la température sur la photosynthèse}$

La fonction (activité) chlorophyllienne est :

$\bullet\$ Nulle pour les températures inférieures à

$0$ et supérieures à

$50^{\circ}C$ , ces dernières sont considérées comme létales pour le myriophylle ;

$\bullet\$ Faible de

$0$ à

$10$ et de

$40$ à

$50^{\circ}C$ , elles sont considérées comme celles de la zone de tolérance ;

$\bullet\$ Élevée entre

$10$ et

$40^{\circ}C$ correspondant à la zone des températures favorables.

Cette zone est caractérisée par une température pour laquelle le nombre de bulles d'oxygène dégagées par le myriophylle est maximal :

C'est la température optimale

$\left(22^{\circ}C\right).$

La température influe (agit) sur l'activité des végétaux, c'est à dire la photosynthèse.

Remarque

L'optimum varie suivant les espèces et est situé, le plus souvent, entre

$35$ et

$40^{\circ}C$ pour les plantes aériennes.

b. Sur les animaux

Tableau : exemple de répartition des reptiles en Europe

$\begin{array}{|l|c|c|} \hline \text{Pays }&\text{Températures }&\text{Nombre d’espèces }\\ \hline \text{Péninsule ibérique }&26&32\\ \hline \text{France} &21&29\\ \hline \text{Allemagne }&18&13\\ \hline \text{Grande-Bretagne }&14&6\\ \hline \end{array}$

Quel constat faites-vous sur le tableau ?

Quelle hypothèse peut-on émettre pour expliquer cette répartition ?

D'après le tableau on constate une variation du nombre d'espèces de reptiles avec la température.

Cette répartition est due à la différence de températures dans ces pays.

Commentaire :

$\boxed{Le commentaire se fait en expliquant comment ces reptiles sont-ils répartis avec les variations de température. Qu’est ce qui est à l’origine de la non adaptation de ces espèces. (Cela peut être dû au fait que chaque être vivant possède une température optimale à laquelle sa croissance, son développement, son activité est maximale ou des températures tolérables avec une croissance faible ou encore des températures létales avec une croissance nulle.)}$

La température corporelle des reptiles varie avec la température environnante, ces animaux sont dits des ectothermes ou poïkilothermes. En effet, lorsque la température environnante est basse, celle de l'animal diminue et la quantité d'énergie produite par l'animal est faible :

L'animal reste inactif.

Ce qui explique la faible présence des reptiles dans les zones de basses températures.

NB : La température influe sur l'activité des animaux.

L'influence de la température sur les animaux permet de les répartir en deux groupes :

$\bullet\$ Les animaux dont la température du corps varie en fonction de la température extérieure :

Ce sont les poïkilothermes ou hétérothermes ou ectothermes (animal à sang froid = poissons, crocodile, batraciens).

$\bullet\$ Les animaux dont la température du corps est constante quel que soit la température extérieure :

Ce sont les homéothermes ou endothermes (animal à sang chaud = homme, animaux terrestres).

2. Influence de l'éclairement

a. Sur les végétaux (Doc 3)

La figure ci-dessous montre les courbes de variation de l'intensité photo synthétique en fonction de l'éclairement, chez les sciaphiles et les héliophiles.

Fig 1 : Courbes de variation de l'intensité photo synthétique des plantes héliophiles

$(a)$ et sciaphiles

$(b)$ en fonction l'éclairement.

Quel constat faites-vous de la variation de l'intensité photo synthétique des plantes

$(a)$ et

$b$ avec l'éclairement ?

On constate que :

$\bullet\$ Chez les sciaphiles, l'intensité photos ynthétique maximale

$(Ipm)$ est atteinte pour de faibles valeurs d'éclairement

$(\text{environ }10000\text{lux}).$

$\bullet\$ Chez les héliophiles,

$Ipm$ est atteinte pour des valeurs d'éclairement beaucoup plus élevées

$\text{environ}30000\text{lux}).$

Cette différence de fonctionnement entre ces deux types de plantes s'explique par le fait qu'elles n'ont pas les mêmes besoins en lumière pour se développer.

L'influence de l'intensité lumineuse sur les végétaux permet de distinguer deux types de plantes :

$\bullet\$ Les plantes sciaphiles ou plantes d'ombre qui ont un faible besoin en lumière.

On les retrouve souvent dans les strates inférieures ;

$\bullet\$ Les plantes héliophiles ou plantes de lumière qui exigent de fortes intensités lumineuses.

On les retrouve dans les strates supérieures (en forêt).

b. Sur les animaux

Les figures

$2a$ et

$2b$ représentent la répartition des invertébrés vivant sur le fond d'un ruisseau (petit cours d'eau) coulant dans une clarière (partie d'une forêt dépourvue d'arbres) et dans un sous-bois (herbes d'une forêt).

Légende

1. Trichoptères

2. Crustacés

3. Diptère

4. Coléoptères

5. Ephéméroptères

6. Plécoptère

7. Divers (vers planaires, archnides

Légende

1. Trichoptères

2. Crustacés

3. Diptères

4. Coléoptères

5. Ephéméroptères

6. Plécoptères

7. Divers (vers planaires, archnides)

Figure 2b : Intervention de la lumière dans le cas où le ruisseau coule dans un sous-bois

On constate, à travers les deux diagrammes, que les crustacés, les plécoptères (Insectes dont la larve vit dans l'eau) et les divers (planaires, arachnides) sont plus nombreux au niveau de la clairière alors que les trichoptères, les coléoptères et les éphéméroptères sont plus nombreux dans le sous-bois.

Ainsi, l'intensité de la lumière a un effet positif sur les animaux qui se développent sur des stations bien éclairées : ce sont les animaux photophiles.

Par contre, elle a un effet négatif sur les animaux qui ont besoin d'une faible intensité lumineuse :

Ce sont les animaux photophobes.

En définitive, la lumière agit sur les êtres vivants non seulement par son intensité mais également par sa durée.

Cette dernière permet de distinguer les animaux nocturnes (chauve-souris, hérisson) des animaux diurnes (varan, poule).

3. Influences du vent

a. Sur les végétaux

Le vent a des effets mécaniques directs sur les plantes.

Ainsi, sous l'action des vents dominants, les arbres des pentes montagneuses ou des bords de mer présentent une forme en « drapeau ».

Cette modification de la forme d'une plante sous l'action des vents dominants est appelée phénomène d'anémomorphose.

Ce phénomène est une adaptation morphologique au régime et la direction des vents.

Lorsque le vent est trop violent, certains arbres sont ébranchés ou déracinés :

L'effet est donc négatif.

Le vent est également le principal facteur de dissémination des végétaux sous forme de graines et fruits ; il participe également à la pollinisation :

L'effet est positif dans ce cas.

En fait, le vent, de par sa vitesse, sa direction et son régime, influe sur la forme et la pollinisation des plantes.

b. Sur les animaux

Document 1 :

Comme tous les oiseaux marins, le grand albatros dépend uniquement des ressources marines.

Pour la reproduction, il est contraint d'effectuer des allers-retours incessants entre les sites de nidification et les zones d'alimentation pouvant être situées à plusieurs milliers de kilomètres.

Chez les oiseaux, le vol est très coûteux d'un point de vue énergétique, mais les albatros utilisent un type de vol particulier, le vol plané dynamique, qui leur permet d'utiliser le vent pour réduire la dépense énergétique.

Lorsque l'oiseau est en vol et qu'il utilise des vents favorables, la dépense énergétique est incroyablement basse.

Avec des vents contraires la dépense énergétique augmente et la vitesse de déplacement diminue.

L'analyse du document

$1$ (voir planche 3) montre que lorsque l'albatros se déplace dans le sens du vent, sa dépense énergétique est basse et sa vitesse élevée.

En revanche, lorsqu'il se déplace face au vent, sa vitesse de déplacement diminue.

Ainsi, la force du vent ralentit considérablement le déplacement de l'oiseau et l'oblige de battre les ailes, ce qui augmente sa dépense énergétique.

Ce changement de mode de vol constitue une adaptation aux contraintes du vent.

Comme chez les oiseaux, le vent violent réduit considérablement le déplacement des animaux volants tels que les criquets, les moustiques.

En définitive, le vent influe sur l'activité des animaux

4. Influences de l'humidité

a. Sur les végétaux

Chez les végétaux, on a une répartition en fonction d'un gradient d'humidité décroissant, ce qui se traduit par une zonation de la végétation autour des mares, des étangs et les lacs.

Ainsi nous avons :

$\ast\$ Les hydrophytes ou plantes hydrophiles :

plantes aquatiques entièrement immergées (Myriophylle) ou dont les feuilles sont flottantes (nénuphars).

$$\ast\ $Les hygrophytes ou plantes hygrophiles :

plantes dont la base est immergée (Phragmites, Typha).

$\ast\$ Les mésophytes ou plantes mésophiles : plantes souvent entièrement émergées qui poussent sur des sols très spongieux = poreux (Cladium).

(à humidité moyenne).

$\ast\$ Les xérophytes ou plantes xérophiles : plantes constamment émergées et supportant des périodes de sécheresse plus ou moins longues (plantes de zones sèche).

b. Sur les animaux

Chez les animaux, on a des animaux aquatiques qui vivent constamment dans l'eau (poisson), des animaux terrestres et aériens qui ne peuvent pas vivre dans l'eau (l'Homme) et des animaux qui peuvent vivre dans les deux milieux (amphibiens

5. Influences de la pluviosité sur les végétaux et sur les animaux.

La pluviosité est le volume d'eau de pluie tombant dans un lieu durant une période définie.

La pluviométrie est la mesure quantitative de la pluie.

La carte de répartition des végétaux en Afrique montre qu'il y a des forêts et une faune très diversifiée (éléphant, gorille, python…) dans les zones à forte pluviométrie.

Dans les zones à pluviométrie moyenne se développent des savanes où vivent des animaux spécifiques (lions, girafe, phacochères...).

Il existe aussi des zones à pluviométrie faible où se développe le désert, la faune est pauvre (est rare) (chameau, fennec=petit renard à longues oreilles...).

Remarque :

Les types biologiques de Raunkiaer ont été définis en fonction de l'adaptation des plantes à la saison défavorable (saison froide ou saison sèche).

Les plantes sont classées selon leur aspect général. On distingue

$\bullet\$ Les phanérophytes (phaneros = visible)

$(1)$ :

Ce sont des plantes ligneuses dressées qui restent toujours bien visibles quelle que soit la saison, perdent leurs feuilles durant la saison défavorable et qui dépassent

$25\,cm$ de hauteur.

Leur développement s'étale sur plusieurs années (arbres, arbustes).

$\bullet\$ Les chaméphytes (chamai = à terre)

$(2)$ :

Ce sont aussi des plantes ligneuses, mais dont la hauteur est inférieure à

$25\,cm$ (Myrtille).

$\bullet\$ Les hémicryptophytes (cryptos = caché)

$(3a.b.c)$ :

sont des plantes à demi cachées pendant la mauvaise saison (orties, pissenlits), leurs bourgeons demeurent au ras du sol.

$\bullet\$ Les cryptophytes (cryptos = caché)

$(4)$ : sont cachés pendant la mauvaise saison sous forme de bulbes (Scille) ou de tubercules (Cyclamen, pommes de terre) ou de rhizome (Parisette)

$\bullet\$ Les thérophytes (theros = été)

$(5)$ : sont des plantes herbacées qui passent la mauvaise saison sous forme de graines enfouies dans le sol (Pavot, certaines graminées).

Ce sont des plantes annuelles.

$\bullet\$ Les épiphytes enfin n'ont pas de racines dans le sol mais se développent sur d'autres végétaux en particulier les arbres (lichens, fougères...), mais ce ne sont pas des parasites.

Car ils n'utilisent les arbres seulement comme support.

(NMN : niveau moyen de la neige)

Auteur:

Daouda Tine