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| | {{Tuto Details | | {{Tuto Details |
| − | |Main_Picture=Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_382169-PCGLCL-532.jpg
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| | |Licences=Attribution (CC-BY) | | |Licences=Attribution (CC-BY) |
| − | |Description=La biodiversité, tissu vivant de la planète, est constituée de toutes les espèces et des différentes relations qui les unissent au sein des écosystèmes. Les espèces forment des communautés parfois simples, mais le plus souvent très riches et très complexes. Les espèces sont liées les unes aux autres, et avec leur milieu de vie, par des liens multiples et chacun joue un rôle dans ce système pour satisfaire ses besoins (se nourrir, grandir, se reproduire...). Quels types d’interactions les espèces développent-elles entre elles pour survivre ? | + | |Description=Tes yeux captent la lumière qui t'entoure pour te permettre de découvrir le monde. Mais comment font-ils pour te permettre d'y voir lorsqu'il y a très peu de lumière environnante, ou qu'au contraire tu te trouves dans un endroit très lumineux ? |
| − | |Disciplines scientifiques=Life Sciences | + | |Disciplines scientifiques=Optical |
| | |Difficulty=Easy | | |Difficulty=Easy |
| − | |Duration=30 | + | |Duration=15 |
| | |Duration-type=minute(s) | | |Duration-type=minute(s) |
| − | |Tags=espèces terrestres, interactions, réseau trophique, chaîne alimentaire, biodiversité | + | |Tags=oeil, vision, lumière, contraction, dilatation |
| − | }}
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| − | {{Introduction
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| − | |Introduction=En milieu terrestre, qui mange qui ? Découvre les différents types d’interactions que les espèces développent les unes avec les autres et avec leur milieu de vie et ce qui se passe si certaines d’entre elles disparaissent.
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| | }} | | }} |
| | + | {{Introduction}} |
| | {{Materials | | {{Materials |
| | |ItemList={{ItemList | | |ItemList={{ItemList |
| − | |Item=Annexes | + | |Item=Lampe |
| | }}{{ItemList | | }}{{ItemList |
| − | |Item=Papier | + | |Item=Miroir |
| − | }}{{ItemList
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| − | }}{{ItemList
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| − | |Item=Ciseaux
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| − | }}
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| − | |Tuto_Attachments={{Tuto Attachments
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| − | |Attachment=Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_R_seau_trophique_-_Solution.pdf
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| | }} | | }} |
| | }} | | }} |
| | {{Tuto Step | | {{Tuto Step |
| | |Step_Title=Réunir le matériel | | |Step_Title=Réunir le matériel |
| − | |Step_Content=Pour commencer, rassemble le matériel nécessaire à l'expérience. | + | |Step_Content=Pour cette expérience, il te faut : |
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| − | - annexe “[https://www.wikidebrouillard.org/images/e/e7/Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_Vignette_esp_ce.pdf Vignettes espèces]”
| + | * un miroir de n'importe quel type : de poche, en pied, fixe ou mobile, etc. Le plus important est que tu puisses utiliser ce miroir dans une pièce dans laquelle tu peux faire facilement l'obscurité. A défaut, tu peux toujours réaliser cette expérience le soir ; |
| − | | + | * une lampe de poche. La lampe d'un téléphone portable fera parfaitement l'affaire. |
| − | - annexe "[https://www.wikidebrouillard.org/images/5/57/Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_R_seau_trophique_-_compl_ter.pdf Réseau trophique - à compléter]"
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| − | | |
| − | - annexe "[https://www.wikidebrouillard.org/images/3/3c/Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_R_seau_trophique_-_Solution.pdf Réseau trophique - solution]"
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| − | - du papier
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| − | - un crayon
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| − | - des ciseaux
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| − | Si tu as, tu peux utiliser aussi :
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| − | | |
| − | - une imprimante couleur
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| − | |Step_Picture_00=Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_tape_1.jpg
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| | }} | | }} |
| | {{Tuto Step | | {{Tuto Step |
| | |Step_Title=Préparer l'expérience | | |Step_Title=Préparer l'expérience |
| − | |Step_Content=- Si tu as une imprimante couleur, imprime les annexes “[https://www.wikidebrouillard.org/images/e/e7/Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_Vignette_esp_ce.pdf Vignettes espèces]” et “[https://www.wikidebrouillard.org/images/5/57/Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_R_seau_trophique_-_compl_ter.pdf Réseau trophique - à compléter]”. | + | |Step_Content=Place-toi dans un endroit assez sombre ou fais l'obscurité dans la pièce où tu réalises l'expérience. |
| − | | |
| − | | |
| − | - Si tu n’as pas d’imprimante couleur, découpe 16 rectangles de papier (tu peux plier une feuille en 4 pour avoir les 16 rectangles).
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| − | | |
| − | - Ouvre l’annexe “[https://www.wikidebrouillard.org/images/e/e7/Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_Vignette_esp_ce.pdf Vignettes espèces]” et écris sur chaque rectangle le nom d’une espèce de l’annexe.
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| − | | |
| − | - Réunis des feuilles A4 et des crayons de couleurs et/ou des feutres.
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| − | |Step_Picture_00=Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_marin_20200422_161215.jpg
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| − | |Step_Picture_01=Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_tape_2.jpg
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| − | |Step_Picture_02=Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre__tape_2_bis_rogn_e.jpg
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| − | }}
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| − | {{Tuto Step
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| − | |Step_Title=Réaliser la manipulation : reconstituer des chaînes alimentaires simples
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| − | |Step_Content='''Parmi les espèces suivantes, qui mange qui ?''' Reconstitue à l’aide des 10 vignettes ci-contre les 4 petites chaînes alimentaires :
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| − | 1 - Exemple : loup, herbe, chevreuil. ''L’herbe est mangée par le chevreuil qui est lui même mangé par le loup :'' herbe → chevreuil → loup (la flèche signifie “est mangé par”)
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| − | 2 - Vipère, mûre, hibou, mulot
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| − | 3 - Chenille, hibou, mulot, feuille de ronce
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| − | 4 - Renard, lapin, herbe, loup
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| − | 5 - Mulot, chenille, loup, feuille de ronce, renard
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| − | | |
| − | | |
| − | Note tes réponses sur une feuille, elles te serviront à l'étape suivante.
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| − | | |
| − | | |
| − | Et les végétaux, comment se nourrissent-ils ? Quelle forme ont ces chaînes alimentaires ?
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| − | |Step_Picture_00=Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_tape_3.jpg
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| − | }}
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| − | {{Tuto Step
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| − | |Step_Title=Réaliser la manipulation : compléter un réseau trophique
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| − | |Step_Content=Un réseau trophique correspond à plusieurs chaînes alimentaires associées.
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| − | | |
| − | | |
| − | - Ouvre l’annexe “[https://www.wikidebrouillard.org/images/5/57/Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_R_seau_trophique_-_compl_ter.pdf Réseau trophique - à compléter]” et '''recopie''' le (ou imprime-le si tu as une imprimante).
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| − | | |
| − | - '''Complète ensuite ce réseau''' en utilisant les 10 vignettes à ta disposition (tu n’as pas encore besoin des cartes “Puce”, “Bactéries de l’intestin”, “Abeille” et “Spores des champignons”). '''Aide-toi pour cela des petites chaînes alimentaires que tu as reconstituées à l'étape précédente'''.
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| − | | |
| − | - Quand tu as terminé, '''vérifie ta réponse''' en cliquant sur l'annexe "[https://www.wikidebrouillard.org/images/3/3c/Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_R_seau_trophique_-_Solution.pdf Réseau trophique - solution]".
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| − | Quelle différence par rapport à l’étape précédente ? Qui sont les producteurs ? Les herbivores ? Les carnivores ? Les omnivores ?
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| − | |Step_Picture_00=Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_0001.jpg
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| − | }}
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| − | {{Tuto Step
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| − | |Step_Title=Réaliser la manipulation : découvrir d'autres types d’interactions
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| − | |Step_Content=Tu viens de définir un premier type d'interactions entre les espèces : la relation proie-prédateur (qui mange qui), mais il en existe bien d'autres ! Tu vas en découvrir quelques-unes ci dessous.
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| − | - Place sur ton réseau trophique '''les puces''' sur '''le loup''' et '''le renard roux''', '''l’abeille''' sous '''les ronces, les bactéries de l’intestin''' sur '''le chevreuil''' et sous '''le lapin d’Amérique''' et '''les spores des champignons''' à côté '''du lapin d’Amérique.'''
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| − | | |
| − | | |
| − | - '''Identifie les autres types d'interactions (positives (+), négatives (-) ou neutres (0)) qui existent entre ces 9 espèces''', en t'aidant des définitions ci-dessous :
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| − | *'''Le commensalisme''' (+/0) est une relation dans laquelle une espèce tire profit de l’association des deux espèces (concernant la nourriture, l’abri, le transport...), alors que l’autre n’y trouve ni avantage ni inconvénient.
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| − | | |
| − | *'''Le parasitisme''' (+/-) est une relation dans laquelle un organisme (le parasite) tire profit de l'hôte, parfois entraînant sa mort.
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| − | *'''Le mutualisme''' (+/+) est une association à bénéfices réciproques entre deux espèces qui peuvent mener une vie indépendante.
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| − | | |
| − | *'''La symbiose''' (+/+) est une association à bénéfices réciproques entre deux espèces indissociables.
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| − | '''Maintenant, à toi de jouer ! Quels types d’interactions entre espèces sont décrites dans ces devinettes ? Sont-elles négatives ? Positives ? Neutres ?'''
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| − | | |
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| − | 1 - Pourquoi le loup et le renard se grattent-t-ils ? Qu’est-ce qui vit dans leurs poils et sucent leur sang ? Ils ont des puces ! '''De quel type d’interaction s’agit-il ?'''
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| − | 2 - Qui vient butiner les fleurs des ronces, des prairies, de la forêt et de l'arbrisseau, se régalant de nectar, et transportant ainsi le pollen de fleurs en fleurs... permettant leur reproduction ? Les abeilles. '''De quel type d’interaction s’agit-il ?'''
| + | Regarde ton œil dans un miroir et note la taille de ta pupille (c’est le trou noir qui est placé au centre de ton iris, qui est quant à lui la partie colorée de ton œil). |
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| − | 3 - Qui sont ces organismes microscopiques situés dans l'intestin des chevreuils et des lapins, parfois indissociables, qui se nourrissent des aliments ingérés et améliorent en échange la digestion de composés comme la cellulose des végétaux ? Ce sont les bactéries de l'intestin. '''De quel type d’interaction s’agit-il ?'''
| + | Place maintenant la lampe de poche de façon à ce qu’elle éclaire directement ton œil. |
| − | | |
| − | | |
| − | 4 - Quels sont ces éléments microscopiques qui se collent par exemple sur les poils du lapin, assurant ainsi leur transport, tout comme certains grains de pollen sont transportés par les insectes pollinisateurs. Les spores des champignons ! '''De quel type d’interaction s’agit-il ?'''
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| − | | |
| − | | |
| − | Vérifie tes réponses à l'aide du schéma de l'étape 6.
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| − | |Step_Picture_00=Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_tape_5_bis.jpg
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| | }} | | }} |
| | {{Tuto Step | | {{Tuto Step |
| − | |Step_Title=Réaliser la manipulation : perturber un réseau trophique | + | |Step_Title=Réaliser la manipulation |
| − | |Step_Content=Le schéma ci-contre présente différents types d'interactions dans un milieu terrestre : relations de prédation, mais aussi de parasitisme (''puce/loup, puce/renard'') et de coopération (commensalisme (''spores de champignons/lapin''), symbiose (''bactéries de l’intestin/chevreuil/lapin''), mutualisme (''fleurs de la prairie/abeilles))''. | + | |Step_Content=Qu’observes-tu dans le miroir ? |
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| − | '''Que se passe-t-il si l'on perturbe ce réseau trophique ?'''
| + | Recommence deux ou trois fois l’expérience afin de vérifier si ce phénomène se reproduit à l'identique et de comprendre de quelle manière tu peux le faire varier. |
| − | | |
| − | | |
| − | - Une société veut construire une autoroute. La prairie et les ronces se trouvent à l’endroit prévu du chantier et devront donc être détruites. '''Si tu enlèves ces deux cartes de ton réseau trophique, que se passe-t-il pour les autres espèces en interactions ?'''
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| − | | |
| − | Si tu veux, tu peux recommencer ensuite en retirant une ou deux espèces situées à différents endroit du réseau.
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| − | | |
| − | | |
| − | - '''Selon toi, quelles interactions l’humain peut-il avoir avec ces différentes espèces ?'''
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| − | |Step_Picture_00=Concurrents_ou_associ_s_dans_le_milieu_terrestre_tape_6.jpg
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| | }} | | }} |
| | {{Notes | | {{Notes |
| − | |Observations=- Les organismes vivants se mangent les uns les autres. On remarque que les 5 chaînes alimentaires sont simples, linéaires. Ensemble, elles forment un réseau complexe dans lequel toutes les espèces sont en interactions les unes avec les autres, de façon directe ou indirecte. | + | |Observations=Lorsque tu as éclairé ton œil avec la lampe, tu as dû observer un changement de taille de ta pupille. |
| − | | |
| − | | |
| − | - Les espèces forment un réseau, elles sont toutes liées entre elles, soit par des relations alimentaires (proie/prédateur) soit par d’autres types d’interactions (symbiose/mutualisme, parasitisme, commensalisme). Si une espèce du réseau trophique est fragilisée, c’est le réseau entier qui peut être impacté. Suite à la destruction de la prairie et des ronces, les premiers maillons du réseau qui sont touchés vont modifier légèrement “la toile”. Puis au fil du temps, de plus en plus d'espèces sont concernées, ce qui déstabilise le réseau trophique (on peut alors parler de « de tensions sur la biodiversité »).
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| − | | |
| − | | |
| − | - L’ humain joue un rôle important, pouvant apparaître comme un prédateur (chasse, cueillette), comme un perturbateur (destruction de l’habitat, changement climatique…) mais aussi comme un protecteur du milieu (mise en place de réserves naturelles, protection des espèces…)
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| − | |Explanations='''Les végétaux sont toujours à la base des réseaux trophiques. Ce sont des producteurs.''' Grâce à l’énergie du soleil, ils utilisent le dioxyde de carbone (CO<sub>2 </sub>) de l’air pour produire de la matière (dite organique). Ils se nourrissent des minéraux du sol, provenant de la dégradation de végétaux et d’animaux par les micro-organismes (bactéries et champignons qui sont des décomposeurs).
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| − | | |
| − | | |
| − | '''Les animaux sont des consommateurs''' : ils ne produisent pas seuls leur propre matière organique, ils ont besoin pour cela de consommer d’autres êtres vivants. '''Il en existe 3 types : les herbivores''' qui consomment les végétaux (lapin, chevreuil, chenille…), '''les carnivores''' qui se nourrissent d’animaux (rapace, loup, serpent…) '''et les omnivores''' qui se nourrissent d’animaux et de végétaux (mulot, renard...).
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| − | | |
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| − | Le réseau trophique est surtout basé sur des relations alimentaires, mais il n’existe pas que des relations alimentaires. Certaines espèces servent d’habitats ou d'abris à d’autres (arbres de la forêt pour le chevreuil, le lapin, le renard…), et il existe des relations entre espèces, bénéfiques ou non, qui peuvent être parfois très spécifiques : mutualisme, commensalisme, symbiose, parasitisme. À ces relations s'ajoute la compétition pour une même ressource (nourriture, habitat).
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| | | | |
| | + | En recommençant l'expérience à plusieurs reprises, tu as dû en conclure que plus il y a de lumière, plus la pupille se rétrécit (on dit qu'elle se contracte) et que moins il y a de lumière, plus elle s'agrandit (on dit qu'elle se dilate). |
| | | | |
| − | Les multiples relations qui existent entre les espèces peuvent être parfois bénéfiques pour certaines, au dépend d’autres '''(+/-)''' : '''compétition, prédation et parasitisme'''. Mais les relations de coopération, bénéfiques pour les individus '''(+/+ ou +/0)''', sont également très importantes dans un écosystème. Elles se présentent sous trois formes : '''commensalisme, mutualisme et symbiose'''.
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| | + | Tu as pu également constater qu'il faut plus de temps à la pupille pour se dilater que pour se contracter. |
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| − | Du fait de la disparition de certaines espèces (ex mulot, renard...), d’autres vont voir leur population diminuer (car ils s’en nourrissaient) ou augmenter (car ils ne sont plus mangés), ce qui peut fortement déstabiliser le fonctionnement de l’ensemble de l’écosystème. Ainsi, en perturbant un écosystème (autoroutes, pesticides, coupe d’arbres, changement climatique...), non seulement nous altérons les réseaux trophiques des milieux concernés, mais nous modifions également les habitats et les relations de coopération et compétition qui existent entre les espèces, ainsi que les différentes fonctions de ces espèces dans leur milieu'''.'''
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| − | |Deepen=La biodiversité, définie par sa diversité (des espèces, des écosystèmes et des individus) et ses interactions, '''constitue la toile de la vie dont nous faisons partie et dont nous dépendons.''' Elle résulte d'une évolution façonnée pendant des milliards d’années par des phénomènes naturels mais aussi, et de plus en plus, par l'intervention humaine. Les relations de coopération, de prédation, de compétition entre espèces ont joué et jouent un rôle central dans cette évolution.
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| | + | Enfin, tu as peut-être remarqué que l’œil qui n’est pas éclairé subit les mêmes changements que celui qui est éclairé. |
| | + | |Explanations=La pupille est une ouverture dans l’œil qui laisse entrer la lumière. Si ta pupille t'apparaît noire, c’est parce qu’elle ne laisse presque pas ressortir la lumière qui vient d’y entrer. |
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| − | Ces interactions sont également le moteur du fonctionnement des écosystèmes (milieux de vie) : ils produisent, font circuler, transforment, accumulent matière et énergie au travers des êtres vivants qui les constituent et de leur activité. '''Ainsi la biodiversité assure de nombreuses fonctions biologiques (on parle de services écologiques), et toutes les espèces, en tant que constituantes des écosystèmes, contribuent aux services que toutes en retirent.'''
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| | | | |
| − | <br />
| + | Le diamètre de la pupille varie de 8 mm à 1,5 mm selon la luminosité ambiante. Dans l’obscurité la pupille se dilate pour faire entrer plus de lumière. Cela permet d'y voir mieux dans le noir car, plus la lumière active de récepteurs présents sur la rétine qui est au fond de ton œil, et plus tu peux distinguer les objets qui t'entourent. Comme il y a moins de lumière dans une pièce obscure, il faut que la pupille soit grande ouverte pour qu'un nombre suffisant de rayons lumineux puissent pénétrer dans ton œil et parvenir jusqu'à la rétine. De plus, il faut généralement un certain temps pour que la vision s'habitue à une forte obscurité, car les cellules de l’œil qui permettent de voir dans la pénombre ne peuvent s'activer qu'au bout d'un certain temps après avoir quitté une pièce lumineuse. Si tu restes un certain temps dans une pièce sombre, tu constateras qu'au bout d'un moment tu distingueras beaucoup mieux ton environnement que juste après y être entré. |
| − | |Applications=Plus de 95% des espèces d’un habitat naturel (aquatique ou terrestre) sont fortement liées les unes aux autres, via les réseaux trophiques. Cette proximité des espèces signifie que la disparition d’une espèce peut avoir d’importants impacts sur les autres espèces et donc sur le fonctionnement même de l’écosystème. Par exemple, les grands prédateurs (loup, rapaces, thon...), au sommet de ces réseaux trophiques, ont un effet de maintien de la biodiversité. S'ils disparaissent (surchasse, surpêche…), les espèces dont ils se nourrissaient et qu’ils régulaient vont pulluler. Par compétition, elles éliminent alors d’autres espèces avoisinantes, ce qui entraîne une cascade de conséquences.
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| − | À l’inverse, ces interactions montrent également que si nous voulons protéger une espèce dans un milieu donné, il est indispensable de prendre en considération toutes celles qui font partie de son réseau trophique, donc ses proies (et ce qui les nourrit) et ses prédateurs, sans lesquels l’espèce peut vite devenir envahissante. Ce fut par exemple le cas du lapin en Australie. En 1859, Thomas Austin importe de Grande-Bretagne 12 couples de lapins. 50 ans plus tard, l’île en compte 600 millions qui ont colonisé 60% du territoire ! Cette espèce est devenue envahissante, car il n'y avait pas sur l’île de prédateurs suffisamment puissants pour réguler la population de lapins. Leur prolifération a contribué largement à la désertification de l’île (ils ont dévoré la végétation) et se trouve à l’origine de graves crises agricoles et écologiques.
| + | Dans un lieu où la lumière est intense, la pupille se contracte pour limiter la quantité de lumière qui pénètre dans l’œil. Si la luminosité est vraiment trop forte, tu es ébloui : tu ne vois plus rien, à part un bref flash lumineux. Cela explique pourquoi la contraction est plus rapide que la dilatation : il s'agit d'un réflexe de protection contre l’éblouissement, qui pourrait brûler ta rétine s'il persistait trop longtemps. Il ne s'agit pas du seul réflexe qui est déclenché par l'éblouissement : généralement, cette sensation est tellement désagréable que tu vas chercher à te protéger de la lumière en fermant les yeux, en détournant le regard, voire en portant la main devant ton visage pour bloquer les rayons lumineux. |
| − | |Objectives=Découvrir les différents types d’interactions que les espèces développent les unes avec les autres et avec leur milieu de vie.
| + | |Deepen=La taille de la pupille est contrôlée par des mouvements réflexes (involontaires) de contraction (myosis) et de détente (mydriase) du muscle de l'iris, qui sont déclenchés par la quantité d'impulsions lumineuses traversant le nerf optique. Plus il y a de lumière et plus il y a d’impulsions, entraînant le muscle à fermer la pupille. Parmi ces impulsions certaines sont couplées avec les muscles des deux yeux : c’est ainsi que la variation de la pupille est identique sur chaque œil, et ceci au même instant. |
| − | |Notes=Mallette « Biodiversité » APD/MNHN - Parcours 2 - Activité 3 (Concurrents ou associés : un monde d’interactions). 2011
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| − | Livret « Biodiversité, comprendre pour mieux agir » APD/CNRS. 2010
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| − | Parcours « Kit de base Biodiversité » des Petits Débrouillards
| + | Outre la quantité de lumière reçue par l’œil, certaines modifications de l'état physiologique de l'organisme modifient aussi le diamètre de la pupille : émotion forte, prise de drogues, etc. |
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| − | Modulothèque (Bio)diversité mon amour. Les Petits Débrouillards Nouvelle Aquitaine Nord. 2010.
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| − | Jacques Weber, Robert Barbault. « La vie, quelle entreprise ! Pour une révolution écologique de l’économie ». Aux éditions Seuil. 2010
| + | Chez l'humain et les autres primates la pupille est ronde, mais ce n'est pas le cas de toutes les espèces du règne animal. Chez les félidés et les crocodiliens, par exemple, elles sont orientées verticalement, alors que chez les caprinés elles sont orientées horizontalement, et on trouve même chez certains poissons-chats (Locariidés) des pupilles de forme annulaire (iris oméga). Ces différences s'expliquent par de nombreux facteurs, mais résultent avant tout d'adaptations évolutives de chaque espèce. |
| | + | |Applications=On peut comparer la pupille de ton œil au diaphragme d'un appareil photographique. Celui-ci permet en effet de régler l'ouverture de l'objectif, en faisant varier l'intensité lumineuse qui peut y pénétrer. Son utilisation est très importante pour faire varier les principaux paramètres liés à l'exposition du sujet photographié et donc de faire de belles photos. |
| | }} | | }} |
| | {{Tuto Status | | {{Tuto Status |
| | |Complete=Draft | | |Complete=Draft |
| | }} | | }} |
Tes yeux captent la lumière qui t'entoure pour te permettre de découvrir le monde. Mais comment font-ils pour te permettre d'y voir lorsqu'il y a très peu de lumière environnante, ou qu'au contraire tu te trouves dans un endroit très lumineux ?
Auteur 
Pierre Machut | Dernière modification 22/05/2020 par Bolido
Durée
15 minute(s) minute(s)
Disciplines scientifiques
Optique
Tes yeux captent la lumière qui t'entoure pour te permettre de découvrir le monde. Mais comment font-ils pour te permettre d'y voir lorsqu'il y a très peu de lumière environnante, ou qu'au contraire tu te trouves dans un endroit très lumineux ?
Durée
15 minute(s) minute(s)
Disciplines scientifiques
Optique
<languages />
Licence : Attribution (CC-BY)
oeil, vision, lumière, contraction, dilatation
Étape 1 - Réunir le matériel
Pour cette expérience, il te faut :
- un miroir de n'importe quel type : de poche, en pied, fixe ou mobile, etc. Le plus important est que tu puisses utiliser ce miroir dans une pièce dans laquelle tu peux faire facilement l'obscurité. A défaut, tu peux toujours réaliser cette expérience le soir ;
- une lampe de poche. La lampe d'un téléphone portable fera parfaitement l'affaire.
Étape 2 - Préparer l'expérience
Place-toi dans un endroit assez sombre ou fais l'obscurité dans la pièce où tu réalises l'expérience.
Regarde ton œil dans un miroir et note la taille de ta pupille (c’est le trou noir qui est placé au centre de ton iris, qui est quant à lui la partie colorée de ton œil).
Place maintenant la lampe de poche de façon à ce qu’elle éclaire directement ton œil.
Étape 3 - Réaliser la manipulation
Qu’observes-tu dans le miroir ?
Recommence deux ou trois fois l’expérience afin de vérifier si ce phénomène se reproduit à l'identique et de comprendre de quelle manière tu peux le faire varier.
Observations : que voit-on ?
Lorsque tu as éclairé ton œil avec la lampe, tu as dû observer un changement de taille de ta pupille.
En recommençant l'expérience à plusieurs reprises, tu as dû en conclure que plus il y a de lumière, plus la pupille se rétrécit (on dit qu'elle se contracte) et que moins il y a de lumière, plus elle s'agrandit (on dit qu'elle se dilate).
Tu as pu également constater qu'il faut plus de temps à la pupille pour se dilater que pour se contracter.
Enfin, tu as peut-être remarqué que l’œil qui n’est pas éclairé subit les mêmes changements que celui qui est éclairé.
Explications
La pupille est une ouverture dans l’œil qui laisse entrer la lumière. Si ta pupille t'apparaît noire, c’est parce qu’elle ne laisse presque pas ressortir la lumière qui vient d’y entrer.
Le diamètre de la pupille varie de 8 mm à 1,5 mm selon la luminosité ambiante. Dans l’obscurité la pupille se dilate pour faire entrer plus de lumière. Cela permet d'y voir mieux dans le noir car, plus la lumière active de récepteurs présents sur la rétine qui est au fond de ton œil, et plus tu peux distinguer les objets qui t'entourent. Comme il y a moins de lumière dans une pièce obscure, il faut que la pupille soit grande ouverte pour qu'un nombre suffisant de rayons lumineux puissent pénétrer dans ton œil et parvenir jusqu'à la rétine. De plus, il faut généralement un certain temps pour que la vision s'habitue à une forte obscurité, car les cellules de l’œil qui permettent de voir dans la pénombre ne peuvent s'activer qu'au bout d'un certain temps après avoir quitté une pièce lumineuse. Si tu restes un certain temps dans une pièce sombre, tu constateras qu'au bout d'un moment tu distingueras beaucoup mieux ton environnement que juste après y être entré.
Dans un lieu où la lumière est intense, la pupille se contracte pour limiter la quantité de lumière qui pénètre dans l’œil. Si la luminosité est vraiment trop forte, tu es ébloui : tu ne vois plus rien, à part un bref flash lumineux. Cela explique pourquoi la contraction est plus rapide que la dilatation : il s'agit d'un réflexe de protection contre l’éblouissement, qui pourrait brûler ta rétine s'il persistait trop longtemps. Il ne s'agit pas du seul réflexe qui est déclenché par l'éblouissement : généralement, cette sensation est tellement désagréable que tu vas chercher à te protéger de la lumière en fermant les yeux, en détournant le regard, voire en portant la main devant ton visage pour bloquer les rayons lumineux.
Plus d'explications
La taille de la pupille est contrôlée par des mouvements réflexes (involontaires) de contraction (myosis) et de détente (mydriase) du muscle de l'iris, qui sont déclenchés par la quantité d'impulsions lumineuses traversant le nerf optique. Plus il y a de lumière et plus il y a d’impulsions, entraînant le muscle à fermer la pupille. Parmi ces impulsions certaines sont couplées avec les muscles des deux yeux : c’est ainsi que la variation de la pupille est identique sur chaque œil, et ceci au même instant.
Outre la quantité de lumière reçue par l’œil, certaines modifications de l'état physiologique de l'organisme modifient aussi le diamètre de la pupille : émotion forte, prise de drogues, etc.
Chez l'humain et les autres primates la pupille est ronde, mais ce n'est pas le cas de toutes les espèces du règne animal. Chez les félidés et les crocodiliens, par exemple, elles sont orientées verticalement, alors que chez les caprinés elles sont orientées horizontalement, et on trouve même chez certains poissons-chats (Locariidés) des pupilles de forme annulaire (iris oméga). Ces différences s'expliquent par de nombreux facteurs, mais résultent avant tout d'adaptations évolutives de chaque espèce.
Applications : dans la vie de tous les jours
On peut comparer la pupille de ton œil au diaphragme d'un appareil photographique. Celui-ci permet en effet de régler l'ouverture de l'objectif, en faisant varier l'intensité lumineuse qui peut y pénétrer. Son utilisation est très importante pour faire varier les principaux paramètres liés à l'exposition du sujet photographié et donc de faire de belles photos.
Dernière modification 22/05/2020 par user:Bolido.
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