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 ?
Difficulté
Facile
Durée
30 minute(s)
Disciplines scientifiques
Science de la vie
Sommaire
- 1 Introduction
- 2 Étape 1 - Réunir le matériel
- 3 Étape 2 - Préparer l'expérience
- 4 Étape 3 - Reconstituer des chaînes alimentaires simples
- 5 Étape 4 - Compléter un réseau trophique
- 6 Étape 5 - Découvrir d'autres types d’interactions
- 7 Étape 6 - Perturber un réseau trophique
- 8 Comment ça marche ?
- 9 Éléments pédagogiques
- 10 Commentaires
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.
- Matériel et outils
- Fichiers
Annexes
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Les annexes de l'expérience se trouvent dans l'onglet "Fichier" situé à côté de l'onglet " Matériel et outils"
Papier 
Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est considéré comme un matériau de base dans les domaines de l’écriture, du dessin, de l’impression, de l’emballage et de la peinture. Il est également utilisé dans la fabrication de composants divers, comme les filtres.
L’histoire du papier remonte à l’Antiquité. Le papier porteur d’un message le plus ancien connu à ce jour date de l’an 8 av. J.-C. et a été trouvé en Chine.
Crayon 
Long et fin, souvent polygonal et parfois coloré à l'extérieur, le crayon est un outil simple qui sert à écrire. Les mines sont parfois de couleurs différentes. Les mines de graphite des crayons à papier ont des duretés différentes (HB, H, etc.).
Ciseaux 
Un paire de ciseaux est un outil comportant deux lames mobiles articulées qui glissent l'une sur l'autre pour trancher les matériaux minces.
Étape 1 - Réunir le matériel
Pour commencer, rassemble le matériel nécessaire à l'expérience :
- annexe “Vignettes espèces”
- annexe "Réseau trophique - à compléter"
- annexe "Réseau trophique - solution"
- du papier
- un crayon
- des ciseaux
Si tu as, tu peux utiliser aussi :
- une imprimante couleur
Étape 2 - Préparer l'expérience
- Si tu as une imprimante couleur, imprime les annexes “Vignettes espèces” et “Réseau trophique - à compléter”.
- 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).
- Ouvre l’annexe “Vignettes espèces” et écris sur chaque rectangle le nom d’une espèce de l’annexe.
- Réunis des feuilles A4 et des crayons de couleurs et/ou des feutres.
Étape 3 - Reconstituer des chaînes alimentaires simples
Parmi les espèces suivantes, qui mange qui ? Reconstitue à l’aide des 10 vignettes ci-contre les 4 petites chaînes alimentaires :
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”)
2 - Vipère, mûre, hibou, mulot
3 - Chenille, hibou, mulot, feuille de ronce
4 - Renard, lapin, herbe, loup
5 - Mulot, chenille, loup, feuille de ronce, renard
Note tes réponses sur une feuille, elles te serviront à l'étape suivante.
Et les végétaux, comment se nourrissent-ils ? Quelle forme ont ces chaînes alimentaires ?
Étape 4 - Compléter un réseau trophique
Un réseau trophique correspond à plusieurs chaînes alimentaires associées.
- Ouvre l’annexe “Réseau trophique - à compléter” et recopie le (ou imprime-le si tu as une imprimante).
- 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 de champignons”). Aide-toi pour cela des petites chaînes alimentaires que tu as reconstituées à l'étape précédente.
- Quand tu as terminé, vérifie ta réponse en cliquant sur l'annexe "Réseau trophique - solution".
Quelle différence par rapport à l’étape précédente ? Qui sont les producteurs ? Les herbivores ? Les omnivores ? Les carnivores ?
Étape 5 - Découvrir d'autres types d’interactions
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.
- 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 de champignons à côté du lapin d’Amérique.
- Identifie les autres types d'interactions (positives (+), négatives (-) ou neutres (0)) qui existent entre ces 9 espèces, en t'aidant des définitions ci-dessous :
- 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.
- Le parasitisme (+/-) est une relation dans laquelle un organisme (le parasite) tire profit de l'hôte, parfois entraînant sa mort.
- Le mutualisme (+/+) est une association à bénéfices réciproques entre deux espèces qui peuvent mener une vie indépendante.
- La symbiose (+/+) est une association à bénéfices réciproques entre deux espèces indissociables.
Maintenant, à toi de jouer ! Quels types d’interactions entre espèces sont décrites dans ces devinettes ? Sont-elles négatives ? Positives ? Neutres ?
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 ?
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 ?
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 ?
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 de champignons ! De quel type d’interaction s’agit-il ?
Vérifie tes réponses à l'aide du schéma de l'étape 6.
Étape 6 - Perturber un réseau trophique
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)).
Que se passe-t-il si l'on perturbe ce réseau trophique ?
- 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 ? Si tu veux, tu peux recommencer en retirant une ou deux autres espèces situées à différents endroits du réseau.
- Selon toi, quelles interactions l’humain peut-il avoir avec ces différentes espèces ?
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
- 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.
- 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 »).
- 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…).
Explications
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 (CO2) 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).
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...).
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).
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.
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.
Plus d'explications
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.
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.
Applications : dans la vie de tous les jours
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.
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.
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Biodiversité - Diversité des espèces et des milieux
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Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
Découvrir les différents types d’interactions que les espèces développent les unes avec les autres et avec leur milieu de vie.
Pistes pour animer l'expérience
Jeu de rôle : mettre en place un réseau trophique de milieu terrestre, puis identifier les autres types d'interactions qui existent entre espèces, en plus de celles de proie/prédateur.
Pour cela, distribuer une photo d'espèce à chaque participant.e.
Chacun doit trouver sa place dans la chaîne alimentaire en se plaçant par rapport aux autres espèces :
- soit en lien avec son régime alimentaire (relation proie/prédateur) : mettre sa main sur l'épaule de l'espèce qui le mange ;
- soit en lien avec d'autres types d'interactions (symbiose, mutualisme, parasitisme, commensalisme) : reconstituer les couples en s'enlaçant par le coude
- Option : rajouter l'humain dans le réseau. Où intervient-il et comment ?
Faire ensuite s'asseoir la prairie et les ronces pour simuler leur disparition du fait de la construction d'une autoroute, tout en maintenant les participant.e.s lié.e.s les un.e.s aux autres par les épaules et le coude. Observer alors ce qu'il se passe pour les autres espèces en interactions.
Sources et ressources
Mallette « Biodiversité » APD/MNHN - Parcours 2 - Activité 3 (Concurrents ou associés : un monde d’interactions). 2011. https://www.lespetitsdebrouillards.org/Data/Quoi/06/06.pdf Livret « Biodiversité, comprendre pour mieux agir » APD/CNRS. 2010. https://www.lespetitsdebrouillards.org/Data/Quoi/04/07.pdf
Parcours « Kit de base Biodiversité » des Petits Débrouillards.
Modulothèque (Bio)diversité mon amour. Les Petits Débrouillards Nouvelle Aquitaine Nord. 2010. https://www.lespetitsdebrouillards.org/Data/Quoi/03/05.pdf
Jacques Weber, Robert Barbault. « La vie, quelle entreprise ! Pour une révolution écologique de l’économie ». Aux éditions Seuil. 2010
Dernière modification 24/02/2021 par user:PierreSersiron.
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