Chapitre 2: la respiration des être-vivants et les conditions du milieu expliquent leur répartition


Dans le premier chapitre, nous avons vu comment les animaux, les végétaux et les champignons respirent: ils prélèvent du dioxygène (O2) dans leur milieu de vie (soit le milieu de vie aquatique, soit le milieu de vie aérien) et ils y  rejettent du dioxyde de carbone (CO2).

 

Sur l'image ci-dessous, vous pouvez observer quelques habitants d'un étang. Ils possèdent tous des milieux de vie et des milieux de respiration différents. Nous allons nous demander comment leurs organes respiratoire leur permettent d'occuper différents milieux, c'est-à-dire, comment peut-on expliquer la présence d'un être vivant dans un milieu de vie et si sa présence est liée à son mode de respiration.

 

Problématique: comment expliquer la répartition des êtres vivants dans leur milieu de vie ?

 

 

 1 : Héron cendré (vit sur terre, respire dans l’air)  2 : l'Aeschne bleue (vit sur terre, respire dans l’air)  3 : Limnée (vit dans l’eau, respire dans l’air)  4 : Nèpe (vit dans l’eau, respire dans l’air)  5 : Grenouille (vit dans l’eau et sur terre)
1 : Héron cendré (vit sur terre, respire dans l’air) 2 : l'Aeschne bleue (vit sur terre, respire dans l’air) 3 : Limnée (vit dans l’eau, respire dans l’air) 4 : Nèpe (vit dans l’eau, respire dans l’air) 5 : Grenouille (vit dans l’eau et sur terre)


 

Problème: quelle est l'importance de la teneur en dioxygène pour les êtres vivants ?

 

 Dans l'animation ci-dessous, vous pourrez observer les caractéristiques d'un cours d'eau au niveau de 3 stations d'étude.

Lien vers l'animation: LIEN.

 

 

Résumé des caractéristiques et des espèces de poissons présentes dans l'animation. Cliquer sur l'image pour l'agrandir.
Résumé des caractéristiques et des espèces de poissons présentes dans l'animation. Cliquer sur l'image pour l'agrandir.

 

On observe que suivant les stations, on y trouve des espèces de poissons différentes:

- par exemple, en amont, on trouve des truites dans une eau riche en O2 (par rapport aux autres stations), agitée et plutôt froide (5 à 8°C)

- et dans la dernière station, des brèmes dans une eau très calme (moins de 1km/h), chaude (plus de 16°C) et pauvre en O2 (6cm3/L).

 

Ces exemples montrent que suivant les caractéristiques du milieu (concentration en 02, agitation de l'eau, température de l'eau, quantité de nourriture mais aussi présence de prédateurs...) on trouve certaines espèces de poissons qu'à certains endroits. Par exemple, la truite n'est présente que dans les eaux froides et riches en dioxygène.

La plupart des êtres-vivants, vivent dans un milieu de vie aux conditions physico-chimiques précises. Ils sont donc inféodés à un type de milieu. On peut donc imaginer que la moindre modification de ces caractéristiques entrainera une modification de la répartition des poissons.

 

BILAN:

Les poissons se répartissent dans un cours d'eau suivant les caractéristiques physico-chimiques (température, quantité de dioxygène...).

La quantité de dioxygène disponible est la caractéristique principale qui explique la répartition des poissons. En effet, ils doivent d'abord pouvoir respirer pour ensuite se nourrir, se reproduire...

 

 

 

 

 

Nous venons de mettre en évidence la nécessite d'une certaines quantité d'O2 dans l'eau pour permettre aux poissons de respirer. Mais nous savons que l'Homme peut parfois perturber la vie dans les cours d'eau, par exemple par la pollution.

 

Problème: quelle est l'influence de l'Homme sur la répartition des êtres-vivants dans un cours d'eau ?

 

 

Le document ci-dessous permet d'étudier les effets de l'arrivée d'eaux usées rejetées dans une rivière par un égout et les conséquences sur la répartition des espèces dans cette rivière en amont et aval de l'égout.

 

Poissons morts dans une rivière française.
Poissons morts dans une rivière française.
Etude de différentes caractéristiques du milieu et leurs modifications causées par les activités humaines.
Etude de différentes caractéristiques du milieu et leurs modifications causées par les activités humaines.

En amont de la sortie d'égout (en A), on trouve une eau plutôt riche en dioxygène, peu de bactéries et peu de matière organique en suspension dans l'eau. On observe la présence de larves d'éphémères (1) et de perles (2) (2 exemples d'insectes).

 

Après la sortie d'égout, on observe une modification dans la répartition des larves: il n'y a plus de larves d'éphémères et de perles, elles sont remplacées par des larves d'éristales (3), de chironomes (4), d'aselle (5) et de tubifex (6). En parallèle, les caractéristiques physico-chimiques du cours d'eau ont changé:

- à partir de l'arrivée d'égout, l'eau devient très riche en matières organiques

- le nombre de bactéries augmente fortement (on dit qu'elles prolifèrent)

- et la quantité de dioxygène diminue fortement

Ces modifications perdurent sur une grande distance vers l'aval de la rivière.

 

Plus loin, vers l’aval, on retrouve les larves d'éphémères et de perles et des caractéristiques physico-chimiques comparables à la partie de la rivière en amont de l'égout.

 

on peut conclure que l'égout apporte une forte quantité de matière organique dans la rivière. Cela entraine une augmentation de la quantité de bactéries (qui se nourrissent de cette matière organique). LA forte augmentation du nombre de bactéries entraine une forte consommation de dioxygène (les bactéries respirent car elles sont vivantes) et donc la concentration en dioxygène diminue fortement dans ce cours d'eau.

Cela ne peut que modifier la répartition des espèces: on ne retrouve plus d'éphémères et de perles (qui ont besoin de beaucoup d'O2).

L'homme influe sur la répartition des animaux dans le milieu en déversant y des polluants organiques.
• Le déversement d'eaux chargées en matières organiques dans une rivière provoque une perturbation sérieuse du milieu avec l'apparition de quatre zones successives dans le sens du courant :
  • en amont du rejet : une zone où l'eau claire, douce et bien oxygénée montre une population normale de poissons et d'insectes aquatiques (phrygane, éphémère) exigeants en dioxygène ;
  • au niveau du rejet : une zone où l'eau est trouble et colorée avec une population tolérante de poissons et la présence de larves de chironomes ;
  • en aval du rejet : une zone où l'eau est toxique, malodorante et contient des boues flottantes. On y trouve des larves d'insectes peu exigeantes en dioxygène, comme l'éristale, mais plus aucun poisson ;
  • plus en aval : une zone de restauration, avec un retour progressif à la qualité normale de l'eau et du peuplement animal initial.
Un exemple de réactions en chaine après ajout d'un polluant (ici les phosphates encore présents dans certaines lessives).
Un exemple de réactions en chaine après ajout d'un polluant (ici les phosphates encore présents dans certaines lessives).

 

BILAN:

Les actions de l'Homme peuvent entrainer des modifications sur la qualité des eaux des cours d'eau et des océans:

- l'utilisation excessive de nitrates entraine la prolifération des algues (= marées vertes) ce qui entraine la prolifération des bactéries qui s'en nourrissent. Cette multiplication entraine une forte consommation de dioxygène qui devient de plus en plus rare dans le milieu

- la pollution par ajout de matières organiques (eaux usées provenant des égouts ou des industries)

- la libération d'eaux plus chaudes, provenant des centrales nucléaires qui augmente la température des eaux et donc modifie la concentrations en dioxygène de l'eau.


Dans tous les cas, la modification des caractéristiques physico-chimiques (température, agitation, concentration en dioxygène, concentration en matière organique...)  entraine une modification des conditions de vie dans le cours d'eau et, la plupart du temps, une diminution de la biodiversité: les espèces disapraissent.

 


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