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Milieu, un mot des définitions !
Endroit - Même distance - Entre le début et la fin - Substance - Lieu de vie - Ensemble d’éléments - Milieu physique ...
Le mot milieu peut prendre de multiples sens ! Dans ce thème, le mot milieu désignera :
Un endroit physique et ce qui le compose.
Un endroit où vivent des êtres vivants.
I. Les éléments des milieux ...
I.1. Identifie trois éléments présents dans les milieux photographiés ci-dessous.
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I.2. Mettons de l'ordre !
Imagine un classement en 2 catégories des différents éléments repérés.
Quels sont les critères que tu as choisis pour trier ces éléments ?
Peux-tu donner un titre à chaque catégorie ?
Comment réaliser un classement en 2 catégories ?
- Déterminer un critère
Pour pouvoir classer et ensuite trier des éléments, il faut choisir un critère. (par exemple : la couleur, ...)
- Trier selon le critère en fonction des caractéristiques
Après avoir choisi le critère, il faut encore définir quelles sont les particularités ou caractéristique qui font que l'élément appartient à la catégorie 1 ou à la catégorie 2. (par exemple : Tout ce qui est vert appartient à la catégorie 1 et tout ce qui ne l'est pas appartient à la catégorie 2).
On regarde ensuite chaque élément à classer et on le trie selon qu'il possède ou ne possède pas la caractéristique demandée.
- L'élément A à classer est vert --> Il appartient à la catégorie 1.
- L'élément B à classer est violet --> Il appartient à la catégorie 2.
Ce classement est réalisé selon le critère couleur et la caractéristique "est de couleur verte".
I.3. Observe le classement réalisé ci-dessous :
catégorie 1 un bouquetin des arbres (végétation) une tortue une girafe de l'herbe des arbres (végétation) catégorie 2 un ciel nuageux des dunes (sable) un ciel bleu des rochers des montagnes (relief) un sol (terre)
Selon toi, selon quel critère ce classement a été réalisé ?
Peux-tu donner un titre à chaque catégorie ?
Mais où donc trouve-t-on ces êtres vivants ? Sont ils présents dans tous les milieux ?
II. Les milieux physiques
Sur la planète terre, nous retrouvons trois grands types de milieux physiques.>
Les milieux solides (la lithosphère), constitué des couches superficielles de l'écorce terrestre
Le milieu solide, (la lithosphère) est constitué de deux parties : le sol, qui est la partie superficielle (la plus proche de la surface) qui est composé de matière organique (feuilles mortes, matière en décomposition) et de particules provenant de la dégradation du sous-sol (sables, argiles, ...). Le sous-sol est composé de roches compactes (appelées roches mères).
La différence essentielle entre sol et sous-sol est que le sol est capable d'accueillir des vivants alors que le sous-sol (partie compacte) n'accueille pas de vivants (sauf dans le cas des grottes, mais la roche n'est pas compacte !)
Les milieux liquides (l'hydrosphère), constitué de l'ensemble des sources d'eau (douce et salée).
Les milieux aériens (l'atmosphère), constitué des gaz et particules présents dans l'air.
III. Les caractéristiques des milieux de vies(biotopes)
Pour qu'un milieu physique puisse accueillir la vie et donc devenir un biotope, il doit contenir deux éléments essentiels : de l'air (dioxygène) et de l'eau. Essayons de mettre ceux-ci en évidence dans différents milieux. Il faut aussi que celui-ci satisfasse les besoins des êtres vivants (nourriture, protection, ...). La partie compacte (sous-sol) de la lithosphère ne contient ni eau, ni air. a toi d'imaginer deux expériences pour mettre ceci en évidence.
III. 1. Etude des biotopes aquatiques.
III.1.1. Présence d'eau.
L'eau est présente par définition dans le milieu de vie aquatique (aqua, signifie l'eau en latin).
III.1.2. Mise en évidence de la présence d'air dissous dans l'eau.
Mode opératoire :
Remplir un bécher d'eau froide et augmenter doucement sa température. Observer.
Au départ, l'eau est à 28°C, on n'observe pas de bulles dans le bécher. On chauffe l'eau à 34°C, on observe de petites bulles d'air sur les parois du bécher. Conclusion : Les bulles observées sont des bulles d'air présentes dans l'eau, quand on chauffe l'eau, l'air dissous s'échappe du liquide en formant de petites bulles qui remontent à la surface. L'eau contient bien de l'air.III.2. Etude de l'atmosphère, les biotopes aériens.
III.2.1. Présence d'air.
L'air est présent par définition dans l'atmosphère terrestre (atmos, ἀτμός, signifie vapeur en grec). L'air est en fait constitué d'un mélange de différents composés sous forme de gaz (ou vapeur).
III.2.2. Mise en évidence de la présence d'eau dans l'air
Mode opératoire :
Remplir une bouteille avec de l'air et la fermer à l'aide d'un bouchon. Placer la bouteille au frigo. Attendre 20 minutes, puis observer.
Au départ, la bouteille apparait bien transparente (même si un peu sâle). On la place ensuite au frigo. Après 20 minutes, on observe l'apparition de minuscules gouttes d'eau et de buées sur les parois. Conclusion : L'eau contenue dans l'air est passée sous forme liquide à cause de la baisse de température. L'air contient de l'eau sous forme de vapeur.III.3. Etude de la lithosphère, les biotopes terrestres (les sols)
III.3.1. Mise en évidence de la présence d'eau
Mode opératoire et expérience illustrés :
1. Prélever un peu de terre du jardin. Mettre la terre dans un bécher.
2. Peser la masse de terre. La balance indique une masse de 278 g. 3. Faire chauffer 10 minutes à feu vif. Au cours de la chauffe, placer un verre de monter 4. Observer la formation de gouttelettes d'eau. Enlever le verre de montre et continuer à chauffer.
- Masse avant chauffage : 278 g
- Masse après chauffage : 273 g
L'échantillon a perdu 5 g. Nous avons mis en évidence que de l'eau s'échappe de la terre grâce au verre de montre. Nous pouvons dire que ces 5 g perdus sont de l'eau contenue dans la terre qui s'est évaporée.
5. Après 10 minutes repeser le bécher. La balance indique une masse de 273 g.
Conclusion : La terre (sol) contient de l'eau.III.3.2. Mise en évidence de la présence d'air dans la terre (sol)
Mode opératoire :
Remplir un bécher d'eau, déposer une motte de terre dans le bécher. Observer
1. La terre est déposée dans le bécher rempli d'eau 2. Des bulles d'air se forment sur la terre dans le fond du bécher.
3. Les bulles d'air remontent à la surface
Conclusion : La terre (le sol) contient de l'air.Conclusion globale
Pour qu'un milieu physique soit un milieu de vie pour des êtres vivants (un biotope), il faut que celui-ci contiennent au minium :
de l'eau
de l'air
IV. Chacun sa place, chacun son biotope
Tous les vivants ne sont pas présents partout. Ils sont répartis en fonction des milieux. Chaque vivant possède des caractéristiques physiques (morphologiques) ou physiologiques (fonctionnement de l'organisme) qui le rende plus adapté à un certains biotopes.
IV.1. L'expérience de Berlèse : étude de la microfaune de litière forestière
Laboratoire : Mise en évidence de la microfaune de la litière forestière
a. objectif
- Mise en évidence de la présence de petits animaux dans la litière forestière
- Découvrir les conditions de vie de la microfaune forestière
b. Matériel
- un échantillon de litière forestière
- une boîte avec couvercle
- un entonnoir
- une tamis
- un bécher
- une source lumineuse
- de l'alcool
- une loupe
c. Mode opératoire
c.1. Prélèvement de l'échantillon de litière
Prélever en forêt quelques échantillons de litière (feuilles mortes, débris de bois, ...) jusqu'à la couche d'humus.
Stocker l'échantillon dans une boîte hermétique !
c.2. Montage de l'appareil de Berlèse
Réaliser à l'aide d'un tamis, d'un entonnoir et d'un bécher le montage suivant :
(astuce : ce montage peut aussi être réalisé à l'aide d'eau bouteille d'eau minérale découpée en deux, le goulot servant d'entonnoir).
Remplir le bécher avec quelques mL d'alcool.
Placer l'entonnoir et le dispositif sous une source lumineuse (intense).
Récolter les spécimens après 24 heures.
Schéma du dispositif de Berlèse :
Explications :
La microfaune, qui peuple la litière forestière a besoin d'humidité et d'obscurité pour vivre. En les soumettant à une source de lumière intense, le haut de l'échantillon va être fortement éclairé et commencera à se dessécher. Les spécimens chercheront à s'échapper de ces conditions peu favorables, en s'enfonçant dans l'échantillon et ils finirons par tomber dans l'entonnoir en passant à travers le tamis. Ils seront récoltés et neutralisés par l'alcool, dans le bécher.
d. Observations
Après réalisation de l'expérience, nous pouvons observer à l'oeil nu, que pas mal de petits insectes, animaux peuplent la litière. Il faut ensuite examiner à la loupe le contenu du bécher pour repérer d'autres vivants, plus petits (puces, ...).
e. Résultats | Source : SVT Dijon
Seront sans doute observable dans vos échantillons, les spécimens suivants :
Tableau 1 classification de la pédofaune en fonction de la taille
(d’après W. Matthey, E. Della Santa et C. Wannenmacher in Manuel pratique d’écologie – éditions Payot, 1984)
« classe »
taille (mm)
exemples
microfaune
< 0,2
protozoaires, nématodes, rotifères, tardigrades
mésofaune
0,2 à 4
Enchytréides
microarthropodes
insectes aptérygotes (protoures, diploures, collemboles)
acariens, myriapodes (pauropodes, symphyles)
macrofaune
4 à 100
lumbricidés, mollusques
macroarthropodes
insectes ptérygotes, myriapodes (diplopodes, chilopodes)
crustacés isopodes
mégafaune
>100
vertébrés (rongeurs et insectivores terricoles)
Tableau 2 . Principaux groupes composant la pédofaune et leur rôle au sein de l'écosystème sol
(d’après Aline Deprince pour le courrier de l’environnement n°49, 2003 –INRA)
« classe »
exemples
nombre /m2 dans sol brun tempéré
régime alimentaire
productions
Classification fonctionnelle
Microfaune
Protozoaires
de 100 à 1 000 millions
des bactéries et des champignons
microprédateurs
Nématodes
de 1 à 20 millions
beaucoup d'espèces sont phytoparasites ; certaines sont prédatrices d'autres Nématodes et d'Acariens ;
les autres sont saprophagesdes pelotes fécales avec des fragments de 5 µm3
microprédateurs ou
transformateurs
de litièreMésofaune
Acariens
de 20 000 à 500 000
la plupart ingèrent des Bactéries, des pollens, des débris végétaux et animaux divers : ce sont des saprophages ; certains sont prédateurs
des pelotes fécales avec des fragments de 20 µm3
transformateurs de litière
Collemboles
de 20 000 à 500 000
la plupart sont saprophages, quelques espèces sont prédatrices
des pelotes fécales avec
des fragments de 20 µm3transformateurs de litière
Enchytréides
de 10 000 à 50 000
des débris végétaux en
décomposition, les déjections
des micro-Arthropodesdes agrégats et
des petites galeriesfouisseurs et
transformateurs de litièreMacrofaune
Lombrics
de 50 à 400
des débris végétaux, qu'ils ingèrent avec de la terre
des agrégats organo-minéraux, des galeries, des turricules
ingénieurs de l'écosystème
Larves de Diptères,
de Coléoptères, de
Lépidoptères...larves de Diptères : 400 | larves de Coléoptères : 100
les régimes varient selon les espèces : on trouve des
saprophages, coprophages,
nécrophages, prédatrices,
phytophagesles saprophages produisent des
pelotes fécales,
les phytophages,
beaucoup de dégâts
dans les culturestransformateurs de litière,
consommateurs
primaires ou prédateurs,
selon les espècesColéoptères adultes
quelques-uns
la plupart sont saprophages ;
certaines espèces sont
parasites des fourmilièresdes pelotes fécales avec des fragments d'1 mm³
transformateurs de litière
Fourmis, Termites
très variable selon
les lieuxles fourmis sont saprophages
et/ou prédatrices selon les espèces, elles ingèrent
aussi du miellat sucré ; les termites sont xylophagesdes galeries ; les termites
produisent des boulettes
fécales organo-minéralesingénieurs de l'écosystème
Autres insectes
quelques-uns
ils se nourrissent d'une
grande diversité de matières végétales et animalesdes pelotes fécales
transformateurs de litière
Myriapodes
250 (très variable)
les Diplopodes sont saprophages,
les Chilopodes sont tous prédateurs-chasseursles saprophages produisent des pelotes fécales avec des fragments d'1 mm³
transformateurs de litière
ou macroprédateursCloportes
100
saprophages
des pelotes fécales
avec des fragments d'1 mm³transformateurs de litière
Araignées
quelques-unes
prédatrices
d'autres Arthropodes
macroprédateurs
Limaces et
Escargots50
ils se nourrissent de végétaux
consommateurs primaires
Mégafaune
Taupe, marmotte, lapin,
musaraigne, crapaud
fouisseur, etc.
les Mammifères Insectivores
mangent des Insectes, les Rongeurs grignotent les plantes et les racinesde très gros trous qui peuvent être des habitats pour une faune ombreuse, des déjections et des cadavres sources de matière organique
bioturbateurs
(remuent le sol)
et macroprédateurs
- Saprophage : qui se nourrit de matière en décomposition.
- Pelotes fécales : déjections d'animaux contenant les restes non-digérés des aliments ingérés.
- Litière : désigne de manière générale la couche superficielle composée de l'ensemble de feuilles mortes et débris végétaux en décomposition qui recouvrent le sol
- Milieu physique : espace présent sur la Terre sous un des trois états physiques de la matière : solide, liquide, gazeux.
- Biotope : milieu physique composé d’air et d’eau permettant de satisfaire tous les besoins des êtres vivants. Ils se répartissent en trois catégories en fonction de l’état physique du milieu.
Replace les différents vivants dans le biotope qui te semble le plus adapté.
Les vivants :
girafe truite sapin hirondelle moustique éléphant chenille zèbre canard Les biotopes :
La savane. Il s'agit de grandes plaines où poussent des herbes plus ou moins parsemées d'arbres et d'arbustes. On retrouve ce type de biotope principalement en Afrique. Le climat qui y règne est tropical : saison des pluies en hiver et sécheresse en été.
La mare. Il s'agit d'un point d'eau douce stagnante, alimenté par les pluies et le ruissèlement. La profondeur est très faible et les sols alentours bénéficient d'une humidité permanente.
La montagne. La montagne est caractérisée par une altitude élevée. Plus on monte, plus la température et la quantité d'oxygène diminue. Au delà d'une certaine altitude, plus aucun arbre n'est présent.
La mer. La mer est une étendue d'eau salée.
Crédit illustrations : Picto, http://www.picto.qc.ca/, Réalisation de De Marque inc. sous la supervision de la CS du Fleuve-et-des-Lacs
Nous pouvons maintenant définir deux termes :
La biocénose de la savane est différente de la biocénose d'une mare. Enfin, l'ensemble des êtres vivants qui peuplent un biotope (un espace délimité qui peut accueillir la vie) forment un écosystème.
IV. Synthèse
Un milieu physique est un espace. Il existe trois grands types de milieux physiques sur terre : le milieu solide (la lithosphère), le milieu aquatique (hydrosphère) et le milieu gazeux (atmosphère).
Les différents milieux physiques disponibles sur terre n'accueillent pas tous la vie. Les milieux qui accueillent des vivants s'appellent des biotopes. Pour qu'un milieu puisse être peuplé par des vivants, il faut qu'il contienne de l'eau, de l'air (oxygène) et de la nourriture. Il faut aussi que ce milieu soit adaptés aux différents besoins des vivants qui le peuple. C'est pourquoi, les vivants ne sont pas tous présents dans tous les milieux. Chaque vivant à des besoins spécifiques auxquels tous les biotopes ne peuvent répondre. Le biotope qui permet de répondre aux mieux aux besoins d'un vivant est son biotope.
Un être vivant est caractérisé par : sa capacité à réagir à un stimulus, sa capacité de se reproduire et sa capacité à échanger de la matière avec le milieu (eau, air, nourriture).
Au terme de ce thème, tu dois être capable de :
- Distinguer les vivants et les non-vivants
- Classer les vivants et les non-vivants
- Donner et expliquer les caractéristiques des vivants
- Identifier les différents milieux physiques présents sur terre
- Définir les termes biotopes, biocénose, vivant, écosystème, stimulus, cellule
- Déterminer si un milieu physique pourrait être un biotope sur base d'une expérience ou ses résultats
- Comparer une cellule animale et une cellule végétale
- Identifier les biotopes en fonction du milieu physique (terrestre, aquatique, aérien)
- Imaginer ou mettre en place des expériences pour mettre en évidence la présence d'air ou d'eau dans les différents milieux de vie
- Expliquer de quoi est composé le sol et sa différence avec le sous-sol
- Donner un exemple de milieu physique qui n'est pas un biotope
- Expliquer pourquoi tous les êtres vivants ne sont pas présents dans un même biotope.
- Relater l'expérience de Berlèse.
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Source à renseigner : MISEUR L., « La Biologie.net », [en ligne] <http://www.labiologie.net>, 2016, visité le ....