Caractéristiques du milieu et les conditions de la respiration – 5ème – Cours – SVT – Sciences de la vie et de la Terre
Les caractéristiques du milieu et les conditions de la respiration
- Comment les facteurs du milieu influencent-ils les conditions de respiration ?
- Comment expliquer la répartition des animaux en milieu aquatique ?
- Comment le dioxygène est-il renouvelé dans les milieux aériens et aquatiques?
- Pourquoi la quantité de dioxygène dissout dans l’eau (oxygénation) varie-t-elle dans une rivière ?
- Comment les végétaux influencent-ils l’oxygénation du milieu ?
- Comment l’homme influence-t-il les conditions de la respiration dans un milieu ?
- Quelles sont les conséquences de ces modifications ?
- I. L’importance de la teneur en dioxygène du milieu
Les êtres vivants se répartissent dans le milieu en fonction de la teneur en dioxygène (quantité de dioxygène contenue dans un volume d’eau donné). Certaines espèces vivent dans des eaux riches en dioxygène, comme la truite, le vairon, le goujon, mais aussi les larves d’éphéméroptères, de trichoptères, des gammares ou des planaires. On trouve d’autres espèces dans des eaux pauvres en dioxygène, comme le Barbeau commun, la Brème commune le chironome, le tubifex ou la sangsue.
Sur l’image ci-contre, 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 respiratoires 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.
- Comment expliquer la répartition des animaux en milieu aquatique ?
On constate que la quantité de dioxygène varie entre l’amont (la source) et l’aval (embouchure vers la mer) d’une rivière ou d’un fleuve.
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 O2, 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.
Conclusion : Le fleuve est un milieu de vie où la quantité de dioxygène change entre le début et la fin de son parcours. Or tous les poissons n’ont pas besoin de la même 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…
- II. Les facteurs qui déterminent la teneur en dioxygène
Plusieurs facteurs influencent la teneur en dioxygène du milieu.
– Des caractéristiques physiques (température et agitation). Une eau froide et agitée est plus riche en dioxygène qu’une eau chaude et stagnante.
– Les végétaux chlorophylliens : à la lumière, ils rejettent du dioxygène dans le milieu. Les végétaux contribuent ainsi à oxygéner le milieu.
1) Influence des caractères physiques sur l’oxygénation de l’eau
On cherche à réaliser en classe des expériences simples permettant de mettre en évidence le rôle des différents paramètres physiques sur la quantité de dioxygène.
a) pour la température :
La température de l’eau modifie la quantité de dioxygène contenue dans l’eau.
Plus l’eau est froide, plus elle est riche en dioxygène. Plus l’eau est chaude, plus elle est pauvre en dioxygène.
a) pour l’agitation de l’eau:
L’agitation de l’eau (courant) modifie la quantité de dioxygène contenue dans l’eau.
Plus l’eau est agitée, plus elle est riche en dioxygène.
2) Influence des végétaux aquatiques sur l’oxygénation de l’eau
À l’obscurité, la quantité de dioxygène diminue en présence de végétaux verts. Ceci s’explique par le fait que les végétaux respirent et prélèvent donc du dioxygène dans l’eau. A la lumière, la quantité de dioxygène augmente en présence de végétaux verts.
Ceci s’explique par le fait qu’à la lumière, les végétaux verts produisent du dioxygène par photosynthèse.
Le jour, ils fabriquent donc plus de dioxygène par photosynthèse que ce qu’ils prélèvent pour leur respiration.
Conclusion : Certaines caractéristiques du milieu comme la température, l’agitation de l’eau et les végétaux verts modifient la quantité de dioxygène contenue dans l’eau.
Une température basse, une forte agitation et la présence de végétaux chlorophylliens avec de la lumière augmentent l’oxygénation de l’eau.
- III. Influence de l’homme sur les conditions de la respiration
– L’homme agit sur la répartition des êtres vivants car son activité modifie les conditions de la respiration, en influençant la température, l’agitation ou le peuplement végétal d’un cours d’eau.
– La pollution des eaux des rivières provoque aussi une diminution de la teneur en dioxygène de l’eau. En effet, la dégradation des substances polluantes par des micro-organismes, est consommatrice de dioxygène.
– La présence d’azote et de phosphore accentue le développement des algues dans les rivières et les plans d’eau, c’est l’eutrophisation. La dégradation de ces végétaux par les micro-organismes est également consommatrice de dioxygène.
– L’homme peut donc augmenter la teneur en dioxygène dans le milieu, en limitant ses rejets de substances polluantes dans les rivières (azote, phosphore).
Conclusion :
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 les 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 disparaissent.
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