IV. LA BIODIVERSITÉ DES RÉCIFS CORALLIENS DE …vieoceane.free.fr/EDDEN/EDDEN4.pdf · o Le...

Fiches pédagogiques Réserve Naturelle Nationale Marine de la Réunion – Vie Océane- Rectorat de La Réunion – 2012 34

IV. LA BIODIVERSITÉ DES RÉCIFS CORALLIENS DE LA RÉUNION

Cette partie permet d’approcher la diversité des espèces, des milieux et des interactions entre les êtres vivants. Les récifs coralliens avec les forêts tropicales sont les milieux les plus riches et les plus anciens de la planète. La diversification et la spécialisation des espèces en relation avec une multitude d’habitats est l’héritage d’un temps long d’évolution. Les récifs coralliens modernes existent depuis 260 millions d’années. Mais les récifs coralliens ont une aire de répartition restreinte qui en fait des milieux rares.

Pour en savoir plus

• Le mode merveilleux du lagon

• Animaux des récifs coralliens – Sonia Ribes Beaudesmoulin – éditions du Pacifique

• Site Vie océane : Biodiversité marine à La Réunion http://vieoceane.free.fr/EEDD/biodiv.htm

Place dans les programmes :

Cycle 3 :

• Sciences et technologie : o Le fonctionnement du vivant : Les stades de développement d’un être

vivant ; Les conditions de développement des végétaux et des animaux ; Les modes de reproduction ;

o Les êtres vivants dans leur environnement : Places et rôles des êtres

vivants ; Notions de chaînes et de réseaux alimentaires ; Importance de la biodiversité ;

o Diversité et unité des êtres vivants : Présentation de la biodiversité : recherche de différences entre espèces vivantes ; Présentation de l’unité du vivant : recherche de points communs entre espèces vivantes ; Présentation de la classification du vivant : interprétation de ressemblances et différences en termes de parenté.

Niveau : 6ième

• SVT

o Caractéristiques de l’environnement proche et répartition des êtres vivants : Les organismes vivants observés ne sont pas répartis au hasard. Il existe des interactions entre les organismes vivants et les caractéristiques du milieu ;

o Peuplement des milieux : l’occupation du milieu par les êtres vivants varie au cours des saisons. Ces variations du peuplement du milieu se caractérisent par des comportements, des alternances de phases (larves/adultes) ;

o Origine de la matière des êtres vivants : Tous les organismes vivants sont des producteurs. Tout organisme vivant produit sa propre matière à partir de celle qu’il prélève dans le milieu.

o Diversité et unité des êtres vivants

Objectifs :

� de connaissances : Reconnaître les principales espèces et les principaux groupes d’animaux présents sur le récif corallien de La Réunion ; Observer leur répartition ; Identifier des interactions entre les êtres vivants ; Connaître les caractères des animaux permettant de réaliser des classements emboîtés;

� pédagogique : Préparer une visite du sentier sous-marin de l’Ermitage ou de l’Aquarium,

� méthodologiques : Savoir observer, décrire, rendre compte de ses observations par un dessin, par un texte.

SUPPORTS


1. Approche de la biodiversité des récifs coralliens

Situations de départ : Lecture de paysage ou d’images satellites (cf. I.1Découverte des littoraux coralliens) ; Préparation d’une sortie pédagogique ;

Question : Selon vous, quels sont les êtres vivants présents dans le lagon ? Dans le récif corallien ?

Rendre compte : Sous forme d’un dessin, d’une liste…

Mise en commun des travaux des élèves ; élaboration d’une liste ; d’une galerie de dessins…

Les questions que l’on se pose : Les êtres vivants listés sont-ils présents dans le lagon de La Réunion ? Quels sont ceux que l’on a oubliés ? Combien sont-ils ? Vivent-ils tous au même endroit ? Comment se nourrissent-ils ?

Investigation pour confirmer, infirmer et enrichir la liste, les élèves peuvent :

• Effectuer une recherche documentaire dans « Le monde merveilleux du lagon »; utiliser la plaquette « Guide des sentiers sous-marins de La Réunion » (Doc. 28) ou de l’Aquarium de La Réunion,…

• Visionner un film sur les récifs coralliens

• Faire une visite du sentier sous marin de l’Ermitage (Collège), de l’Aquarium

2. Une visite du sentier sous-marin de l’Ermitage (classe de 6ième )

2.1. Préparer et réserver la visite

• Présentation de la visite guidée aquatique : http://www.reservemarinereunion.fr/spip2/spip.php?article22

• Réservation au 0692 89 18 68

• Description des stations et affiche du sentier sous-marin (Document 29)

• Plaquette immergeable du sentier sous –marin (Document 28) ;

2.2. Préparer la sortie avec les élèves

Situation de départ : Affiche du sentier sous-marin de l’Ermitage (Doc. 29) : Que voit-on sur cette affiche ? Comment va se dérouler la visite ? Quel est le parcours ? On peut également préparer cette sortie en prolongement des activités du chapitre I.1. Découverte des littoraux de La Réunion. Cette discussion avec les élèves a pour but :

• D’expliquer l’organisation de la visite (en groupe – accompagnateur – Palmes masques tubas- etc.)

• De montrer qu’il y a plusieurs stations et qu’elles correspondent à des centres d’intérêt différents, à des conditions différentes du milieu…

• D’émettre des hypothèses sur différents types d’habitats : habitat sableux, habitat avec des coraux…

« Le Monde merveilleux du Lagon »

Doc. 28 : Plaquette immergeable « Guide des sentiers sous-marins de La Réunion » (prix : 2 €).

Document 29 : Description des stations et affiche du sentier sous-marin


Consigne : au cours de la visite ,

• repère les différents types de milieux (d’habitats) ;

• repère les êtres vivants présents ;

• soit attentif aux consignes de ton guide ! 2.3. Rendre compte de la visite du sentier sous-marin de l’Ermitage

Objectifs : mettre en évidence la biodiversité des espèces, des habitats, les relations qui les lient entre eux et avec le milieu. Consigne : Identifie les différents types d’habitats rencontrés ? Repère-les sur la coupe ci-dessous (Fiche 32) :

A l’aide de la plaquette guide (Doc. 28), recense les êtres vivants que tu as rencontrés. Replace les dans le bon habitat. Identification et répartition des êtres vivants rencontrés lors de la visite guidée du sentier sous-marin de l’Ermitage : Éléments de correction (Doc. 30). Les êtres vivants ne se répartissent pas au hasard : certaines espèces mobiles comme les poissons se déplacent d’un habitat à l’autre. Au contraire d’autres ont des préférences plus ou moins strictes : les poissons écureuils, le jour, ne se rencontrent que sous les colonies coralliennes ; les poissons lapins et les labres cigares préfèrent l’herbier de petites plantes, les chirurgiens les substrats recouverts d’algues, les demoiselles bleu vert et les demoiselles à bandes noires les coraux branchus, les capucins le sable. Ces constats amènent les hypothèses suivantes : la répartition des êtres vivants dépend de la présence d’un habitat (d’une cachette) et / ou de la présence de nourriture. (Voir IV.6. Diversité des relations et répartition des êtres vivants).

Notion construite : Le récif corallien abrite un grand nombre d’êtres vivants de forme, de taille et de couleurs très variées. Cette diversité est à mettre en relation avec la diversité des habitats : le sable, le corail mort, le corail mort avec des algues, les coraux vivants constituent autant de cachettes. Les scientifiques ont recensé plus de 3000 espèces différentes sur les récifs coralliens de La Réunion et bien d’autres sont encore à découvrir……

3. Visite de l’Aquarium

• Préparer la visite de l’Aquarium : http://www.aquariumdelareunion.com/navigation-principale/espace-pedagogique/supports-pedagogiques.html

• Supports pédagogiques de l’Aquarium : http://www.aquariumdelareunion.com/navigation-principale/espace-pedagogique/preparation-de-la-visite.html

On pourra repérer les bacs par rapport à la coupe suivante, en repérant la lumière ou la couleur dominante du bac.

Fiche 32 : Recenser la diversité des habitats et des êtres vivants du sentier sous-marin de l’Ermitage

Doc. 28 : Plaquette immergeable « Guide des sentiers sous –marins de l’Ermitage

Doc. 30 : Répartition des êtres vivants rencontrés sur le sentier sous-marin de l’Ermitage ;

Dossiers pédagogiques de l’Aquarium de La Réunion

� Grand large � Pente externe du récif

� Zone corallienne du lagon

� Zone sableuse du lagon


4. Unité et diversité des animaux vivants sur le récif corallien (cycle 3)

Objectif : Apprendre à décrire les êtres vivants, à énoncer leurs points communs et leurs caractères propres, savoir regrouper sur la base de caractères communs ; comprendre le principe d’une clé de détermination ;

Situation de départ : Liste des êtres vivants du récif établie au cours d’une sortie à l’Aquarium, au sentier sous-marin, ou à partir de documents. Les images des êtres vivants sont affichées (Doc. 31).

Questions : (Re)connaissez-vous ces animaux ? Pouvez-vous leur donner un nom ?

La réalisation d’une fiche portrait constitue un moyen d’approfondir les connaissances. Chaque élève se voit confier une espèce (une image). Dans un premier temps, il explicite les rubriques de la fiche portrait qu’il souhaite remplir. Un modèle type est élaboré après une mise en commun. L’exemple proposé (Fiche 33) souligne les caractères sur lesquels s’appuient les classifications emboitées.

Problème : Pour s’y retrouver plus facilement, comment pourrait-on classer les fiches (les images) ? Comment les regrouper ? Justifiez vos propositions. Parmi les réponses attendues : on regroupe ensemble les poissons, les coraux, les oursins, les crabes, les crevettes, les boudins de mer parce qu’ils se ressemblent, parce qu’ils possèdent des caractères communs…

Remarque : lorsque l’on demande spontanément aux enfants de citer les êtres vivants présents sur les récifs coralliens, on obtient les catégories très générales vues dans les réponses attendues. Il faut donc s’interroger sur ce qui définit les différents groupes proposés :

• Que sont les coraux ?

• Qu’est-ce qu’un oursin ? Qu’est-ce qu’une chenille de mer ?

• Qu’est-ce qu’un crabe ? Qu’est-ce qu’une crevette ?

• Que sont les coquillages ?

• Qu’est-ce qu’un poisson ? Éclairage taxonomique Au cours des activités précédentes, des noms recouvrant des niveaux taxonomiques différents sont

employés. Par exemple, « chirurgien bagnard » désigne une espèce alors que « perroquets »

correspond à une famille (Scaridae) de «poissons »*, groupe plus large mais qui n’est plus admis

par les systématiciens (Cf. Eclairage 6). Le terme de « coquillage » ne relève pas du vocabulaire

scientifique mais « porcelaines » et « cônes » constituent des familles particulières de

Gastéropodes. Quant aux crustacés, c’est une classe !

Rappelons que pour désigner une espèce, il convient de lui donner un nom unique : les scientifiques

depuis Linné, lui attribuent un nom double : nom de genre + 2ième

mot précisant l’espèce parmi le

genre. Les genres sont regroupés en familles, les familles en ordre et les ordres en classes. Cela

reste très théorique car la diversité des êtres vivants se plie mal à ce niveau de rigueur !

Par ailleurs, la prudence s’impose avec les noms vernaculaires qui parfois désignent plusieurs

espèces.

*Le terme scientifique valide est Actinoptérygien c'est-à-dire animaux à nageoires rayonnées.

Néanmoins, nous pouvons nous mettre d’accord pour n’utiliser le mot « poisson » que pour parler

des Actinoptérygiens et d’en exclure les requins et les raies (Poissons cartilagineux), le Cœlacanthe,

les Dipneustes … ces derniers sont d’ailleurs peu connus voire inconnus.

Doc. 31 : Images de divers animaux du lagon

Fiche 33 : Faire le portrait d’un animal

Éclairage 6 : Les poissons, ça n’existe pas


Hypothèses : les élèves énoncent ou écrivent les caractères qui justifient leur regroupement ;

Démarche d’investigation

• Par recherche documentaire :

En fin de cycle 3, et en 6ième

, une recherche documentaire est engagée pour valider, infirmer et trouver les caractères permettant de décrire et de définir chaque groupe d’êtres vivants identifiés.

• Par l’observation

Proposer aux élèves de travailler par groupe sur un ensemble d’êtres vivants pour vérifier leurs hypothèses, pour déterminer leurs points communs mais également les différences entre les espèces appartenant au même ensemble. Les chapitres suivants rassemblent des documents et des activités pour chaque grand groupe d’animaux.

Communiquer : rendre compte de son travail par la rédaction de texte, la réalisation de dessins d’observation, par la création de fiches descriptives (Fiche 33).

Synthèse : voir IV.5. Classer les êtres vivants du récif corallien ;

C’est de la confrontation des différentes activités menées sur les différents groupes identifiés que naît la possibilité de regrouper sur la base de caractères communs.

Une classification phylogénétique (Éclairage 5) simplifiée des animaux permettra à l’enseignant de se repérer dans la biodiversité animale (Doc. 32).

4.1. Unité et diversité des coraux :

Se reporter aux chapitres

• III.1 Unité et diversité des squelettes coralliens (Fiche 19);

• III. 2. Unité et Diversité des coraux (fiches 21 et 22)

4.2. La notion d’Échinodermes ou Animaux à pieds à ventouse

4.2.1. Construire la notion d’Échinodermes

Place des Échinodermes dans le règne animal (Doc. 32)

Les Échinodermes et les Vertébrés appartiennent à un même groupe déterminé sur la base d’un caractère embryonnaire. (En effet, au cours de leur développement embryonnaire, le premier orifice formé au niveau du futur tube digestif correspond à l’anus tandis que la bouche se creuse secondairement).

Ce caractère étant inaccessible aux élèves, le regroupement s’appuie généralement sur la présence d’un squelette interne. Néanmoins, chez les holothuries, il apparaît difficile à appréhender puisque composé de petites plaques calcaires (spicules) éparses dans le derme.

La notion d’Échinoderme

La synthèse des activités portant sur les oursins, les ophiures, les étoiles de mer et les «chenilles de mer » met en évidence les caractères communs définissant la classe des Échinodermes : des « pieds extensibles » le plus souvent terminés par une ventouse appelés podia ainsi qu’une symétrie de type 5, mais là encore, difficile à mette en évidence chez les Holothuries.

La mobilité des podias ou pieds ambulacraires est assurée par le système aquifère : la variation du volume d’eau dans les podias est responsable de leur allongement ou de leur rétractation. Ce système ne se rencontre que chez les Échinodermes.

Les ophiures et les étoiles de mer possèdent 5 bras qui témoignent d’un lien de parenté plus étroit.

Fiche 33 : Faire le portrait d’un animal

Doc. 32 : Arbre phylogénétique simplifié des animaux

Éclairage 7 : Les principes de la classification phylogénétique

Fiche 19 : Les animaux constructeurs du squelette corallien : les polypes Fiche 21 : Unité et diversité des coraux Fiche 22 : Clé d’identification de quelques coraux


Pour en savoir plus :

• Les Échinodermes de La Réunion Chantal Conand et coll. (parution fin 2012) • Site du muséum national d’Histoires Naturelles :

http://www.echinodermes.org/especes/echinide/introduction/introduction.htm

• Site Vie Océane http://vieoceane.free.fr/paf/fiched491.html

• Sur le site de Jussieu : http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/aimar2/index.htm

• Sur Futura-sciences : Les oursins de la Réunion (Ph Mespoulhé) :

http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/zoologie-1/r/la-reunion/d/les-echinodermes_330/c3/221/p1/

4.2.2. Unité et diversité des oursins

Mise en situation :

Sur le terrain : observation des oursins ; En classe : photos (Fiche 34-1), clip vidéos, tests et épines d’oursins, lanterne d’Aristote ;

Problème : Qu’est-ce qu’un oursin ? Comment se déplace t-il ? Comment se nourrit-il ? Comment se reproduit-il? Quels sont les caractères communs qui font qu’on les nomme oursins ?

Investigation par l’observation et la recherche documentaire : recherche des points communs (Fiche 34-1) ; fiche d’aide à l’observation (Fiche 34-2).

Communiquer : réalise un dessin pour rendre compte de tes observations ou légende le dessin proposé (Fiche 34-3) ; Complète la fiche d’aide à l’observation (Fiche 34-2) ou la fiche portrait (Fiche 33).

Notion construite : les oursins possèdent des piquants, un squelette interne appelé test formé de plaques avec des nombreux petits trous alignés et des petites bosses (tubercules). Les piquants sont fixés sur les tubercules. Les oursins se déplacent grâce à des pieds à ventouse (qui dépassent par les petits trous). Ils possèdent une bouche munie de 5 dents et un anus. Ils se reproduisent en émettant leurs cellules reproductrices dans l’eau C’est une fécondation externe.

Question : Quelles différences peut-on noter entre les 5 oursins présentés ? Investigation : Observation et comparaison des différents oursins (Fiches 35-1 et 35-2) L’utilisation d’une clé de détermination pour obtenir les noms des différents oursins présents souligne la présence de caractères propres à l’espèce.

Matériel :

- Clips vidéos sur le déplacement de l’oursin

- Tests d’oursins - Piquants

d’oursins - Lanternes

d’Aristote Fiche 35-1 : Unité et diversité des oursins

Fiche 35-2 : Aide à la description des oursins Fiche 35-3 : Dessin d’oursin à légender Fiche 33 : Fiche Portrait

Fiche 35-1 : Unité et diversité des oursins

Fiche 36 –Tableau : Diversité des oursins

Fiche 36-clé : Diversité des oursins (collège)

Oursin commun Oursin toxique Oursin comestible

Anus

Bouche avec 5 dents

Pieds à ventouse

Piquants

TITRE : Schéma d’un oursin


Deux formes de présentation sont proposées : un tableau à double entrée (Fiche 35-2) ou une clé de détermination (Fiche 35-1).

Remarque : Une limite apparaît sur l’utilisation du critère « longueur » : que veut dire court ou long ? C’est une situation pour introduire la nécessité de repères précis (démarche scientifique), soit en mesurant soit en utilisant un gabarit pour constituer des classes de taille < 3 cm et > à 3 cm. TABLEAU DE DÉTERMINATION DES OURSINS ÉTUDIÉS

CLÉ DE DÉTERMINATION

Noir �Oursin diadème

Épine longue Violet ou jaune �Oursin commun Rouge �Oursin crayon

Ou Blanc -� Oursin comestible

Épine courte Rouge /orange �Oursin toxique

Caractères propres : Les oursins se distinguent par la longueur, le diamètre et la couleur des piquants. Ils varient également par la taille, la forme et la couleur du test ainsi que par l’aspect des tubercules.

4.2.3. Les chenilles de mer (Holothuries) C’est une opportunité pour combattre leur image négative et faire comprendre que ce sont des animaux qui ont leur rôle à jouer dans l’équilibre de l’écosystème.

« Le monde merveilleux du lagon » explique le rôle de nettoyage du sable de ces animaux.

Questions : Qu’est-ce qu’une chenille de mer ? Comment s’organise-t-elle ? Comment se nourrit-elle? Comment se déplace-t-elle ?

Investigation par l’observation et la recherche documentaire : recherche des points communs (Fiche 36-1) ; Fiche d’aide à l’observation (Fiche 36-2).

Rejet de sable par l’anus Palpes buccaux Podias ou pieds à ventouse


Notion construite : Les chenilles se reconnaissent à leur forme allongée ; elles ont une bouche et un anus d’où sort du sable ; elles se déplacent grâce à des petits pieds à ventouse. Elles se nourrissent de la matière organique contenue dans le sable qui est ainsi nettoyé.

Fiche 36-1 : Les chenilles de mer

Fiche 36-2 : Aide à la description des chenilles de mer

Fiche 36-3 : Dessin de chenille de mer à légender

Fiche 33 : Fiche descriptive

Longueur des épines

Couleur des épines

longues Courtes

Noir Oursin diadème

Violet Oursin commun

Blanc Oursin comestible

Rouge/ orange Oursin crayon Oursin toxique


Il existe différentes espèces de chenilles de mer selon leur forme et leur couleur. Lorsqu’elles sont agressées, certaines espèces émettent des filaments collants (les canaux de cuvier) : leur longueur est multipliée par 20 ou par 30 au contact de l’eau de mer. D’autres contiennent une toxine dissuasive, l‘holothurine.

Dessin d’observation d’une chenille de mer

4.2.4. Les ophiures

Les ophiures des lagons, très nombreuses mais moins visibles, peuplent les cachettes du récif.

Questions : Quels sont les caractères qui définissent les ophiures ? Comment s’organisent-elles ? Comment se nourrissent-elles ?

Investigation par l’observation et la recherche documentaire : recherche des points communs (Fiche 37-1) ; Fiche d’aide à l’observation (Fiche 37-2).

Ophiure (face supérieure) Bouche (face inférieure) Podias (face inférieure)


Notion construite : Les ophiures ont 5 bras fins ; Chaque bras s’articule autour d’un squelette interne constitué de petites pièces calcaires. Il porte des épines sur les côtés. La bouche se situe au milieu de la face inférieure. (Elles ne possèdent pas d’anus). Sous chaque bras, une rangée de podias est visible. (En cas de danger, elles peuvent abandonner un bras : c’est pour cela qu’on les appelle aussi « étoile cassante »). Elles se nourrissent de matière organique.

Schéma d’une ophiure (vue inférieure ou orale)

Les ophiures diffèrent par leur taille, la forme du disque central et leur coloration.

Fiche 37-1 : Les ophiures Fiche 37-2 : Aide à l’observation des ophiures Doc. 37-3 : Dessin d’ophiure à légender Fiche 33 : Fiche portrait

Épine

Disque central

Bouche entourée de 5 mâchoires

Podia

Rangée de pieds à ventouses (podias)

Anus

Sable rejeté après digestion de la

matière organique

Sable

Bouche entourée de palpes

bras


4.2.5. Les étoiles de mer

Difficiles à observer le jour dans les lagons car les étoiles de mer sortent la nuit.

Questions : Quels sont les caractères qui définissent les étoiles de mer ? Comment s’organisent-elles ? Comment se nourrissent-elles ? Comment se déplacent-elles ?

Investigation par l’observation et la recherche documentaire : recherche des points communs (Fiche 38-1) ; Fiche d’aide à l’observation (Fiche 38-2); Communiquer : réalise un dessin pour rendre compte de tes observations ou légende les dessins proposés (Fiche 38-3) ; Complète la fiche d’aide à l’observation (Fiche 38-2) ou la fiche portrait (Fiche 33).

Etoile de mer (face supérieure) (face inférieure)

Notion construite : Les étoiles de mer possèdent 5 bras épais. Sur la face inférieure, chaque bras porte une double rangée de pieds à ventouse logés dans un sillon. Les 5 rangées convergent vers la bouche située au centre. Au sommet de la face supérieure se situe l’anus. Animaux prédateurs, les étoiles de mer se nourrissent de coquillages, d’oursins ou de coraux. Elles sont capables de régénérer une étoile entière à partir d’un seul bras. Schéma d’une étoile de mer

face supérieure face inférieure

Les étoiles de mer diffèrent par leur taille, la forme des bras et par leur coloration.

4.3. Unité et diversité des Crustacés

4.3.1. Quelques mots sur les crustacés Ce sont des animaux difficiles à observer de jour. Néanmoins, lors de la visite du sentier sous marin, on peut voir dépasser de la base de certaines colonies coralliennes, des « fils blancs souples » qui ne sont que les longues antennes des crevettes nettoyeuses (Stenopus hispidus). Des petits crabes du genre Trapezia vivent en association avec des coraux branchus comme les Pocillopora. Les Bernard l’Ermite sont faciles à trouver car ils squattent des vielles coquilles de Gastéropodes. Au sein des crustacés, certains crabes et crevettes entretiennent des relations particulières avec d’autres espèces permettant d’illustrer la diversité des interactions (commensalisme, mutualisme et parasitisme).

Fiche 38-1 : Les étoiles de mer Fiche 38-2 : Aide à l’observation des étoiles de mer Fiche 38-3 : Dessins d’étoiles de mer à légender Fiche 33 : Fiche descriptive

La bouche

Pieds à ventouse Disque central

Anus

Sillon

1 des 5 bras


Place des crustacés au sein du règne animal (Doc. 32) :

Les crustacés qui regroupent plus de 50 000 espèces ne constituent pas un groupe monophylétique*, il faudrait pour cela y inclure les Insectes. Néanmoins, les « crustacés » qui nous intéressent appartiennent tous à un ensemble bien défini : la classe des Malacostracés et plus précisément encore des Décapodes qui est le groupe le plus important parmi les « crustacés » et qui se caractérise par 5 paires de pattes articulées. Appartiennent aux Décapodes, les langoustes, les crevettes, les Bernard l’Ermite et les crabes.

Bernard l’Ermite Crevette nettoyeuse Crabe trapèze

Tous ces termes ne correspondent pas exactement à des ensembles valides pour les scientifiques mais c’est surtout une affaire de spécialistes et la distinction de ces groupes constituera déjà une base de connaissance pour nos élèves. * monophylétique : qui regroupe que tous les descendants d’un même ancêtre ; La synthèse des activités autour des différentes familles de Décapodes mettra en évidence leurs caractères communs :

• 5 paires de pattes articulées

• 2 paires d’antennes

• Des yeux pédonculés

• Un céphalothorax (la tête est soudée à la carapace du thorax qui ne montre plus de segments successifs nets) ;

Pour en savoir plus

• Éclairage 6 : Quelques aspects de la biologie des crustacés.

• Crustacés de La Réunion – Joseph Poupin –IRD Éditions 2009 http://biodivreunion.free.fr

• Les Animaux des récifs coralliens Sonia Ribes Beaudemoulin Océan Editions

• Vie Océane : http://vieoceane.free.fr/paf/fiched49.html

Mise en situation : Lors de l’établissement d’une liste des êtres vivants du lagon, soit les élèves ont proposé des groupes distincts pour les crabes et les crevettes voire pour les langoustes, soit ils les ont tous réunis dans un même ensemble car ils connaissaient le terme de crustacé.

Problème : Qu’est-ce qu’un crabe ? Une crevette ? Une langouste ? Un Bernard l’Ermite ? Y a t-il différents crabes ? Langoustes ? Crevettes ? Bernard l’Ermite ? Pourquoi les regroupe-t-on dans le groupe des crustacés ? Quels sont leurs points communs ? Leurs caractères propres ? Démarche d’investigation par la recherche documentaire et par l’observation : Il est facile d’apporter en classe des crabes et des crevettes du commerce.

4.3.2. Les crevettes Problème : Qu’est-ce qu’une crevette ? A quoi la reconnaissez-vous ? Comment se déplace-t-elle? Comment se nourrit-elle? Comment se reproduit-elle? Quels sont leurs caractères communs qui font qu’on les nomme crevettes ?

Investigation par l’observation de crevettes achetées dans le commerce complétée par la Fiche 39-1 ; Les fiches d’aide à l’observation (Fiche 39-2) et portrait (Fiche 33) seront des appuis utiles pour la recherche des points communs.

Doc. 32 : Arbre phylogénétique simplifié des animaux . Éclairage 4 : Quelques aspects de la biologie des crustacés Matériel : crevettes du commerce ; soucoupes ; paires de pinces ; glace ; gants Fiche 39-2 : Aide à l’observation des crevettes Fiche 33 : Fiche descriptive;


Communiquer : réalise un dessin pour rendre compte de tes observations ou légende le dessin proposés (Fiche 39-3) ; Complète la fiche d’aide à l’observation (Fiche 39-2) ou la fiche portrait (Fiche 33).

Des crevettes

Notion construite : les crevettes possèdent un squelette externe et 5 fines paires de pattes articulées. Leur corps, aplati latéralement, est constitué :

• À l’avant d’une tête qui se prolonge par une carapace : le céphalothorax.

• A l’arrière d’une région segmentée : l’abdomen qui se termine par des palettes ou queue. La tête est munie de deux longues paires d’antennes et d’une paire d’yeux pédonculés. Le thorax possède 5 paires de pattes articulées. L’abdomen porte des appendices aplatis servant à la nage. Elle respire grâce à des branchies situées sous le céphalothorax ; elle se nourrit de débris de matière organique. Elle se reproduit en pondant des œufs qui sont gardés sous l’abdomen de la femelle.

Schéma d’une crevette (vue latérale droite)

Les crevettes varient par la couleur et les ornementations de leur corps. Elles sont parfois mimétiques avec leur support. Elles peuvent porter des pinces plus ou moins développées.

4.3.3. Les crabes

Problème : Qu’est-ce qu’un crabe ? A quoi le reconnaissez-vous ? Comment se déplace t-il? Comment se nourrit-il? Comment se reproduit-il? Quels sont leurs caractères communs qui font qu’on les nomme crabes ?

Crabe nageur bleu Crabe nageur orangé carangaise à pois

Fiche 39-1 : Les crevettes Fiche 39-3 : Dessin de crevette à compléter Matériel : crabe du commerce


Investigation: Recherche des points communs par l’observation de crabes du commerce et les documents de la fiche 40-1 ; La fiche d’aide à l’observation (Fiche 40-2) ou la fiche portrait (Fiche 33) constituent des supports utiles pour identifier les caractères d’intérêt.

Communiquer : Réalise un dessin pour rendre compte de tes observations ou légende le dessin proposé (Fiche 40-3) ; Complète la fiche d’aide à l’observation (Fiche 40-2) ou la fiche portrait (Fiche 33).

Notion construite : les crabes possèdent un squelette externe et 5 paires de pattes articulées.

Le corps, aplati dorso-ventralement, est constitué :

• À l’avant, d’une région arrondie et protégée par une carapace très solide : le céphalothorax.

• A l’arrière, d’une région segmentée : l’abdomen qui est replié sous la carapace et peu visible.

La tête est munie de deux paires d’antennes courtes et d’une paire d’yeux pédonculés. Le thorax porte 5 paires de pattes articulées dont la première est transformée en pinces.

Ils se nourrissent de petits poissons, de petits animaux, d’oursins, et de détritus. Le mâle et la femelle s’accouplent : les œufs pondus sont incubés sous l’abdomen de la femelle.

Schéma d’un crabe en vue dorsale

La carapace des crabes varie en forme (épaisse, plate, ronde, ovale ou trapèze) et en taille. La couleur varie du gris crème au rouge vif avec parfois des points ou des lignes colorées. La carapace peut être lisse ou bosselée et portée des extensions plus ou moins épineuses. Dans le cadre d’une synthèse ou d’une évaluation, crabes et crevettes sont comparés afin de mettre en évidence les points communs et les différences en s’appuyant sur la construction ou l’utilisation d’un tableau (Fiche 41).

4.3.4. Les Langoustes Problème : Qu’est-ce qu’une langouste ? A quoi la reconnaissez-vous ? Comment se déplace-t-elle? Comment se nourrit-elle? Comment se reproduit-elle? Quels sont leurs caractères communs qui font qu’on les nomme langoustes ?

Investigation par l’observation et la recherche documentaire : recherche des points communs (Fiche 42-1) ; Fiche d’aide à l’observation (Fiche 42-2); Fiche portrait (Fiche 33).

Langouste à taches blanches Langouste verte Langouste variable

Fiche 40-1 : Les crabes Fiche 40-2 : Aide à l’observation des crabes Fiche 33 : Fiche descriptive Fiche 40-3 : Dessin de crabe à compléter

Fiche 41 : Comparaison d’un crabe et d’une crevette Fiche 42-1 : Les langoustes Fiche 42-2 : Aide à l’observation des langoustes Fiche 33 : Fiche descriptive


Communiquer : Réalise un dessin pour rendre compte de tes observations ou légende le dessin proposé (Fiche 42-3) ; Complète la fiche d’aide à l’observation (Fiche 42-2) ou la fiche portrait (Fiche 33).

Notion construite : Les langoustes possèdent un squelette externe et 5 paires de longues pattes articulées. Le corps, aplati dorso-ventralement, est constitué :

• À l’avant, d’une tête qui se prolonge par une carapace : le céphalothorax.

• A l’arrière, d’une région segmentée : l’abdomen qui se termine par des palettes ou queue. La tête est munie de deux longues paires d’antennes et des yeux pédonculés. Le thorax porte les 5 paires de pattes articulées. L’abdomen possède des appendices aplatis servant à la nage.

Elles se nourrissent de débris de matière organique.

Elles se reproduisent en pondant des œufs qui sont gardés sous l’abdomen de la femelle. On dit que la femelle est grainée : il est alors interdit de la pêcher.

Elles varient par leur taille et l’ornementation de leur carapace.

Schéma d’une langouste – face dorsale

4.3.5. Les Bernard l’ermite

Problème : Qu’est-ce qu’un Bernard l’Ermite? A quoi le reconnaissez-vous ? Comment se déplace t-il? D’où vient sa coquille ? Quels sont leurs caractères communs qui font qu’on les nomme Bernard l’Ermite ?

Investigation par l’observation et la recherche documentaire : recherche des points communs (Fiche 43-1) ; Fiche d’aide à l’observation (Fiche 43-2); Fiche portrait (Fiche 33).

Ermite à antennes bleues Ermite à points blancs Ermite géant


Fiche 42-2 : Aide à l’observation des langoustes Fiche 42-3 : Dessin de langouste à compléter Fiche 43-1 : Les Bernard l’Ermite Fiche 43-2 : Aide à l’observation des Bernard l’ermite Fiche 43-3 : Dessin de Bernard l’ermite à compléter Fiche 33 : Fiche descriptive


Notion construite :

Les Bernard l’ermite possèdent un squelette externe. Le corps, aplati dorso-ventralement, est constitué :

• À l’avant, d’une région protégée par une carapace solide : le céphalothorax.

• A l’arrière, d’une région segmentée : l’abdomen mou qui est protégé par un coquillage ; La tête porte deux paires d’antennes et des yeux qui sont longuement pédonculés. Le thorax est muni de pattes articulées dont la première paire porte des pinces. Seulement 3 paires de pattes sont bien visibles ; les deux autres paires sont plus petites et situées dans la coquille qu’elles maintiennent autour de l’abdomen.

Ils se nourrissent de petits poissons, de petits animaux, et de cadavres. Parfois, il y a une ou plusieurs anémones sur la coquille qui ont un rôle de défense.

4.4. Unité et diversité des coquillages ou Mollusques

4.4.1. Unité et de la diversité des animaux à coquille du récif corallien

Situation d’entrée : L’étude des éléments constitutifs du sable a mis en évidence des débris coquillers de moule, de bénitier, de cône ebraus, de porcelaine anneau d’or etc. (Doc 33 : images de différents coquillages) : voir chapitre II.3. Origine des plages de sable blanc.

Triton Haliotis Turbo

Le tri des éléments du sable conduit à considérer les animaux à coquille qui s’enroule (Escargots de mer ou Gastéropodes) et les animaux à coquille constituée de deux parties articulées (Bivalves).

Bénitiers

Doc. 33 : Diversité des coquillages .

Coquille

Céphalothorax

Œil à long pédoncule

1ière

paire d’antennes

2nde

paire d’antennes

1 paire de pinces

Pattes des 2ième

et 3ième

paires

Patte atrophiée de la 4ième

paire


Problème : Comment s’organise l’animal à l’intérieur de la coquille ? Investigation par l'observation :

A partir d’une dissection de moules du commerce, on peut établir l’organisation d’un Bivalve (animal qui a un tube digestif, des branchies pour respirer, un pied, …) : Ce sont des filtreurs Notion construite : ce sont des animaux à corps mou protégé par une coquille constituée soit de deux parties articulées (Les Bivalves) soit d'une seule coquille enroulée (Escargots de mer ou Gastéropodes)

Pour en savoir plus :

• Place des Mollusques au sein du Règne animal (Éclairage 7 )

• Éclairage 5 : Aperçu sur le groupe des Mollusques

• Site de vie Océane : Les Mollusques http://vieoceane.free.fr/paf/fiched46.html

4.4.2. Unité et diversité des Escargots de mer Les Gastéropodes sont très diversifiés sur le récif : on peut se limiter à deux grandes familles les cônes qui sont des prédateurs et les porcelaines qui sont des brouteurs : on les reconnaît à la forme et à l’aspect de la coquille. D’autres peuvent être signalés comme la tonne, le triton car prédateur des étoiles épineuses, et le turbo autrefois consommé et utilisé pour sa nacre, l’haliotis… (Doc. 33 Images de différents coquillages)

Questions : Quels sont les caractères communs des escargots de mer ? Comment s’organisent-ils ? Comment se nourrissent-ils ? Comment se déplacent-ils ?

Investigation par l’observation et la recherche documentaire : recherche des points communs ; (Fiche 44-1) ; Fiche d’aide à l’observation (Fiche 44-2); Fiche portrait (Fiche 33).

Consigne : A l’aide des documents présentés et complétés par une recherche documentaire, trouve les caractères communs des escargots de mer ; précise les caractères communs des porcelaines et des cônes.

Cône tulipe Porcelaine Anneau d’or Tonne

Communiquer : réalise un dessin pour rendre compte de tes observations ou complète les dessins proposés (Fiche 44-3) ; Complète la fiche d’aide à l’observation (Fiche 44-2) ou la fiche portrait (Fiche 33).

Dessin de cône Dessin de porcelaine Dessin de tonne

Notion construite : les Escargots de mer possèdent une coquille dans laquelle ils peuvent se rétracter : ils s’y trouvent alors à l’abri. Ils possèdent 2 paires de tentacules, l’une d’elles portent des yeux. Ils se déplacent sur un pied. Il respire grâce à un siphon qui aspire l’eau.

Matériel : moules ou huîtres du commerce Doc. 32 : Arbre phylogénétique simplifié des animaux Éclairage 5 : Aperçu sur le groupe des Mollusques Doc. 33 : Images de différents coquillages Fiche 44-1 : Les escargots de mer Fiche 44-2 : Aide à l’observation des escargots de mer Fiche 44-3 : Dessins d’escargots de mer à compléter Fiche 33 : Fiche descriptive


Les escargots de mer se différencient par : - leur taille ; - la forme de la coquille : basse ou haute, arrondie ou pointue ; - la couleur : blanc à gris ou beige mais aussi marron, orange ou rouge… - les dessins de la coquille : points, lignes, réseau

Les porcelaines ont une forme basse et une coquille brillante grâce au manteau qui vient la recouvrir. Les cônes ont une coquille en forme de cône ; ce sont des chasseurs nocturnes, certains sont toxiques.

Titre : Tonne (Escargot marin) Titre : Porcelaine (Escargot Marin) Remarque : Les Mollusques comportent également les « zourites » ou pieuvres ainsi que les calmars : ce sont les Céphalopodes. Si on peut s’intéresser aux prédateurs que sont les pieuvres ou Z’ourites, il sera bien difficile ensuite de les classer du fait d’une coquille absente ou réduite à une plume et d’un pied transformé en « bras à ventouses »…

4.5. Unité et diversité des Poissons à nageoires rayonnées ou Actinoptérygiens

4.5.1. Le problème des « poissons » Dans la classification des êtres vivants, telle qu’elle est donnée actuellement, la classe des poissons n’existe pas car elle ne correspond pas à un groupe d’êtres vivants ayant le même ancêtre commun exclusif (Éclairage 8 : les poissons, ça n’existe pas !) ;

Les « poissons des récifs coralliens » qui nous intéressent sont les Actinoptérygiens qui ont comme caractères communs d’avoir des nageoires soutenues par des rayons. Les nageoires paires s’articulent à la base, sur une rangée de petits os. En sont exclus les requins et les raies dont les rayons des nageoires sont « mous » car constitués de cartilage.

Nageoires rayonnées

Ressources : De nombreux livres sont disponibles sur les poissons coralliens ; - Les poissions des récifs coralliens de Patrick Durville et Sonia RIbes Beaudesmoulin, Océan Éditions ; - Poisson de l’Océan Indien et de la Mer Rouge de Marc Taquet et Alain Diringer, Éditions Quae ; - Les Poissons coralliens : Quelques aspects de leur diversité, de leur biologie et de leur rôle dans l’écosystème corallien (Document Vie Océane – F. Trentin) - Nombreux guides sur les poissons coralliens…

Éclairage 6: les poissons, ça n’existe pas ! )

Manteau

Pied

Coquille

Tête portant une bouche

Tentacule portant les yeux (1 paire)

Siphon aspirant

Tentacule sensoriel (1 paire)


Des sites non moins nombreux :

- Site de J-M Charel : Trombinoscope des poissons : http://jean-marc.charel.pagesperso-orange.fr/p_trombinoscope.htm - Site de Vie Océane : informations sur les poissons du récif corallien de La Réunion http://vieoceane.free.fr/poissons/menu.html - Biologie des poissons du récif corallien : http://vieoceane.free.fr/paf/fichef2.html

Plaquette « Guide des sentier sous marin de La Réunion » : un outil pour la classe avec une sélection des poissons les plus courants dans le lagon (Doc. 28).

4.5.2. Unité des Poissons à nageoires rayonnées

4.5.2.1. A la recherche de leurs caractéristiques

Situation d’entrée : parmi les êtres vivants du lagon cités par les enfants, les poissons figurent en bonne place.

Problème : A quoi reconnaissez-vous un « poisson » ? Quels sont les caractères communs qui font que ce sont des « poissons » ?

Hypothèse : Réalise un dessin qui montre ce qu’est un poisson…

Comparaison des dessins (hypothèses = représentation initiale)… Combien de nageoires ont les poissons ? Ont-ils tous le même nombre de nageoires ?

Investigation par l’observation et la recherche documentaire : Proposition d’observer un poisson (rouge dans son bocal...) ou un poisson frais du commerce ; D’apporter et de comparer des photos de poissons (Fiche 45-1); fiche d’aide à l’observation (Fiche 45-2); Fiche portrait (Fiche 33)

Papillon vagabond Baliste Picasso Chirurgien bagnard

Communiquer : Réaliser un dessin d’observation ou compléter le dessin proposé (Fiche 45-3).

Synthèse commune et dessin d’un poisson « type ».

TITRE : Schéma d’un poisson à nageoires rayonnées

Doc. 28 : Guide des sentiers sous-marins de La Réunion.

Matériel : poisson rouge dans un bocal ; poisson frais du commerce, glace, gants, paires de pinces ;

Extrait du film « A l’école des Polypes » Fiche 45-1 : Les poissons du récif corallien Fiche 45-2 : Aide à l’observation des poissons du récif corallien Fiche 45-3 : Dessin des poissons du récif corallien Fiche 33 : Fiche descriptive

Nageoire dorsale Écailles

Nageoire anale

Ligne latérale

Nageoire caudale ou queue

Nageoire pelvienne (paire)

Nageoire pectorales (paire)

Opercule (protection des branchies)

Bouche

Organe olfactif

Œil

Anus


Validation par recherche dans une encyclopédie, dans un livre de sciences par la consultation du site de Vie Océane : http://vieoceane.free.fr/poissons/biologie/fiche1_0.html (en passant avec la souris, puis en cliquant, des informations complémentaires peuvent être obtenues)

Notion construite : Les poissons ont une bouche, des yeux, ce sont des animaux. Ils respirent dans l’eau grâce à des branchies protégées par un opercule. De très nombreux poissons possèdent des écailles. Ils se déplacent grâce à des nageoires constituées d’une membrane soutenue par des rayons. Ce sont des poissons à nageoires rayonnées (Actinoptérygiens).

4.5.2.2. La reproduction des poissons à nageoires rayonnées

Problème : Comment les poissons se reproduisent-ils ?

Investigation : Recherche documentaire :

• La reproduction des poissons : http://vieoceane.free.fr/poissons/biologie/fiche7_1.html

Communiquer : Traduire le résultat de ses recherches par un schéma (Fiche 46) ;

Consigne : relie les différentes étapes pas un flèche et donne un titre à chaque étape.

Notion construite : Les poissons à nageoires rayonnées sont ovipares : les femelles et les mâles émettent leurs cellules reproductrices dans l'eau. La fécondation est externe.

4.5.2.3. Le squelette osseux des poissons à nageoires rayonnées

Question : comment s’organise un poisson à l’intérieur ? Qu’est-ce que les arêtes ?

Investigation : documentaire ou par une dissection ou mise à disposition d’un squelette de poisson

• Site proposant des radiographies des poissons :

o Exposition du Smithsonian Institute : Pages permettant de voir le poisson et sa radiographie : (What You See When You Turn a Fish Inside Out - Smithsonian scientists use X-rays to classify different species) : http://www.smithsonianmag.com/science-nature/What-You-See-When-You-Turn-a-Fish-Inside-Out.html#ixzz1s0FZKIZf

o Collection de radiographies : http://www.flickr.com/photos/nmnh/sets/72157628928831747/ ou http://eol.org/collections/14770

Extrait du film « A l’école des polypes » Fiche 46 : Cycle de reproduction des poissons Matériel : Squelette de poisson Radiographie de poissons


Forcipiger longirostris - credit Sandra J. Raredon, Division of Fishes, NMNH

(licence Creative Commons –paternité – non commerciale)

• Site de vie océane sur les poissons : Organisation d’un poisson : http://vieoceane.free.fr/poissons/biologie/fiche1_1.html

Squelette d’un poisson à nageoires rayonnées

Notion à construire : Les poissons possèdent un squelette interne osseux constitué d’une colonne vertébrale : ce sont des vertébrés à nageoires soutenues par des rayons osseux. Les arêtes correspondent aux côtes.

4.5.3. Place des Baleines, des dauphins et des requins Un problème à résoudre : Les baleines, les dauphins et les requins sont-ils des poissons à nageoires rayonnées ?

Investigation : Rechercher si les animaux ci-dessus possèdent les caractères des poissons à nageoires rayonnées (Fiche 47)

Fiche 47: Les baleines, les dauphins et les requins sont-ils des poissons à nageoires rayonnées ?

Côtes

Rayons osseux des nageoires

Colonne vertébrale

Sophie Darnis


Communiquer : Présenter ses résultats sous forme d’un tableau (Fiche 47)

4.5.4. Notion d’espèce Objectifs:

- Méthodologiques : Apprendre à observer et décrire - De connaissances : Aborder de façon simple la taxonomie : notion d’espèces et de

familles

Situation de départ : Deux photos de poissons très proches sont données,

Question : est-ce que ce sont les mêmes poissons ?

Investigation : On se propose de comparer les deux poissons (Fiche 48-1) ; Pour cela on pourra s'aider de la Fiche 48-2.

Papillon cocher Papillon vagabond

Communiquer : Élabore ou remplis un tableau de comparaison (Fiche 48-2) ; Réalise un dessin montrant les caractères communs ou complète le dessin proposé (Fiche 48-3)

Notion construite : ce sont des poissons qui ont de fortes ressemblances : ils appartiennent tous les deux à la famille des « Poissons papillons ». Ils diffèrent par des caractères qui permettent de les reconnaître. Tous les poissons qui sont exactement comme le poisson 1 porte le même nom : « Papillon cocher » ; tous les poissons qui sont exactement comme le poisson 2 porte le nom de « Papillon vagabond ». Ce sont 2 espèces différentes.

Dessin d’un poisson papillon

Fiche 48-1 : Comparaison de deux poissons

Fiche 48-2 : Tableau d’aide à la comparaison

Fiche 48-3 : Dessin d’un poisson papillon

Caractères de poissons à nageoires rayonnées

Baleine Dauphin requin

Nageoires à rayons osseux Non Non Non rayons cartilagineux

Branchies dans une chambre s’ouvrant par les

ouïes

Non (poumon, respire dans l’air)

Non (poumon, respire dans l’air)

Non : 5 fentes branchiales

ovipare Non vivipare Non vivipare oui

Conclusion : est-ce un Actinoptérygiens?

Non, c’est un mammifère

Non, c’est un mammifère

Non c’est un chondrichtyen !


4.5.5. Quand le mâle et la femelle sont différents Situation de départ : Deux photos de poissons très proches sont données (Fiche 49-1)

Question : Quels sont les points communs et les différences entre ces deux poissons ?

Poissons coffres

Communiquer : Élabore ou remplis un tableau de comparaison (Fiche 49-2) ; Réalise un dessin montrant les caractères communs ou compléter le dessin proposé (Fiche 49-3).

Dessin d’un poisson coffre

Notion construite : Ces deux poissons ont un corps semblable à une boîte ; Les nageoires pelviennes sont absentes ; La nageoire dorsale est à l’arrière et en face de la nageoire anale. L’œil est haut sur la tête et la bouche charnue se situe du côté ventral : C’est la forme caractéristique de la famille des poissons coffres. Les deux individus sont tachetés mais ils n’ont pas les mêmes couleurs.

Hypothèse : on pourrait penser que ce sont deux espèces différentes. Les scientifiques pensent que ces poissons appartiennent à la même espèce : explique comment tu pourrais faire pour tester leur hypothèse ;

Conséquence à vérifier : s’ils appartiennent à la même espèce alors ils doivent pouvoir se reproduire ensemble : proposition de les placer ensemble dans un même aquarium…

Investigation : recherche documentaire sur les poissons coffres pintades

Sur le site de vie Océane : http://vieoceane.free.fr/poissons/fiches/Ostracion/meleagris/fiche1.html

Notion construite : chez certaines espèces, le mâle et la femelle ne présentent pas les mêmes colorations du corps.

En fait, les deux poissons coffres appartiennent bien à la même espèce, le coffre pintade, le mâle est plus coloré que la femelle. Autre exemple : les poissons perroquets, de plus ils changent de sexe en vieillissant, ils deviennent mâles (Fiche 50).

4.5.6. Quand les poissons deviennent grands…

Chez de nombreuses espèces, les juvéniles présentent une coloration et une forme différente de l’adulte. Le cas de l’Ange empereur est remarquable. Ce poisson territorial attaque ses congénères qui s’aventurent sur son domaine. Avec sa robe différente, le jeune passe inaperçu aux yeux de l’adulte évitant ainsi son agressivité.

Fiche 49-1 : Comparaison de deux poissons pintades

Fiche 49-2 : Tableau d’aide à la comparaison Fiche 49-3 : Dessin d’un poisson coffre

Fiche 50 : Quand les poissons perroquets sont différents

Fiches pédagogiques Réserve Naturelle Nationale Marine de la Réunion

Situation de départ : Des photos sont données, il est demanddifférences et les ressemblances (Fiche 51)

Anges Empereurs

Investigation : recherche documentaire sur

Réponse construite : L’observation dans le temps permet de dire que ce sont différents stades du développement de la même espèce.

4.5.7. Diversité des familles de poissons Situation de départ : Des images de poissons coralliens

A la Réunion, les ichtyologues (c'est-à-dire les spécialistes des poissons) ont recensé plus de 1000 espèces de poissons ! Il est important de pouvoir s’y retrouver…

Chirurgien bagnard

Consigne : regroupez les différentes vignettes afin de faciliter le travail d’inventaire des poissonsJustifiez les groupes que vous avez constitués. La fiche 52 présente un tableau d’aide à la description des poissons. La confrontation des tris réalisés conduit à se poser le problème de leur validité scientifique etl’aide de livres sur les poissons, à rechercher les familles etpropose un exemple de description des familles de poissons étudiés. Remarque : Les murènes sont souvent considéréserpents ; afin d’établir leur appartenance au groupe des conviendra de montrer qu’elles possèdent des nageoires nageoire caudale + anale réunies en une seule)chambre branchiale communique avec l’extérieur par un orifice ou ouïe.

Marine de la Réunion – Vie Océane- Rectorat de La Réunion – 2012

sont données, il est demandé de les comparer pour expliquer les )

Anges Empereurs

recherche documentaire sur ces poissons…

: L’observation dans le temps permet de dire que ce sont différents stades du

de poissons coralliens sont affichées (Doc. 34).

dire les spécialistes des poissons) ont recensé plus de 1000 Il est important de pouvoir s’y retrouver…

Labre zigzag Ballon tacheté

les différentes vignettes afin de faciliter le travail d’inventaire des poissonsavez constitués.

présente un tableau d’aide à la description des poissons.

La confrontation des tris réalisés conduit à se poser le problème de leur validité scientifique età rechercher les familles et leurs critères d’identification. Le doc.

propose un exemple de description des familles de poissons étudiés.

: Les murènes sont souvent considérées, de par la forme de leur corps, comme des leur appartenance au groupe des Poissons à nageoires rayonnées

conviendra de montrer qu’elles possèdent des nageoires à rayons osseux : (Nageoires dorsale + en une seule) et qu’elles respirent grâce à des branchies

chambre branchiale communique avec l’extérieur par un orifice ou ouïe.

Branchies visibles à travers l’ouïe.

2012 55

pour expliquer les

: L’observation dans le temps permet de dire que ce sont différents stades du

dire les spécialistes des poissons) ont recensé plus de 1000

les différentes vignettes afin de faciliter le travail d’inventaire des poissons ;

La confrontation des tris réalisés conduit à se poser le problème de leur validité scientifique et, à doc. 35

comme des Poissons à nageoires rayonnées, il

dorsale + qu’elles respirent grâce à des branchies. La

Fiche 51 : Quand les poissons deviennent grands Doc. 34 : Images de poissons coralliens Fiche 52 : Aide à la description des poissons Doc. 35 : Quelques familles des poissons

Branchies visibles à travers l’ouïe.


5. Classer les êtres vivants du lagon

La classification phylogénétique regroupe les êtres vivants sur la base de caractères communs c'est-à-dire de caractères apparus au cours de l’évolution et hérités d’un ancêtre commun. « L’éclairage 5 » en expose les grands principes.

Situation de départ : Les différents groupes d’animaux marins ont été étudiés par les élèves, ils ont élaborée des fiches portraits.

Les images des animaux marins (Doc. 31) ou les fiches portraits sont affichées en respectant les groupes établis a priori par les élèves.

Une vérification de la validité des groupes et de leur justification à la lumière du travail effectué s’impose.

Cette démarche s’accompagne par conséquent de l’explicitation du partage de caractères exclusifs.

Pour emboîter les groupes constitués, l’introduction d’un nouveau caractère, la bouche, permet de définir les animaux en présence d’une algue, représentant d’un extra-groupe.

Ces caractères peuvent êtres affichés sous forme de pictogrammes ou d’étiquettes (Doc. 36)

Sur cette base, le questionnement s’oriente vers la création de nouveaux groupes parfois plus vaste ou plus restreint… Un résultat de l’activité :

Communiquer : La mise en commun des informations peut être synthétisée par un tableau qui est complété par les élèves (Fiche 53-1 Cycle 3 et Fiche 53-2 Collège).

Une classification emboîtée est construite. Les documents 37-1 (C3) et 37-2 (Collège) présentent un résultat attendu.

Éclairage 7 : Les grands principes de la classification phylogénétique

Doc. 31 : Images des êtres vivants du récif coralliens

Doc. 36 : Pictogrammes des caractères utilisés pour classer les animaux du récif corallien

Fiche 53-1 : Tableau des caractères à compléter (C3) Fiche 53-2 : Tableau des caractères à compléter (collège) Doc. 37-1 : répartition des caractères (C3) Doc. 37-2 : répartition des caractères (Collège)


6. Diversité des relations et répartition des êtres vivants du récif corallien

Parmi les relations entre les êtres vivants, les mieux identifiées sont celles de proies-prédateurs. La richesse de l’écosystème corallien réside aussi dans la variété des interactions entre les êtres vivants et leur milieu : du simple commensalisme (l’un profite de l’autre sans lui nuire) à des rapports de mutualisme plus ou moins poussés jusqu’à la symbiose et au parasitisme sans oublier la concurrence.

Situation de départ : Au tableau, les images ou portraits des animaux des récifs coralliens qui ont été étudiés ; pour faire part de notre travail, une fresque pourrait être réalisée…

Demander aux élèves de placer les êtres vivants sur la coupe ; quels sont ceux que l’on doit placer en premiers ? Après ? Où ? Pourquoi ?

Cette phase conduit à s’interroger sur les relations entre les êtres vivants entre eux et avec leur milieu… Coupe du lagon (Doc. 38)

Problème : Quelles sont les relations qui existent entre les êtres vivants et leur milieu ?

Document pour aider : Affiche de la réserve marine « Respecter le récif corallien, c’est préserver le monde sous-marin »

Hypothèses : La place des êtres vivants sur le récif dépend des relations qu’ils ont avec le milieu ou avec d’autres êtres vivants comme par exemple leur régime alimentaire.

6.1. Diversité des régimes alimentaires

Question : Quels sont les régimes alimentaires des êtres vivant du lagon ? Investigation sur les régimes alimentaires par recherche documentaire :

• A partir des « fiches portraits »,

Doc. 38 : Coupe du lagon Affiche de la Réserve NN Marine de La Réunion : « Respecter le récif corallien, c’est préserver le monde sous-marin »


• A partir des documents : « Le monde merveilleux du lagon », livres sur les animaux des récifs coralliens

• A partir du poster de la Réserve Naturelle Marine « Respecter le récif corallien, c’est préserver le monde sous-marin »

• A partir du site de Vie Océane : La diversité des régimes alimentaires des poissons coralliens : http://vieoceane.free.fr/paf/fichef4.html ; http://vieoceane.free.fr/poissons/biologie/fiche9_0.html

Face aux informations collectées, les élèves sont interrogées sur la façon de les présenter de façon claire : l’idée de les regrouper sous forme d’un tableau est attendue.

Communiquer : Tableau à compléter (Fiche 54-1) qui peut être le résultat d’un travail collectif suite aux recherches effectuées sur les êtres vivants du lagon ; qui peut être simplifié (Fiche 54-2). Le tableau des régimes alimentaires est affiché : (Doc. 39) L’enseignant peut poser quelques questions sur les régimes alimentaires de telle façon qu’apparaît leur diversité : Consigne : repère les différents régimes alimentaires : planctonophage, carnivore ou piscivore, détritivore, et herbivore ou algivore…

Communiquer : Encadre les carnivores en rouge, les planctonophages en bleu, les détritivores en noir et les herbivores en vert…

Le résultat montre que certains êtres vivants ne consomment aucun autre être vivant directement ou indirectement (matière organique) : ce sont les végétaux.

6.2. Construction d’un réseau trophique

Situation de départ : La lecture des régimes alimentaires fait émerger l’idée, si elle n’est pas encore connue, qu’il existe des chaînes alimentaires. Il est demandé à chaque élève d’écrire une suite d’êtres vivants reliés par la flèche signifiant « est mangé par». Cette chaîne doit être complète.

« Le monde merveilleux du lagon » Affiche de la Réserve NN Marine de La Réunion : « Respecter le récif corallien, c’est préserver le monde sous-marin »

Fiche 54-1 : Tableau des régimes alimentaires à compléter

Fiche 54-2: Tableau des régimes alimentaires simplifié

Doc. 39 : Préférences et régimes alimentaires de quelques êtres vivants du récif corallien

NOMS PRÉFÉRENCES ALIMENTAIRES RÉGIME ALIMENTAIRE

Macabit Petits poissons de toutes sortes carnivore

Murène Petits poissons de toutes sortes, crabe, crevette

carnivore

Poisson cocher (Zancle) Algues, éponges omnivore

Capucin Petits animaux du sable carnivore

Poisson papillon à chevrons Polypes des coraux corallivore (carnivore)

Chirurgien bagnard Algues herbivore

Baliste Oursins et crustacés carnivore

Poisson papillon Polypes des coraux planctonophage

Demoiselle à bandes noires Zooplancton planctonophage

Crabe à points Cadavres détritivore

Crevette Matière organique détritivore

Oursins Algues herbivore

Holothurie ou chenille de mer Débris et cadavres du sable détritivore

Coraux (polype) Plancton animal planctonophage

Plancton animal (zooplancton) Plancton végétal (phytoplancton) planctonophage

Zooxanthelles Éléments minéraux

Algues Éléments minéraux

Plancton végétal Éléments minéraux


Chaque élève vient ensuite compléter le tableau suivant (Fiche 55-1), sachant que chaque animal ne doit apparaître qu’une seule fois dans chaque colonne.

Plus simplement, on peut demander de compléter le réseau trophique illustré dans la fiche 55-2.

Fiche 55 -2: Réseau trophique illustré à compléter

Fiche 55-1 : Tableau du réseau trophique à compléter

Fiche 55-2 : Réseau trophique illustré à compléter

Producteurs I aires

Consommateur

1er ordre Consommateurs de 2ième ordre

Végétaux chlorophylliens Herbivores Carnivores 1 Carnivores 2 Carnivores 3

Algues Phytoplancton Zooxanthelles

porcelaine chirurgien bagnard oursin Zooplancton polypes

Zourite Murène Poisson larmé Baliste Demoiselle bleu vert Polypes

Perroquet

Homme Murène Macabit Papillon à chevrons Perroquet

Homme Murène

Matière organique

Détritivores bactéries crabe crevette holothurie éponge bénitier

Carnivores 1 ophiure zourite capuchin zancle poisson ballon

Carnivores 2 crabe labre Murène Poisson larmé

Carnivores 3 poisson ballon Rascasse

Une chaîne alimentaire


Notion sur un réseau trophique :

Les chaînes alimentaires sont reliées les unes aux autres et forment un réseau. Les êtres vivants dépendent les uns des autres pour leur approvisionnement en matières.

Une chaîne alimentaire commence soit

• par végétal chlorophyllien (producteurs primaires) qui produit sa propre matière grâce à la photosynthèse ; il est consommé par un herbivore (consommateur 1) qui est lui-même mangé par un carnivore (consommateur 2)

• soit par de la matière organique provenant de l’activité des êtres vivants ; elle est consommée par des détritivores qui seront la proie de carnivores.

Les détritivores décomposent la matière organique en matière minérale qui est alors disponible pour les végétaux (notion de cycle de la matière).

6.3. Relations alimentaires et répartition des êtres vivants

Problème : Les relations alimentaires peuvent-elles expliquer la répartition des êtres vivants dans le lagon ?

Hypothèse : L’absence ou la présence de la nourriture permet d’expliquer la présence ou l’absence des êtes vivants aux régimes alimentaires stricts :

Consigne : A partir des régimes alimentaires, trouver des êtres vivants dont la présence est liée à leur source de nourriture.

Réponse attendue :

• Les poissons papillons corallivores ne se trouvent que là où il y a des coraux…

• Les poissons qui trouvent leur nourriture dans le sable se rencontrent très fréquemment dans les zones sableuses du récif corallien

• Les poissons brouteurs de gazon d’algues (chirurgiens, perroquets) sont plutôt présents dans les zones où les algues sont abondantes (coraux ou rochers recouverts d’algues)

• Les demoiselles « jardiniers » se rencontrent sur des colonies coralliennes partiellement mortes et recouvertes d’algues.

Prolongement : c’est ainsi que certains poissons sont utilisés comme bio-indicateurs pour le suivi de l’état de santé des récifs coralliens (Doc. 50).

6.4. Diversité des relations autres que proies prédateurs

Problème : Quelles autres relations permettraient d’expliquer la présence ou l’absence de certains êtres vivants ? Hypothèses : certains animaux servent de refuge à d’autres, des êtres vivants coopèrent entre eux pour une meilleure survie…

Investigation : par une recherche documentaire ou à l’aide de la Fiche 56 mettant en évidence la diversité des relations entre les êtres vivants.

Demoiselle bleu-vert dans les Coraux branchus

labre bicolore et capucins Crevette dans une étoile de mer

épineuse

Doc. 50 : Principes du suivi de l’état de santé des récifs coralliens Fiche 56 : Diversité des relations entre les êtres vivants


Communiquer : Montrer la diversité des relations autres que proies prédateurs sous forme d’un tableau :

Tableau présentant quelques relations entre les êtres vivants :

Consigne : Montre comment certaines relations entre les êtres vivants permettent d’expliquer leur présence ou non. Réponse attendue : Les coraux ne sont présents que si les zooxanthelles y sont associées ; Les coraux servent d’abri à de nombreux autres animaux : les demoiselles bleu-vert et à bandes noires ; les petits crabes symbiotiques… Les poissons clowns ne seront présents que si les anémones le sont.

6.5. Diversité des stratégies sur les récifs coralliens :

Pour prolonger les relations des êtres vivants avec leur milieu, on peut également s’intéresser à la diversité des stratégies utilisées pour manger sans être mangé.

Problème : Quels sont les caractères des animaux coralliens leur permettant d’échapper à leurs prédateurs ? Comment attrapent-ils leurs proies ?

Investigation par recherche documentaire :

• Monde merveilleux du lagon

• Les animaux du récif corallien

• Les poissons des récifs coralliens

• A l’aide de la Fiche 57 : Diversité des stratégies sur le récif corallien

Poisson diable Squille verte Poisson pierre

Communiquer : on pourra regrouper les stratégies sur la base de caractères communs :

Fiche 57 : Diversité des stratégies sur le récif corallien

Être vivant 1 Être vivant 2 Relation

Labre zigzag + Capucin ou rouget 0 alimentaire commensalisme

Demoiselle à bandes noires +

Coraux branchus 0 habitat commensalisme

Crevette urocaridella + Poisson ballon + alimentaire mutualisme

Labre bicolore + Capucin +

Poisson larmé+ alimentaire mutualisme

Crabe trapeze + Coraux branchus (Pocillopora) +

alimentaire habitat

mutualisme

Anémone (Calliactis) + Bernard l’Ermite + alimentaire

déplacement (phorésie)

mutualisme

Anémone + Poisson clown + alimentaire habitat mutualisme

Zooxanthelles + Polypes des coraux + alimentaire habitat symbiose

Coquillage gastéropode + Perroquet - alimentaire habitat parasitisme


Diversité des stratégies

• Posséder des armes pour se défendre : o Chimique: Poisson larmé, poisson pierre, poisson ballon (tétrodontoxine), nudibranche

toxique ; épines venimeuses des poissons chats, dard des raies ; o Physique : scalpels des chirurgiens, épines du bouffetangue (poisson porc épic) ;

• Imiter son environnement pour passer inaperçu : poisson pierre, turbot tropical, zourite, labre rasoir etc ;

• Tromper l’autre : o en Imitant un autre être vivant dangereux : le poisson lime qui imite le poisson

bourse, le ver plat qui imite le nudibranche toxique, o en le désorientant : faux œil du poisson papillon, bande noire masquant les yeux,

livrée composée de deux couleurs juxtaposées o en se faisant plus gros : poisson ballon, poisson lime, baliste, en vivant en banc…

Remarque : il faut être vigilent à ne pas faire de finalisme. Tous ces dispositifs sont le fruit du hasard : apparus par mutation, ils confèrent aux animaux qui les possèdent une meilleure chance de survie soit en évitant leurs prédateurs soit en ayant un meilleur approvisionnement en nourriture. Ces mutations favorables sont alors transmises à la descendance. Plus ces dispositifs seront efficaces, et plus ils seront sélectionnés d’où parfois le sentiment après plusieurs millions d’années d’évolution d’être en face de mécanismes particulièrement élaborés. 6. 6. Des changements dans les relations au sein du récif corallien sous l’action de l’Homme 6.6.1. Quand les algues deviennent envahissantes Situation de départ : Comparer les deux paysages rencontrés dans les lagons de l’île (Doc. 40).

Constat : Les scientifiques ont mesuré qu’au cours du temps la surface occupée par les coraux diminue tandis que celle des algues augmente… (Doc. 52) Cf. Chapitre V suivi de l’état de santé du récif corallien.

Doc. 40 : Peuplement associés à deux types d’habitats du lagon Doc. 52 : Évolution du taux de recouvrement en coraux sur une station représentative du récif (Ermitage les bains)


Problème : quelles conséquences le développement des algues peut-il avoir sur les peuplements des récifs coralliens ? Hypothèse : les animaux corallivores diminuent tandis que les herbivores augmentent… Investigation par l’observation du milieu (Doc. 40) ; Consigne : identifie les êtres vivants présents dans chaque habitat à l’aide de la plaquette « guide des sentiers sous-marins » Doc.28 et du Doc. 39 sur les régimes alimentaires. Communiquer : rendre compte de la comparaison sous forme d’un tableau (Fiche 59) Notion construite : Le remplacement des coraux par les algues entraîne :

• un changement dans le peuplement du milieu ; Les poissons corallivores sont remplacés par des herbivores.

• moins de cachettes ce qui est responsable d’une diminution du nombre d’espèces.

• moins d’abri et de nourriture pour les juvéniles (rôle de crèche ou de nursery des récifs coralliens) ; Leur survie est alors menacée.

Remarque : Le remplacement des poissons corallivores par les herbivores est utilisé comme indicateur de l’état de santé du récif. cf. V. Récifs coralliens, enjeux pour un développement durable. Problème : Comment peut-on expliquer le remplacement des coraux par les algues ? Quelles sont les conditions devenues défavorables au développement des coraux ? Favorables au développement des algues ? Quelles sont les conditions du milieu qui ont changé ? D’où viennent ces substances ? Cf. Chapitre V.3. État de santé des récifs coralliens

Constat : L’importance de la dégradation des espaces coralliens incite à penser qu’il existe d’autres causes de dégradation.

6.6. 2. Surpêche et déstabilisation du réseau trophique Problème : Que se passe t-il si, de par ses activités de pêche, l’homme effectue des prélèvements trop importants dans le milieu ? Hypothèse : Le réseau alimentaire du lagon est perturbé

Investigation : Exploitation de la Fiche 58 ;

Remarque : cette activité peut être utilisée pour évaluer les acquis sur le réseau alimentaire du lagon. Consigne : Explique ce qui se passe quand les pêcheurs prélèvent trop de poissons commerciaux et les collectionneurs trop de coquillages ? Que peut-on proposer pour limiter de tels impacts ? Que va-t-il se passer par la suite si le problème se maintient ? Notion construite : la surpêche peut entraîner une prolifération des algues. A plus long terme, la disparition des coraux entraîne celle des poissons corallivores et l’augmentation des algues, le développement des poissons herbivores.

Fiche 59 : Comparaison des peuplements d’un habitat riche en coraux et d’un habitat riche en algues Doc. 28 : Plaquette immergeable « Guide des sentiers sous –marins de l’Ermitage» Doc. 39 : Préférences et régimes alimentaires de quelques êtres vivants du récif corallien Fiche58 Conséquence de la surpêche sur l’équilibre du réseau trophique


6.6.3. Quand la pêche cible les juvéniles

Constat : La pêche aux capucins carêmes est une pêche au filet pratiquée à pied dans les lagons. Près de 800 autorisations ont été données….

Problème : cette pêche a-t-elle un impact sur le récif corallien ?

Hypothèse : le piétinement des coraux peut causer des dégâts importants ; trop de poissons pêchés peuvent nuire au milieu …. Il est nécessaire de mieux connaître sa pratique, sa réglementation et les poissons pêchés…

Investigation : Recherche documentaire ou exploitation du doc. 41.

Site de vie océane : Les menaces qui pèsent sur le récif corallien et exploitation des ressources directes http://vieoceane.free.fr/EEDD/prob.html La pêche aux capucins : http://reunion.la1ere.fr/infos/actualites/la-peche-aux-capucins-nains-est-ouverte_82049.html

Trace écrite : c’est une activité qui, si elle est pratiquée dans la zone sableuse, évite de casser le corail. Cependant, elle prélève des petits poissons du lagon qui ne pourront ni grandir ni se reproduire. Cette pêche met en danger les générations futures de poissons récifaux.

6.6.4. Nourrissage et comportements des poissons

Situation de départ : Dans le lagon, dans les zones touristiques, on se retrouve entourés de poissons qui attendent qu’on leur donne à manger. Dans la réserve marine, c’est une pratique interdite. Pourquoi cette interdiction ? Quelles sont les conséquences négatives du nourrissage ?

Notion construite : Donner à manger aux poissons modifie leur comportement : ne craignant plus l’homme, ils peuvent être attrapés plus facilement ou au contraire devenir dangereux (murènes, raies). Ils cessent de rechercher leur propre nourriture. Les aliments distribués favorisent le développement d’espèces qui ne seraient normalement pas présentes ce qui perturbent les relations entre les êtres vivants. Le changement de régimes alimentaires peut les rendre malades.

Les récifs coralliens sont soumis à de nombreuses pressions tant locales que globales : Quels sont les défis à relever pour leur développement durable ?

Doc. 41. La pêche aux capucins carêmes

IV. LA BIODIVERSITÉ DES RÉCIFS CORALLIENS DE …vieoceane.free.fr/EDDEN/EDDEN4.pdf · o Le...

Documents

Transcript of IV. LA BIODIVERSITÉ DES RÉCIFS CORALLIENS DE …vieoceane.free.fr/EDDEN/EDDEN4.pdf · o Le...