Exercice 3 : le Dodo et le Tambalacoque

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1 Exercice 3 : le Dodo et le Tambalacoque Le tambalacoque (Calvaria major) est un arbre endémique de l'île Maurice, c'est à dire qu'il n'existe que sur cette île. En 1973, l'espèce était en voie de disparition : il ne restait en effet que 13 spécimens, tous âgés de 300 ans. Le professeur américain Stanley Temple défendit l'explication selon laquelle la disparition au XVIIe siècle d'un "gros dindon" endémique de l'ile Maurice, le dodo (Raphus cucullatus), se nourrissant de graines et de fruits, pouvait être mise en relation avec celle du tambalacoque. Il émit l'hypothèse que pour germer ces graines devaient transiter par le système digestif du dodo. Ainsi, l'extinction de cet animal condamnait le tambalacoque à la disparition. Rechercher des arguments favorables à l'existence d'une relation de dépendance exclusive du tambalacoque envers le dodo, défendue par Stanley Temple et montrer que cette idée divise la communauté scientifique. Votre réponse s'appuiera sur l'exploitation du dosser et l'utilisation de connaissances PB : rechercher les arguments en faveur de l hypothèse d une dépendance entre le Dodo (dindon endémique de l île Maurice, disparu au XVII e siècle) et le Tambalacoque (arbre endémique de l île Maurice, en voie de disparition) : selon cette hypothèse le transit des graines dans le système digestif du Dodo serait nécessaire à leur germination. Cependant cette thèse divise la communauté scientifique. Documents de référence (ne pas analyser) Document 1 : Extrait de "Le pouce du panda" Stephen Jay Gould Les gros fruits du tambalacoque, qui ont quelques cinq centimètres de diamètre, sont composés d'une graine enveloppée dans un tégument dur d'environ un centimètre d'épaisseur. Ce tégument est entouré par une chair juteuse et succulente recouverte par une fine peau externe. Selon les conclusions de Temple, les graines de tambalacoque ne parviennent pas à germer à cause de l'épaisseur du tégument (...). Les premiers explorateurs ont écrit que le dodo se nourrissait des fruits et des graines des grands arbres des forêts. Le dodo avait un "estomac" puissant, rempli de gros cailloux, qui pouvaient abraser et écraser les aliments durs. (...) Temple estima que les téguments des graines de tambalacoque étaient assez épais pour résister à l'écrasement mais pas à l'abrasion (...). Les dodos auraient fort bien pu régurgiter les téguments, ou leur faire poursuivre leur chemin dans l'appareil digestif (...). à excréments D'après S. Jay Gould, Le pouce du panda (1996) Doc 1 Eléments ß document Grosse graine à tégument dur (1 cm d épaisseur) Fruit = chair juteuse et succulente Dodo = estomac puissant apte à abraser les graines, rejetées, altérées, dans l environnement (excréments ou régurgitation)à germination facilitée Eléments ß des connaissances Adaptation plante = attraction des consommateurs grâce à un fruit nourissant. Adaptation Dodo = estomac apte à la consommation des fruits è Coévolution, à bénéfice réciproque : - alimentation du Dodo - Dissémination des graines + ì aptitude à la germination

2 Document 2 : Les conditions de germination des graines de genévrier Chez les plantes sauvages, la germination des graines est généralement empêchée par la présence d'un tégument épais, dur et imperméable. Des suivis de germination ont été réalisés pendant 120 jours sur des graines de genévrier dans différentes conditions. L'abrasion au papier de verre permet d'user les téguments des graines. On vérifie expérimentalement cette hypothèse grâce à une expérience sur des graines de genévrier - Consommées par des merles - Abrasés au papier de verre - Témoin Doc 2 Les graines témoins ne germent que très peu (7%) au bout de 20 jours Les graines abrasées peuvent commencer à germer immédiatement et on atteint 17 % de germination Les graines consommées par les merles ne germent qu au bout d un mois, mais on atteint 1/4 de germination. Les résultats confirment que le passage par le tube digestif des oiseaux facilite la germination. L action de la digestion est plus efficace qu une simple abrasion. Cet argument conforte la thèse énoncée. Cependant l étude des relations entre plantes et oiseaux endémiques et introduits, module cette proposition Document 3 : Alimentation des oiseaux endémiques et des oiseaux introduits sur l'île de Nouvelle Zélande. Une étude a été réalisée, en Nouvelle Zélande, sur le rôle des oiseaux dans la dispersion des graines de plantes endémiques (Podocarpus halli) et de plantes introduites par l'homme. Pour cela on a capturé des oiseaux endémiques, comme le Méliphage carillonneur (Anthornis melanura), et différentes espèces de passereaux introduites par l'homme. Espèces endémiques : espèces locales, ne se développant que dans une zone géographique donnée. Doc 3 Si les oiseaux endémiques consomment essentiellement des fruits de plantes endémiques (forte dépendance), Les oiseaux introduits adaptent leur régime alimentaire à l environnement en consommant de façon importante les fruits des plantes endémiques (adaptation) On peut supposer que la disparition des Dodos auraient pu être compensée par l intervention d autres oiseaux introduits. Cet argument est confirmé par les observations réalisées dans les forêts Mauriciennes. Document 4 : Extrait de "Le pouce du panda", Stephen Jay Gould

3 Le docteur Owadaly du service mauricien des forêts mit sérieusement en doute la thèse de Temple dans un commentaire technique publié dans la revue Science (...). (...) Le service des forêts étudie et réalise depuis quelques années la germination des graines de tambalacoque sans intervention d'aucun oiseau. De plus, un inventaire des forêst tropicales des hautes terres dressé en 1941 a montré qu'il existait une population assez importante de jeunes plants de tambalacoque qui avaient certainement moins de soixante-quinze ans. L'extinction du dodo remonte à 1675! (...). Doc 4 Les graines de tambalacoque semblent pouvoir germer sans intervention d aucun oiseau. Des plants sont datés de de 300 ans (disparition de Dodo) On ne peut établir une dépendance stricte entre germination et consommation par les oiseaux. Mise en relation Selon S. Temple, on pourrait relier le risque de disparition d un arbre endémique de l île Maurice (tambalacoque) avec la disparition du dodo au XVIIe siècle. En effet, cet arbre produit des graines dont le tégument, très dur compromet la germination (doc1) ; cependant on a pu montrer que de nombreuses plantes bénéficient de l intervention des oiseaux. Le passage des graines dans leur tube digestif permet une altération des graines qui facilite leur germination (doc2) Ces plantes produisent des fruits attractifs ce qui favorise leur consommation et la dissémination des graines aptes à germer (doc1/2), il s agit d une coévolution qui bénéfice aux 2 protagonistes mais créé une forte dépendance entre eux. Le dodo était un consommateur de fruits de tambalacoque et il semblait que l on ne connaisse pas d arbres postérieurs à la disparition du dodo, jusqu à ce que l on découvre que les graines de tambalacoques pouvaient germer seules, sans intervention des oiseaux et que des spécimens étaient trop récents pour avoir bénéficier de l intervention du Dodo.(doc4). D autre part, si les oiseaux endémiques conservent un régime alimentaire assez stricte, les oiseaux introduits sont capables d exploiter les ressources endémiques : d autres oiseaux ont pu remplacer l action du dodo.(doc3) Ainsi, si le dodo et le tambalacoque ont pu coévoluer et développer une fructueuse collaboration à bénéfice réciproque, la disparition du dodo n a pas forcément entraîner la disparition de l arbre, d autres mécanismes ont pu se mettre en place pour compenser la disparition du dodo. Un article de «Pour la science» :

4 Exercice 4 : L Oyat des dunes. Anatomie : organisation. Phyiologie : fonctionnement Document 1 : coupe transversale de feuille d oyat (microcope optique X40) Je vois que - la feuille est recourbée, c est ainsi la face inférieure, reciuverte d un épaisse cuticule imperméable, dépourvue de stomates qui est exposée aux éléments. - L épiderme de la face inférieureest découpée en sillons profonds munis de poils, où sont localisés les stomates. Je sais que les somates sont des organes spécialisés dans la régulation des échanges de gaz et d eau. J en déduis que l anatomie de la feuille permet une protection des somates qui se retrouvent isolés du milieu extérieur. La crypte pilifère maintien autour des stomates grâce aux sillons et aux poils une atmosphère humide qui limite les pertes en eau.

5 La fermeture de la feuille varie en fonction de l hygrométrie. Dans un milieu sec la feuille se referme, isolant la crypte de l environnemnt sec, tandis que lorsque le milieu est plus humaide, la feuille s ouvre exposant les stomates et permettant les échanges sans risquer une forte deshydratation. Je sais que la plante perd son eau au niveau des stomates (evapotranspiration) J en déduis que la modulation de l ouverture de la feuille régule l exposition des somates à l environnement en fonction de l hygrométrie. En milieu sec, les somates, protégés dans la crypte ne libèrent pas d eau et cela évite la deshydratation.

6 Je vois que l ouverture des stomates est reglable et que cette ouverture est fonction des heures de la journée. Au cours d une journée chaude et sèche, ils vont être ouverts en milieu de matinée 75% et fin d après midi 80% (lumière + températureî ), tandis qu aux heures les plus chaudes 13-14H ils sont fermés. Je sais que les stomates en assurant les échanges gazeux, assurent le bon déroulement de la photosynthèse (absorption CO2), ils doivent donc être ouverts lorsque l ensoleillement est favorable. Mais ils assurent aussi les échanges d eau qui sont responsables de la deshydratation, donc aux heures les plus chaudes la fermeture des stomates limitent les pertes en eau. L oyat est un végétal qui vit dans un milieu sec. Pour lutter contre les pertes en eau qui se réalisent au niveau des stomates situés dans l épiderme des feuilles, il présente - des adaptations anatomiques : ses feuilles peuvent se refermer (doc1) en n exposant à l environnement que la face inférieure, dépourvue de stomates et imperméable Les stomates sont concentrés sur la face supérieure, protégés dans de profonds sillons bordés de poils qui retiennent l humidité et, ainsi limitent la deshydratation. - des adaptations physiologiques : l enroulement de la feuille se réalise en fonction de l hygrométrie. (doc2), ce qui permet d adapter l exposition des stomates à l environnement en fonction de la secheresse. Ceux-ci présentent une ouverture contrôlée la température. Lorsqu il fait chaud ils restent fermés et limitent ainsi les pertes en eau, en périodes moins chaudes, ils s ouvrent afin d assurer les échanges gazeux de la photosynthèse sans pour cela perdre trop d eau. Les oyats sont adaptés à leur environnement : ils ont développésdes mécanismes lui permettant d assurer ses fonctions dans un environnement agressif (secheresse).