DOCUMENTS PEDAGOGIQUES CYCLE II LE MILIEU TROPICAL SOMMAIRE VISITE DES SERRES (serres galeries ) -Informations sur la forêt tropicale et les milieux arides -Sensibilisation aux problèmes d environnement -Diversité des formes de végétation ( 2 milieux): serres tropicales ( humide et sèche) -Connaître quelques plantes utiles DECOUVRIR LA FLORE ET LA FAUNE -Grande serre et museum: repérer, à partir d indices photographiques quelques éléments de ces milieux, ( critères de classification de la faune). -Horaires d ouverture des serres et du muséum : page 2 -Mallette pédagogique ( documents complémentaires et livres ) à disposition : demander au jardinier des serres, M Brixtel. Dossier et illustrations (sauf p.5) élaborés par Chantal Grimpard Autorisation de reproduction dans le cadre scolaire Janvier février 2003 CHANTAL GRIMPARD http://www;ville-cherbourg SERVICE EDUCATIF DES MUSEES 109 Avenue de Paris 50100 CHERBOURG-OCTEVILLE 02 33 43 81 19 (répondeur) MUSEE THOMAS HENRY 02 33 23 39 30 Fax 02 33 23 39 31 chantal. grimpard@ ville-cherbourg.fr 1
HORAIRES D OUVERTURE DES SERRES ET DU MUSÉUM Pour une meilleure gestion des lieux Prévenir de votre venue Entrée gratuite pour tous les groupes scolaires SERRES Monsieur BRIXTEL Tél. : 02.33.53.12.31 entrée libre fermé le samedi, le dimanche et jours fériés 10H00-12H00 14H00-17H00 MUSÉUM Accueil du muséum dimanche après-midi : entrée gratuite pour tout public Tél. : 02.33.53.51.61 Fax : 02.33.03.48.01 Horaires d ouverture Du 1er oct. au 30 avril : lunsur rendez-vous : lundi, mardi, et le matin du mercredi au samedi. 1er avril au 30 sept. Ouvert tous les jours sauf lundi matin Ouvert du mercredi au samedi après-midi Du côté des I.O Cycle II Découvrir le monde Découvrir les caractéristiques communes du vivant, la diversité des êtres vivants et leurs milieux de vie -par l observation et la comparaison en vue d une classification sommaire -par l observation de milieux différents : interactions avec l environnement -par la sensibilisation aux problèmes d environnement, (fragilité des équilibres) Compétences Etre capable de -commencer à représenter l environnement, décrire oralement, localiser les différents éléments, (repérer sur des photographies) -situer les milieux étudiés sur une carte ou un globe Avoir compris et retenu -quelques aspects de la diversité des formes de végétation, (ici, milieu tropical humide et/ou sec), les observer, les identifier, les décrire -manifestations de la vie végétale : croissance, reproduction, besoins nutritifs -quelques critères élémentaires de classification -utiliser le dessin dans ses diverses fonctions 2
La forêt tropicale humide Actuellement, les forêts équatoriales occupent 7% de la surface des terres immergées : on la trouve en Amérique du Sud, Afrique, Asie et Australie Il y a 45 millions d années, elles couvraient des surfaces plus importantes. Ces forêts denses et humides restent toujours vertes. Dans ce milieu chaud à la température variant entre 24 et 28, aux pluies abondantes, au taux d humidité important (jusqu à 100 %), les arbres se développent rapidement et les feuilles se renouvellent toute l année. La durée du jour est pratiquement égale à celle de la nuit. La diversité des espèces est grande : cours d eau et clairières permettent la croissance d espèces particulières. Selon les régions, les forêts sont différentes. La faune y est abondante et diversifiée. Animaux diurnes et nocturnes se partagent les heures d activité, (espèces qui entreraient en compétition autrement pour la nourriture et l espace). La forêt présente plusieurs étages : La canopée, à 40 m de hauteur. Cette couverture feuillue et dense constitue un écran pour la végétation des étages inférieurs. De la canopée émergent quelques cimes d arbres géants, plus exposés au soleil, aux vents. Exposés à la lumière, des arbres fleurissent ainsi que lianes et plantes épiphytes (fixées sur les troncs et branches des arbres). Ici se concentrent la vie végétale et animale. Sous ce couvert,on trouve les arbustes à port étalé, plantes à larges feuilles, fougères arborescentes. Peu de vent dans ce milieu : insectes,oiseaux et mammifères disséminent pollens et graines en se déplaçant. Les plantes grimpantes (lianes) sont nombreuses : elles s enroulent et s accrochent sur le tronc des arbres et étalent leurs feuillage dans la canopée. Les plantes herbacées., petites plantes de sous-bois parfois très colorées qui captent mieux la faible lumière. Les sols sont relativement minces : bactéries, champignons, vers de terre y prolifèrent. 3
arbres émergents canopée Profil de forêt tropicale : Guyane française ( Forest and vegetation strate arbustive Tom Swamp) strate herbacée RICHESSES DE LA FORÊT Elle produit du bois, précieux comme l acajou, l ébène, le teck ou de moindre valeur pour le contre-plaqué par ex. Elle produit de nombreuses plantes alimentaires (dites aussi «utiles») : cacaoyer (pour le chocolat), manguier, papayer, bananier, igname, canne à sucre, ananas... et d épices : vanillier, poivrier, cannelier, giroflier...thé (dans le parc). De certaines plantes, les hommes ont su tirer des vertus pour un usage médical. Des produits tels le caoutchouc, le raphia proviennent de plantes de la forêt tropicale. DESTRUCTION : La forêt est menacée D après certains spécialistes : 12 % de la forêt d Amazonie déjà détruite. A ce rythme, les forêts auront disparu en 2 050. Plusieurs causes : - l agriculture Actuellement, de très grandes surfaces sont défrichées tant par des entreprises que par des émigrants défavorisés des grandes villes surpeuplées. Les terres sont vite épuisées, les champs rapidement abandonnés : les plantes pionnières étant détruites,, la forêt primaire ne peut se reconstituer. De grandes plantations d hévéa et de cacao prennent la place ou des prairies pour l élevage de bœufs, (hamburger, corned-beef et viande pour animaux).en Amérique du Sud. 4
-l exploitation du bois Les arbres de valeur sont peu nombreux (parfois un par hectare) : de grandes surfaces sont ainsi exploitées; les espèces sans intérêt laissées sur place. En 50 ans, la demande en bois des pays industrialisés a été multipliée par 18. Tout le bois exploité est exporté. - autres agressions : les exploitations minières, les barrages, les routes accélèrent sa dégradation. CONSÉQUENCES -la dégradation du sol Les pluies torrentielles érodent la mince couche d humus en frappant directement le sol (plus de frondaisons protectrices). L exposition au soleil provoque la déshydratation et la mort d une partie de la faune du sol. Dix ans suffisent à transformer la forêt en désert. -la modification de la végétation Dans la forêt, les graines et les jeunes semis ne survivent que dans l ombre humide. En plein soleil, ils ne peuvent se régénérer. Se développent alors des plantes qui supportent le soleil dont les graines peuvent se dessécher pour attendre le moment le plus propice pour germer. Une forêt secondaire se forme (arbres, de hauteur moyenne, à croissance rapide, à bois tendre, peu longévifs). Quand elle est à son tour défrichée, le sol et la végétation se dégradent de plus en plus : seules les plantes herbacées peuvent se développer. Il faut alors plus de 1 000 ans pour que la forêt se régénère. -cycle de l eau et climats Les forêts stockent de grandes quantités d eau et la restituent entièrement dans le sous-sol et l atmosphère sous forme de nuages. En l absence d arbres, l eau de pluie se retrouve rapidement dans les rivières, emportant les couches superficielles du sol, plus de restitution dans l atmosphère. Inondations et sécheresses se succèdent. Le cycle de l eau peut modifier les climats sur de grandes étendues. POURQUOI PRÉSERVER LA FORÊT? Rôle important joué par la forêt tropicale sur le plan climatique et de l équilibre des grands cycles biologiques, sur la biodiversité des espèces animales et végétales. Anticiper pour - les plantes ou animaux non observés ou étudiés encore. -le réservoir génétique : capital de médicaments et plantes alimentaires qui sera peut être exploité un jour. -peut-on détruire des formes de vie qui sont parvenues jusqu à nous? Que léguer aux populations futures? -les végétaux chlorophylliens constituent dans certaines chaînes alimentaires le premier maillon. Que faire? La surexploitation des forêts est avant tout un problème économique. Elles se trouvent toutes en pays en voie de développement pour lesquels la forêt est source de revenu. L agriculture est une question de survie pour des populations démunies ; mais ce sont les pays industrialisés qui consomment ces produits issus de la forêt. Des organismes internationaux tentent de trouver des solutions (scientifiques, techniques, financières) : -exploiter plus rationnellement : opérations de sensibilisation auprès des populations locales -mieux valoriser les produits -restaurer les sols dégradés -reboiser en choisissant soigneusement les espèces : expériences d agriculture inspirées des modes traditionnels -Et nous? supprimer de notre consommation des produits à l origine de la destruction des forêts? (bois tropicaux pour la menuiserie et production de boeuf intensive pour hamburgers) 5
Les milieux arides (ou désertiques) Un milieu aride désigne un endroit sec. Les déserts chauds ou froids, les vieux murs ou les tuiles d un toit mais également les prés salés ou les tourbières sont autant de milieux arides. L eau y est périodiquement indisponible. Ainsi «aride» n est pas synonyme de «chaud». Christian Broutin Aussi variées soient-elles, les plantes de milieu aride ont des points communs, consécutifs à leurs conditions de vie dans ce milieu : - L eau doit être rapidement absorbée, stockée et économisée pendant les longues périodes de sécheresse. - Des vents incessants ou le soleil peuvent accentuer l évaporation, l air est très sec. Les températures sont extrêmes et peuvent varier de 80 C à - 20 C la nuit, dans les «déserts chauds». Aussi est-il intéressant d étudier les stratégies de résistance et d adaptation aux contraintes de leur environnement. 6
VISITE DES SERRES Auparavant, en classe, situer sur un globe les régions tropicales. Approche sensorielle des deux serres : Laisser les élèves découvrir les 2 serres-galeries quelques minutes en leur demandant d être attentifs à ce qui différencie ces 2 milieux Quelles différences ont-ils remarqué? Décrire oralement Exemples -température : une serre plus chaude? -feuillage : plus développé : abondance de grandes feuilles, plantes plus hautes, plantes tapissantes..,( éventuellement plus de fleurs) dans l une ; plus de plantes à épines ou petites feuilles dans l autre.. -sol : terre assez humide dans l une, bruits d eau, bassin ; sol sec, caillouteux dans l autre.. Observation de milieux différents : reconnaître à partir de photographies, localiser Objectifs : -diversité des formes de végétation en fonction de leur adaptation au milieu -par ces observations, dégager des besoins nécessaires à leur survie Répartir les élèves en deux groupes ; retrouver quelques plantes à partir des «fiches élèves» (pages 9 et 10) afin d observer quelques caractéristiques. -Plantes des forêts tropicales besoin de lumière : certaines grimpent pour chercher la lumière en hauteur (plantes grimpantes, lianes ), d autres s accrochent au tronc des arbres (plantes épiphytes telles broméliacées, fougères ou orchidées). besoin d eau : feuilles larges ou en gouttière pour récupérer l eau ou développement de racines aériennes appelées improprement lianes ( tel le philodendron). -Plantes des milieux arides besoin de recueillir et garder l eau en réserve : dans la tige, en la dirigeant par des cannelures ou dans des feuilles épaisses (agave, sedum) besoin de se protéger du soleil ou des vents desséchants : en ayant des petites feuilles souvent réduites à des épines ( moins de surfaces exposées au soleil). Regroupement des élèves : chaque groupe présente ce qu il a découvert à l autre ce qui permet à l enseignant de situer les difficultés majeures rencontrées par les élèves, de repérer ce qui a été compris et d apporter quelques informations. 7
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LES SERRES : UN MILIEU TROPICAL RECONSTITUÉ Par l observation du contexte, préciser l intervention de l homme pour que les plantes puissent vivre et se développer. De quoi ces plantes ont-elles besoin? Laisser les élèves observer, rechercher, noter (ou coder). Informations techniques qui peuvent être constatées par les élèves EAU Branchement d eau Apport d humidité ( bassins, rigole de bambou) par évaporation Hygromètre(taux d humidité) LUMIERE Vitres peintes pour atténuer la brûlure du soleil CHALEUR Tuyauteries chauffage central Thermomètre (Température ambiante) L entretien et l écologie Dans leur milieu naturel (forêts tropicales et équatoriales) : l eau et les sels minéraux circulent (précipitations, décomposition des végétaux qui permettent aux plantes de trouver une nourriture suffisamment riche) la pollinisation de certaines plantes est assurée par des insectes ou des animaux (oiseaux, chauves-souris...) les graines sont disséminées (par des animaux, par le vent...) la faune est abondante et diversifiée le vent et la pluie nettoient la surface des feuilles qui captent la lumière. En serre, ces facteurs n existent pas (ou peu) : l homme y pallie : par des arrosages réguliers au sol et au niveau des feuilles en tempérant leur ensoleillement trop direct par une peinture blanche sur les vitres ce qui ne se voit pas par des apports d engrais et d humus (sol débarrassé d un surplus de plantes fanées par esthétisme d une part, pour éviter le développement de champignons et de bactéries d autre part). en protégeant les plantes des parasites, à défaut des prédateurs (traitement phytosanitaire approprié et régulier. en intervenant : dans la pollinisation de certaines plantes (vanille par exemple), dans la reproduction par bouturage, rejets, graines (en serre de multiplication). en taillant des plantes qui se développent d une manière plus importante. LA REPRODUCTION Documents dans la mallette et informations possibles auprès du jardinier Pour rencontre avec le jardinier des serres : téléphoner auparavant.( M Brixtel O2 33 53 12 31 ) -les semis de graines, la germination 9
-la multiplication par bouturage ou reprise de rejets 10
FICHES ELEVES cycle II Observation de milieux différents : humide. serre tropicale Retrouve ces plantes dans la 1ère galerie : Les plantes ont besoin de lumière Comment font-elles? Elles s accrochent au tronc des arbres Elles grimpent vers le soleil Les plantes ont besoin d eau recueillent l eau par des grandes feuilles Observe comment elles par des feuilles en gouttière 11 par des racines aériennes
FICHES ELEVES cycle II Observation de milieux différents : serre tropicale sèche. Retrouve ces plantes dans la 2ième galerie : Les plantes ont besoin de recueillir l eau (ou la rosée) qui coule le long des cannelures Les plantes ont besoin de garder l eau en réserve dans des feuilles épaisses dans leur tronc Les plantes ont besoin de se protéger du soleil les feuilles sont petites, peu nombreuses ou réduites à des aiguillons (très piquants! ne pas y toucher!) 12
MILIEU HUMIDE OU MILIEU SEC? EN CLASSE Retrouve le milieu de vie de ces plantes tropicales en reliant ce qui convient 13
VOYAGE DANS LA FORET TROPICALE ( GRANDE SERRE MUSEUM ) C est un temps de découverte, d observation et de repérage de quelques caractéristiques de la faune et de la flore tropicales. Dans la grande serre tropicale Demander la mallette au jardinier des serres : elle contient les «fiches-découverte», des fiches «plantes utiles» et des livres. Après un moment de découverte du milieu (espace impressionnant par son volume, l odeur dégagée par certaines plantes, la taille des végétaux et les oiseaux en liberté), regrouper les élèves pour leur présenter l activité. Dans la grande serre tropicale et le museum A la recherche des «trésors» Répartition des indices photographiques entre les élèves Vert clair Plantes, Grande serre, tropical humide Jaune Plantes, Serre-galerie, tropical sec Vert foncé Orange Animaux, Museum, tropical humide Animaux, Museum, tropical sec Si les élèves ne découvrent pas la plante ou l animal au premier indice, leur fournir le 2ième voire le 3ième (qui intervient en solution au problème posé). Cette recherche a pour but d amener les élèves à observer des détails qu ils n observent pas. Ils découvriront ainsi des particularités des milieux tropicaux et prendront des repères pour les éléments qu ils choisiront de dessiner. Dessin Chaque élève choisit une plante ou un animal qui évoque le milieu tropical. Sec ou humide? Il s agira ici, pour l élève lors de son choix, de différencier les animaux ou plantes qui vivent dans les forêts tropicales de ceux qui vivent en régions désertiques. Observer avec attention -pour les plantes : la forme et la grandeur des feuilles, les nervures, les tiges ou le tronc, leur aspect (lisse?rugueux?recouvert d épines?de fibres? ),les décrire avant de les dessiner au crayon à papier. -pour les animaux : les poils, plumes ou écailles qui recouvrent la peau, le nombre de pattes (s il y a), la forme du corps 14
Ces dessins seront exploités en classe pour des recherches plastiques sur le graphisme, la composition 15
Reconnaître quelques plantes utiles ou remarquables Sans pouvoir observer le fruit ou le tubercule, les élèves peuvent néanmoins repérer les plantes d origine dont le fruit est connu (étiquettes jaunes dans la serre et fiches dans la mallette), notamment : -plantes dites utiles : bananier, caféier, gingembre, vanillier(orchidée) -plantes remarquables par leur taille ou leur aspect : palmiers, cicadées, philidendrons 16