INTRODUCTION Il y a un siècle, le Nord- Pas de Calais était recouvert par 30 % de zones humides. Aujourd'hui ces zones réduites à une peau de chagrin, ne couvrent plus qu'1% du territoire. Ce constat alarmant reflète la fragilité de ces milieux et nous signale qu'il est temps d'agir. Agir par la découverte, la compréhension et la sensibilisation à ces milieux est un bon moyen pour préserver la richesse que nous offre la nature. C'est le but que nous souhaitons atteindre lors des animations "mare" que vous allez suivre. Ce livret pédagogique vous informe sur le sujet, reprend les notions abordées sur le terrain et les approfondie afin que vous puissiez aller plus loin avec vos élèves en classe. LA MARE : ORIGINE ET FORMATION La mare est une étendue d'eau pouvant être temporaire, la mare est d une taille variable, pouvant mesurer de 1 à 5000 m². Sa profondeur n excède toutefois pas 2 m, laissant toutes les couches d eau sous l influence du rayonnement solaire. De formation naturelle ou anthropique, elle se trouve dans des dépressions imperméables, en contextes rural, périurbain voire urbain. ORIGINE HISTORIQUE Les mares sont à 99% d'origine humaine. En effet, de tout temps elles ont été créées par l'homme afin d'accomplir différentes taches: - abreuvoir pour les animaux - réserves d'eau pour les incendies - élevage des canards pour la ferme Les mares naturelles mettent plusieurs années à se former.
NAISSANCE ET ÉVOLUTION Qu'elle soit d'origine anthropique ou naturelle, la formation d'une mare suit les mêmes étapes évolutives: 1 2 3 4 5 Cas d une mare artificielle : - étapes 1 et 2 : la première étape est de creuser un trou, qui se remplit naturellement (précipitations) ou qu on remplit. Si le sol n est pas imperméable, la présence d une bâche est nécessaire ; - étape 3 : les végétaux et insectes transportés par le vent atterrissent dans la mare, se décomposent et libèrent des éléments nutritifs en formant une couche d humus. Cette nourriture permet à d autres espèces de se développer, qui à leur tour mourront et se décomposeront, permettant à terme l installation de végétaux plus «évolués» ayant besoin d un apport nutritif supérieur ; - étape 4 : le vent et les oiseaux (notamment) transportent des graines de plantes qui prendront racine et germeront sur les rives ; - étape 5 : le monde végétal peut se développer autour de la mare, attirant alors la faune qui lui est associée : la mare est née Cas d une mare naturelle : La seule différence est la «naissance» de la mare : l homme ne creuse pas le trou, celui-ci est naturellement présent. Deux cas peuvent alors se présenter : - l eau de la mare provient des nappes souterraines (nappes phréatiques) qui affleurent - le sol est naturellement imperméable (présence d une couche d argile) et retient l eau des précipitations ou du ruissellement
LA MARE : IMPORTANCE ÉCOLOGIQUE ET MENACES FONCTIONS ÉCOLOGIQUES - conservation de la biodiversité - régulation hydrologique - épuration des eaux - réserve d eau pour la faune - microclimat UN BESOIN DE GESTION CONSTANT L évolution naturelle d une mare est de se combler. Des plantes envahissantes prennent le dessus, et en se développant obstruent la zone en eau. La formation de matière organique en quantité plus importante permet le développement d arbustes, puis d arbres. Cette succession est illustrée par les schémas ci-dessous : On comprend alors que sans l'intervention de l'homme, il n'y aurait rapidement plus de mares, contribuant à mettre en péril la survie générale des zones humides. LES MENACES Au niveau national : disparition de 90% des mares existant en 1900 et de 50% des mares existant en 1950 Au niveau régional : 30% du territoire régional était couvert de zones humides vers 1900, moins de 1% actuellement Les principales causes de disparition sont l'extension de l urbanisation et des zones d agriculture intensive
LE FONCTIONNEMENT D UNE MARE APPORTS ET PERTES D EAU
RÉSEAU TROPHIQUE PHYTOPLANCTON PRODUIT DE O 2
L EAU IMPORTANCE DE L EAU Vue de l'espace, la Terre paraît bleue. C'est normal, 71% de sa surface est occupée par l'eau. Sans eau, la vie serait impossible: il y a 3 milliards d'années les premiers êtres vivants apparurent dans l'eau. L eau est un constituant essentiel des animaux et des végétaux. Elle alimente la sève des plantes, qui transporte les éléments nutritifs indispensables à leur croissance. Chez les animaux, elle irrigue chaque cellule. Elle leur apporte des substances nutritives et les débarrasse des déchets et des toxines. Privés d eau, une plante ou un animal ne peuvent survivre très longtemps. L'eau a une autre action primordiale: l'érosion. En effet, elle sculpte le paysage. Elle arrondit les montagnes, creuse les vallées et attaque la base des falaises. Un homme peut survivre plusieurs semaines sans manger. Privé d eau, il est condamné au bout de deux jours seulement. Élément vital au même titre que l air que nous respirons, l eau nous est donc indispensable. D elle dépend notre survie quotidienne. Ce qui n a rien d étonnant quand on sait que l'eau est le principal constituant du corps humain. La quantité moyenne d'eau contenue dans un organisme adulte est de 65 %, ce qui correspond à environ 45 litres d'eau pour une personne pesant 70 kilogrammes. LES ÉTATS DE L EAU ET SON CYCLE L'eau peut exister sous trois états différents: - l'état liquide ; - l'état gazeux ; - l'état solide. Ces trois états sont mis en jeu lors du cycle constant dans elle fait partie. Les deux pages qui suivent ont été tirées d'un petit dossier documentaire écrit par Christian Lamblin intitulé: «L'eau dans tous ses états» (éditions Nathan, 1999). Elles synthétisent parfaitement ces notions d'état et de cycle de l'eau.
LA MARE, MILIEU À LA BIODIVERSITÉ EXCEPTIONNELLE : LES AMPHIBIENS Les Amphibiens sont présentés dans un livret pédagogique spécifique, intitulé «Un Dragon! Dans MON jardin?». Il est disponible au CPIE Flandre Maritime. LA MARE, MILIEU À LA BIODIVERSITÉ EXCEPTIONNELLE : LES INSECTES La caractéristique principale d'un insecte est de posséder 6 pattes. Cependant, ce règne animal étant l'un des plus riche au monde, ce critère est bien trop vaste pour différencier les espèces! Ici, afin de reconnaître les insectes que nous observons à la mare, nous avons choisi de les diviser en 2 groupes principaux : les insectes vivant une partie de leur vie sous forme de larve aquatique et l'autre hors de l'eau, et ceux passant leur vie entière dans l'eau. Les gastéropodes sont rapidement mentionnés dans un troisième groupe. LES INSECTES VIVANT SOUS FORME DE LARVES AQUATIQUES PUIS HORS DE L EAU Présentation générale Les Odonates Odonate signifie «aux mâchoires dentées», ordre divisé en deux sous-ordres : - les vraies «Libellules», ou anisoptères (= ailes inégales) - les «Demoiselles» ou zygoptères (= ailes égales) Leur corps est divisé en 3 parties : - la tête - le thorax - l abdomen Elles portent sur la tête une paire de très courtes antennes et des yeux composés qui leur donnent une vue perçante. Toutes ont en commun de mener une vie aérienne à l état adulte, d être aquatiques à l état larvaire et d être carnassières à tous els stades de leur développement. Comme tous les insectes, les odonates subissent un certain nombre de mues avant d atteindre la forme adulte.
Cycle de vie
On appelle «génération», l'évolution complète depuis l'état d'œuf jusqu'à l'état adulte. Le cycle évolutif varie suivant les espèces et constitue souvent un caractère distinctif. Reproduction Vers le moi de mai, les couples se forment, donnant lieu à d étonnantes figures en forme de cœurs. Ponte Suite à l'accouplement, la femelle dépose ses œufs soit en les insérant dans les plantes, soit en les abandonnant dans l'eau. Le développement des œufs peut être de deux types : ceux à éclosion rapide, de l'ordre de quelques jours à 3 semaines, ceux à éclosion retardée qui survient alors plusieurs mois après la ponte. Les œufs donnent naissance à une prolarve, puis à une larve qui grandit à la suite de mues dont le nombre diffère d'une espèce à l'autre et parfois dans la même espèce. Il y a 9 à 16 mues.
Croissance La croissance larvaire peut s'effectuer soit en quelques mois avant l'hiver, soit sur un an ou plus. Elle s'effectue dans l'eau. Au terme de sa croissance, la larve quitte le milieu progressivement en quelques jours. Elle grimpe sur une plante ou tout autre support aérien, opère alors une dernière mue (ou mue imaginale) qui la métamorphosera en adulte (ou imago). Après une période plus ou moins longue de maturation sexuelle, les couples se forment et une nouvelle génération commence. Métamorphose Le passage de la vie aquatique à la vie aérienne ne se fait pas brusquement mais par étapes. Quelques jours (parfois quelques semaines) avant l'éclosion, la larve commence à quitter l'eau par intervalles de plus en plus longs, respirant progressivement, jusqu'au jour où elle quitte l'eau et se hisse sur un support. L'éclosion proprement dite débute de la même façon chez toutes les libellules. Le thorax se dilate un peu et la peau de la larve se fend entre les deux fourreaux alaires (enveloppes où se trouvent les futures ailes). Ensuite la déchirure s'agrandit laissant saillir le thorax de l'adulte; la tête apparaît puis les pattes et les ailes. L'émergence dure, selon les espèces, de quelques minutes à 2 heures. Un temps orageux favorise parfois une sortie massive des libellules. De toutes les étapes du développement que connaît la jeune libellule, c'est certainement la période la plus difficile pour la survie de l'espèce, la vulnérabilité de l'individu étant alors la plus forte. Cependant, même si les prédateurs sont une cause importante de mortalité à ce stade, les facteurs climatiques comme le vent et le froid, et des facteurs biologiques comme le surnombre rendent parfois précaire le déroulement de la métamorphose et contribuent à la réduction des populations. Maturation L'insecte qui vient de se transformer n'est pas immédiatement apte à la reproduction. Les adultes immatures s'éloignent généralement des milieux qui l'ont vu naître. Ces déplacements s'effectuent à des distances plus ou moins grandes, l'individu se laissant alors porter par des courants aériens.
Les Moustiques Les femelles pondent les œufs à la surface de l'eau, ceux-ci y flottent alors par paquets. Après l'éclosion, les larves apparaissent, leur corps est allongé et est recouvert de soies devenant de plus en plus courtes vers l'arrière. Elles pendent à la surface de l'eau, la tête en bas respirant grâce à des cornets respiratoires et se déplacent de manière saccadée. Si elles détectent un danger au dessus du niveau de l'eau, elles descendent alors se réfugier en profondeur pour se mettre à l'abri. Les Éphémères Les larves d'éphémères se rencontrent souvent dans les endroits sablonneux où elles s'enfouissent facilement. Elles se nourrissent de détritus organiques et d'algues. Les larves ont besoin de 2 ans pour se développer. Les éphémères une fois adultes, s'accouplent le plus souvent en vol. Le mâle meurt après l'accouplement. Chez certaines espèces, la femelle pond en vol, en trempant l'extrémité de l'abdomen dans l'eau.
Les Trichoptères A l état adulte, ces insectes rappellent des papillons de nuit. Au repos, les ailes sont disposées en toit. Cependant, au lieu d écailles, ce sont des poils fins très souvent brunâtres qui recouvrent les deux paires d ailes. Les larves sont essentiellement aquatiques et sont bien connues des pêcheurs. En cherchant sous les pierres des ruisseaux ou parmi les végétaux morts des mares, on rencontre facilement ces étranges créatures. Nombre d entre elles fabriquent un fourreau de soie protecteur sur lequel elles fixent divers matériaux : brindilles, sable, micro-coquillages, feuilles La tête et le thorax seuls sortent du fourreau ce qui permet à l insecte de se balader avec sa maison. Cette particularité leur vaut le surnom de «porte-bois»
LES INSECTES PASSANT LEUR VIE DANS LA MARE Les Dytiques Ce sont de grands coléoptères de 3 cm de longueur environ. Les adultes restent le plus clair de leur temps sous l'eau, ne remontant que pour venir chercher de l'air. Ils remontent à la surface 4 à 7 fois par heure en utilisant l'extrémité de leur abdomen pour faire des provisions d'air. Les adultes ayant la capacité de voler, ce sont les premiers colonisateurs des points d'eau nouvellement formés. Ils se nourrissent d'insectes aquatiques, parfois même de petits poissons ou de jeune tritons. Les larves se métamorphosent dans un petit trou dans la terre humide. Au bout de quelques semaines apparaît l'imago. L'adulte hiverne dans l'eau et pond au printemps suivant, le plus souvent dans l'eau. Elles sont obligées de remonter à la surface pour pouvoir respirer. Elles ont de puissantes pinces avec lesquelles elles attrapent des têtards et des petits poissons.
Les Nèpes Ces punaises aquatiques mesurent 2 cm et possèdent un tube conducteur d'air ressemblant à un tuba. Elles ont un corps court, robuste, leurs pattes antérieures se sont transformées en pattes ravisseuses servant à capturer des proies. Elles possèdent un organe hydrostatique leur permettant de savoir la profondeur à laquelle le conduit d'air atteint encore la surface. Les nèpes se nourrissent de têtards, de larves d'insectes et parfois même de petits poissons. Les femelles pondent des œufs munis de 6 à 9 appendices qui les relient à la couche d'air, les alimentant ainsi d'oxygène. Les Notonectes Ce sont également des punaises aquatiques, qui mesurent 1,5 cm de long. Les notonectes nagent sur le dos pour pouvoir respirer à la surface. Ils se déplacent par saccades en utilisant leurs pattes arrières comme des rames. Ils détectent leurs proies grâce aux vibrations provoquées par celles-ci à la surface de l'eau, les tuent avec leurs pattes antérieures et injecte une substance qui les décompose; il ne leur reste plus qu'à aspirer la bouillie ainsi formée. Les femelles pondent environ 200 œufs dans les tiges des plantes.
Les Corises Elles mesurent environ 1,5 cm et ressemblent aux notonectes. Elles nagent sur le ventre, emmagasinant l'air sous leurs ailes. Chose étonnante : elles sont plus légères que l'eau, et doivent s'agripper à une plante du fond pour ne pas remonter à la surface! Elles possèdent des ailes développées qui leur permettent de voler, c'est même la seule punaise capable de décoller à partir de la surface de l'eau! Elles se nourrissent d'algues qu'elles détachent à l'aide de leurs pattes antérieures. Les femelles pondent leurs œufs dans les feuilles et les tiges des plantes aquatiques. Les Gerris Punaises vivant à la surface de l'eau, avec de longues antennes et de grands yeux, elles mesurent environ 1 cm. Les gerris courent à la surface de l'eau grâce à leurs pattes médianes et postérieures. Ce sont des prédateurs repérant leurs proies grâce aux vibrations émises à la surface de l'eau. Les proies capturées sont généralement des insectes, des petits invertébrés et des larves d'insectes aquatiques.
Les Chironomes Ce sont des Diptères. La larve du chironome plumeux est très présente dans la mare. Celle-ci est rouge. Elle vit dans une galerie en forme de "U". Les extrémités de ces galeries apparaissent sur le fond vaseux comme des cheminées. La larve se nourrit de détritus tombés au fond, d'algues et de bactéries qu'elle capture à l'aide d'un filet à l'intérieur de la galerie. Elle ronge également les parois visqueuses de sa galerie ou sort la tête pour se nourrir sur le fond vaseux. Le sang des larves de chironomes contient de l'hémoglobine capable de lier l'oxygène, ce qui leur permet de vivre dans des milieux pollués et pauvres en oxygène.
Les Limnées et les Planorbes Ces gastéropodes raclent les algues fixées sur les pierres et les plantes, consomment les plantes aquatiques déperissantes et animaux morts tombés au fond de la mare. Chez les limnées, la forme de la coquille varie, mais elle est généralement spiralée, sans opercule, tandis que chez les planorbes, elle est aplatie, enroulée en spirale, formant une galette plus fine au milieu. Planorbe Limnée
LA MARE, MILIEU À LA BIODIVERSITÉ EXCEPTIONNELLE : LA FLORE Le schéma ci-dessous représente l'étagement classique de la flore rencontrée au bord et dans les mares. On constate que plus l'on se rapproche de la mare, plus les plantes sont - ce qui est logique - adaptées à l'eau.
QUELQUES HYDROPHYTES Potamot Lentilles
QUELQUES HÉLOPHYTES Jonc Iris faux-acore
QUELQUES HÉLOPHYTES Massette Roseaux
QUELQUES HYGROPHILES Lysimaque Eupatoire chanvrine
QUELQUES HYGROPHILES Épilobe hirsute Salicaire commune
QUELQUES HYGROPHILES Epipactis des marais Pulicaire dysentérique
QUELQUES HYGROPHILES Menthe aquatique Butome en ombelle