4. L écosystème 4.1. «L écosystème»: Informations Lien pour accéder à la fi che pdf directement imprimable pour les élèves (Les 2 parties) Lien pour accéder à la fi che pdf directement imprimable pour les élèves (partie «l écosystème») Lien pour accéder à la fi che pdf directement imprimable pour les élèves (partie «les mouvements des cours d eau et la biodiversité») L écosystème : Les liens entre les espèces : Un écosystème, c est : - un ensemble d êtres vivants qui vivent ensemble sur un territoire - un milieu dans lequel vivent les différents êtres vivants. - et tous les liens qu il y a, d une part, entre les espèces, et d autre part, entre les espèces et le milieu. Sur la terre, il y a de nombreuses espèces d animaux et de végétaux. Ces êtres vivants sont liés entre eux par le réseau alimentaire. Le réseau alimentaire est ce qui relie les espèces entre elles par la nourriture. Ce réseau comporte 5 types d êtres vivants. 1) A la base de ce réseau, il y a les végétaux terrestres et aquatiques qui se développent grâce à l énergie du soleil. Ces espèces s appellent les producteurs. Dans les milieux aquatiques, le producteur le plus important est le plancton végétal. C est un ensemble d algues microscopiques portées par le courant de l eau qui est à la base de la vie des milieux aquatiques. 2) Ces végétaux sont consommés par les herbivores. Ce sont les consommateurs primaires. 3) A leur tour, les herbivores sont mangés par les carnivores, les consommateurs secondaires. 4) Enfi n, après les carnivores, nous trouvons les super prédateurs, qui s en nourrissent. Ce sont les consommateurs tertiaires. 5) Enfi n, il y a tous les êtres vivants des bactéries aux champignons en passant par les insectes qui se nourrissent des animaux et des végétaux morts. Ce sont des décomposeurs. Ils transforment la matière organique (MO) morte en matière minérale (MM), qui va pouvoir être réutilisée par les producteurs pour se développer. Le cycle de la vie est ainsi bouclé. page 1
Certaines bactéries sont dangereuses pour l homme. Elles peuvent se développer dans l eau des rivières et des lacs. Il faut donc éviter de boire directement cette eau! En fait, si nous reprenons tout depuis le début, nous peuvons dire que l énergie issue du soleil circule à travers le réseau alimentaire. Une pyramide écologique d un milieu aquatique montre bien le fonctionnement du réseau alimentaire et la circulation de l énergie. Tu vois donc que des liens très forts existent entre les espèces. Si l une d entre elles disparaît, d autres risquent de disparaître à leur tour et ainsi de suite par «effet domino»! N oublie pas que l homme fait partie de la chaîne alimentaire, d où l importance pour nous de préserver la richesse des milieux, qu on appelle la biodiversité! page 2
Les liens entre les espèces et le milieu : Les végétaux et les animaux sont différents selon le milieu dans lequel ils vivent. Ils s adaptent aux caractéristiques que sont principalement le climat, le type de sol et les facteurs chimiques. Prenons quelques exemples. Le climat : Alors que des espèces aquatiques ou terrestres peuvent vivre dans des milieux chauds, d autres vont préférer des milieux plus froids. Par exemple l ours polaire, tu sais sûrement qu il est fait pour vivre où il fait très froid. De même le dromadaire est parfaitement adapté au désert! C est la même chose pour les espèces qui vivent chez nous. Elles sont adaptées et contraintes par leur milieu. Pour certaines, si la température du milieu baisse ou monte de quelques degrés seulement, elles peuvent mourir! La truite, par exemple, ne peut pas vivre si l eau est trop chaude! Une eau au delà de 20 C lui est fatale! Le sol : Les espèces sont adaptées à certaines conditions ons de vie. Notamment les plantes ne poussent pas au hasard et sont différentes suivant le type de sol. Par exemple, le myrtillier est une plante que l on rencontre très souvent dans le département de la Loire. Elle aime particulièrement les sols acides. Cette plante possède des vertues médicinales et est très connue pour ses fruits, les myrtilles! Ligue de l'enseignement I Un myrtillier Les facteurs chimiques : Dans l eau et dans l air, il y a toutes sortes de minuscules éléments invisibles à l œil nu. Ce sont des molécules. Ces éléments, comme les gaz par exemple, infl uencent fortement les types d espèces rencontrés. Certaines espèces aquatiques ont besoin qu il y ait beaucoup d oxygène dissous dans l eau et d autres moins. La truite est un poisson qui a besoin de beaucoup d oxygène! page 3
Ces différents facteurs (climat, sol et chimie) dépendent du lieu, de l altitude et de l éloignement à la mer (climat continental ou océanique) et plus généralement de la façon dont la rivière évolue de l amont vers l aval (cf partie évolution d un cours d eau). Les mouvements des cours d eau et la biodiversité : Tout au long du cours, les poissons mais également les oiseaux et la végétation des bords de rivières évoluent et peuvent caractériser l endroit entre la source et l estuaire. page 4
De plus, comme nous l avons vu, la rivière évolue sur les côtés (cf partie évolution d un cours d eau dans la largeur). Dans un virage, en érodant une de ses rives (bords de la rivière), la rivière peut créer des falaises qui accueillent guêpiers, martins pêcheurs, hirondelles, insectes divers Sur la rive opposée en déposant des sédiments la rivière crée des plages permettant par exemple à des oiseaux de nicher (sternes,.). Dûrzan cîrano I Hirondelles de rivage FNPF I Martin pêcheur Marek Szczepanek I Guêpier Enfi n, la crue elle-même, grâce à la quantité d eau qu elle transporte t peut modifi er complètement le lit de la rivière et créer de nouveaux milieux accueillant un très grand nombre d espèces animales et végétales. Elle est indispensable au fonctionnement normal de la rivière. page 5
4.2. «L écosystème»:: présentation de l activité I.O Les objectifs pédagogiques: - Comprendre que les êtres vivants dépendent les uns des autres et sont reliés à un milieu de vie particulier. Les liens avec les programmes scolaires: - L adaptation des êtres vivants aux conditions du milieu - Place et rôles des êtres vivants ; notions de chaînes et de réseaux alimentaires Compétences: - Exploiter les résultats d une recherche en utilisant un vocabulaire scientifi que. - S informer, se documenter Les pré-requis: - Pré-requis 1: savoir qu un cours d eau évolue et que les conditions du milieu changent (cf partie évolution d un cours d eau) page 6 I.O
4.3. «L écosystème»: questionnement 4.3.1. Aperçu de la page de questionnement : Dans cette partie, les élèves doivent s interroger sur les interactions, les liens qui existent entre les êtres vivants et entre les êtres vivants et leurs milieux. Les élèves cherchent les raisons de la présence (ou non) d espèces à un endroit donné. Appréhender la notion d écosystème et ses composantes est important pour ensuite comprendre en quoi les activités humaines peuvent avoir une infl uence sur le milieu et sur les êtres vivants qui y vivent. Le travail proposé permet d approcher ce qu est l écosystème mais pas de le définir, c est à l enseignant, suite à l activité, de le définir à partir de ce qui a été compris. Pour rappel, un écosystème, c est : - un ensemble d êtres vivants qui vivent ensemble sur un territoire - un milieu dans lequel vivent les différents êtres vivants. - et tous les liens qu il y a, d une part, entre les espèces, et d autre part, entre les espèces et le milieu. Les animaux sont liés entre eux par la chaîne alimentaire (d autres liens existent) et ces animaux sont aussi liés au milieu qui les entoure. Le sol (riche ou pauvre, épais ou mince ) infl uence les espèces végétales présentes. Le climat (la température de l eau ou de l air, ), la présence d eau, l exposition au soleil, le relief, favoriseront ou non la présence de certaines espèces. Enfi n les facteurs chimiques du milieu (molécules (gaz comme l oxygène, ), sels minéraux, ) intéragiront avec les êtres vivants qui s y trouvent. (cf. Partie information) page 7
4.3.2. Déroulement de la séance (suggestions). 1. Phase de réfl exion Dans un premier temps, après lecture du questionnement, clarifi é si nécessaire, demandez aux enfants de réfl échir individuellement à une hypothèse expliquant la présence de tous ces êtres-vivants au même endroit. 2. Discussion et échange des hypothèses de chacun Prenez ensuite un moment collectif de synthèse des hypothèses trouvées. Pendant cette étape, vous pourrez guider la classe sur la bonne voie en attirant son attention sur : - les besoins des êtres-vivants : - nourriture - habitat - climat - 3. Sélection et écriture des hypothèses Suite à la réfl exion de groupe, vous pourrez avec la classe écrire les hypothèses et sélectionner si nécessaire celles que l enquête permettra de valider ou d invalider. Voici des exemples d hypothèses qui peuvent être formulées (issues des tests dans les écoles) : - - Et une hypothèse (précise et correcte) qui peut être formulée : Oui, il y a bien une raison à la présence de ces espèces dans le même milieu. Les différentes espèces ont toutes (sauf la truite en réalité mais il s agira pour les enfants de s en apercevoir par eux-mêmes dans la phase d enquête!) des besoins auxquels le milieu peut répondre. Il y a des liens entre les espèces et entre les espèces et le milieu (c est un écosystème). page 8
4.4. «L écosystème»: mène l enquête! 4.4.1. Aperçu de la première page d investigation : Grâce à une recherche documentaire, les enfants devront confronter les informations qu ils trouvent sur les besoins des différentes espèces rencontrées par Léa et Samuel avec les informations sur leur milieu de vie qui se trouvent sur la page d investigation ci-dessus. 4.4.2. Déroulement de la séance (suggestions). 1. Etude du document : Prenez un moment avec les élèves pour lire la page et lister d abord les sources d informations dont la classe peut disposer (Dictionnaires, encyclopédies, autres ouvrages, Internet ). Si vous le souhaitez vous pouvez ne pas réaliser la recherche d informations et utiliser directement les cartes d informations données à l étape 3 du déroulement de la séance et passer directement à la phase 4 de vérifi cation des hypothèses. 2. Défi nition des groupes et réfl exions : Listez avec la classe les différentes informations à rechercher pour chacune des 5 espèces (à partir des hypothèses qui ont émergé pendant la phase de questionnement (cf partie 4. 3. 2) et des informations données sur la carte d informations sur le milieu : lieu, eau, lit de la Loire, climat, bords du cours d eau et sol des berges). Préparez des fi ches êtres-vivants que les élèves pourront ensuite compléter au fur et à mesure de l avancement de leurs recherches. Nous vous conseillons d organiser des groupes qui iront à la recherche de différentes infor- page 9
mations. 3. La recherche Vous pouvez organiser la recherche selon vos souhaits (livres, Internet ). Vous pouvez utiliser le moteur de recherche «ExpLoire@cteurs» qui permettra aux élèves de trouver les informations nécessaires. Voici les fi ches d informations des 5 espèces sur lesquelles les enfants travaillent. Ces informations permettent d expliquer leur présence (ou non) à l endroit où Léa et Samuel pensent les avoir vues. Accès fi ches imprimables BROCHET : Informations SAULE MARSAULT: Informations CASTOR: Informations Lieu de reproduction: Prairies inondables, bras morts, végétation aquatique. Habitat: Eaux calmes- il supporte les températures élevées (plus de 20 C). Nourriture : Petits poissons en grande parties (gardons, chevesnes ), écrevisses, grenouilles Habitat: Bords de rivière, milieux humides. Le sol doit être frais. Il vit sur des sols très peu profonds (quelques centimètres). Nourriture : Minéraux qu il trouve dans le sol grâce à ses racines. Climat: Continental, océanique. Habitat: Bords de rivière, milieux humides. Nourriture : Arbres tendres, en grandes parties saules et peupliers. Comportement: Il vit en grande partie dans l eau et peut être aperçu sur une berge. CORMORAN: Informations TRUITE FARIO: Informations Habitat: Rivières calmes, lacs, étangs. Nourriture : Petits poissons en grande parties (gardons, chevesnes ), écrevisses, grenouilles Climat: continental, méditerranéen, tropical. Lieu de reproduction: nid dans les galets au fond de la rivière où les œufs sont déposés. Habitat : Rivières courantes, froides (moins de 20 C) et bien oxygénées. Nourriture: Insectes, larves, crustacés, petits poissons. Comportement: Migrateur. Si vous recherchez des informations sur ces espèces vous constaterez que leurs habitats, leurs alimentations, les climats qui leurs correspondent ne sont peut-être pas aussi tranchés que ci-dessus. Les informations présentées sont sélectionnées pour les besoins de l exercice et ne sont pas exhaustives. Dans la partie information sur l écosystème est expliquée l importance du mouvement des cours d eau et de la crue pour de très nombreux êtres vivants. Le brochet est une espèce qui a besoin pour se reproduire de prairies inondables ou de bras morts dans lesquelles il déposera ses œufs à l abri des courants. Ainsi c est la crue qui permet en grande partie au brochet de se reproduire. Il est donc intéressant de questionner les élèves sur les besoins de cette espèce page 10
pour leur faire percevoir l importance des crues (accession aux prairies inondables et aux bras morts), du libre déplacement du fl euve (création des bras morts). 4. Bilan commun Prenez ensuite un moment avec tous les groupes pour croiser les différentes informations sur les espèces et le milieu et répondre aux questions posées dans le cahier enfant pour guider leurs recherches. Différentes formes de tableaux peuvent permettre de mettre en évidence les liens entre les espèces, entre les espèces et le milieu. Légende : Lien entre les espèces : Aucun lien : Brochet Cormoran Castor Truite Saule Brochet Cormoran Castor Truite Saule Légende : Cohérence entre les besoins des espèces et le milieu : Incohérence entre les besoins des espèces et le milieu : Le milieu de vie Brochet Cormoran Castor Truite Saule Température du milieu trop élevée en été pour la truite Une fois cela fait vous pouvez mettre en lien l enquête avec les hypothèses du questionnement initial et répondre individuellement ou collectivement aux questions de la partie «As-tu bien compris?» à la page suivante du cahier enfant. 4.4.3. Modélisation/Résultats /Réponses attendues. 1. Réponses aux questions suite à la recherche d informations - Pourquoi le saule est présent à cet endroit? Le saule est un arbre qui aime les sols peu profonds, humides et frais. Il vit souvent au bord de l eau. Le milieu répond aux besoins de cet arbre, c est pour cela que nous le trouvons à cet endroit. page 11
- Pourquoi le castor est présent à cet endroit? Le castor est un animal qui aime vivre dans et au bord de l eau. Le climat lui convient et il trouve sa nourriture préférée, le saule marsault. Le milieu répond aux besoins du castor, c est pour cela que nous le trouvons à cet endroit. - D après toi, puisque le brochet et le cormoran vivent là, en regardant leurs besoins, donne le nom d animaux qui doivent forcément s y trouver : Le brochet et le cormoran se nourrissent tous les deux en grandes parties de petits poissons. Il doit donc y avoir dans le milieu des espèces de poissons comme le gardon, le chevesne - Pourquoi le brochet est présent à cet endroit? Le brochet est un poisson qui vit dans les eaux plutôt calmes. Il supporte une température d eau élevée, le climat lui convient. Le milieu répond aux besoins du brochet, c est pour cela que nous le trouvons. - Est-ce que, quand Léa et Samuel affi rment que ces 5 espèces étaient présentes dans et autour de la Loire, ils font une erreur? Oui, ils pensent avoir vu les 5 espèces au même endroit mais la truite ne supporte pas les températures d eau supérieures à 20 C. Comme l eau de la Loire est plus chaude pendant une période de l année, elle ne peut pas y vivre. 2. Les réponses aux questions : Partie «As-tu bien compris?» Dans cette partie se trouvent des propositions de réponses aux questions posées dans le cahier enfant pour vérifi er que les élèves ont bien mis en liens les connaissances qu ils ont développées pendant l investigation avec le questionnement initial. As-tu bien compris? Dans un milieu, existe-il des liens entres les êtres vivants? Oui, les êtres vivants sont liés par la chaîne alimentaire. Existe-il des liens entre des êtres vivants et le sol? Oui, les êtres vivants sont liés au sol du milieu. Existe-il des liens entre les êtres vivants et le climat? Oui, les espèces vivent dans des milieux où le climat leur convient. Certaines aiment la chaleur, d autres non, certaines aiment l eau, d autres les milieux secs, certaines aiment ou supportent le soleil, d autres non. D une manière générale, y a-t-il des liens entre les êtres vivants et l endroit où on les trouve? Oui, les espèces sont liées non seulement les unes aux autres, mais elles sont également liées à leur milieu. page 12
4.5. «L écosystème»: conclusions des élèves 4.5.1. Aperçu de la page de bilan : 4.5.2. L écosystème : passer à l action Ici, nous vous invitons à mettre vos élèves en situation d agir. Afi n que la démarche soit complète, après le questionnement, les hypothèses, la vérifi cation grâce à une démarche d investigation et la validation il faut passer à l action et donc répondre à la question, que pouvons nous faire pour éventuellement changer les choses, informer,.? Voici quelques pistes d actions possibles : Alors que fais-tu? - Ecrire un texte, faire un poster, une exposition à destination des parents ou d élus de la commune pour montrer ce qu on a appris, compris. - Faire un article, mettre des photos sur le site Internet pour montrer ce qu on a fait en classe et/ou sur le terrain aux autres enfants et enseignants. - Ecrire un mail ou un message dans le forum pour informer d autres élèves ou poser des questions sur la source 4.5.3. L écosystème : le bilan: Le cadre vert : C est une partie libre qui permet d exprimer, de synthétiser ce que les enfants ont appris, retenus, compris dans ce module. Chaque enseignant a la liberté de choisir la méthode qu il souhaite appliquer : page 13
- Expression écrite - Défi nition - Schéma explicatif complété - Schéma explicatif à compléter - Dessin -... N hésitez pas à partager cette partie sur le site internet! Voici à disposition de l enseignant : Un schéma d un écosystème à compléter. Un schéma d un écosystème complété de vocabulaire. page 14
4.6. «L écosystème» : des pistes pour aller plus loin! 4.6.1. L écosystème : les sorties Sortie de proximité : A partir d un travail préalable sur des cartes locales, si un cours d eau est présent près de l école il est possible d aller l observer, l étudier, le photographier et de réfl échir à son fonctionnement (comment est-il? quels êtres-vivants pouvons nous y trouver?, Qu y a-t-il autour de la rivière?...) Proposition d activités au bord de l eau : - Activités sur les animaux autour de la rivière (empreintes, indices, ) - Activités sur la végétation autour de la rivière - Activités sur les invertébrés aquatiques. Dans un cours d eau, les êtres vivants présents dépendent de sa morphologie mais également de la qualité de son eau. On trouve dans la rivière des «invertébrés aquatiques» qui sont un très bon indicateur de l état de santé du cours d eau. Par exemple, certains sont présents uniquement dans des eaux de très bonne qualité alors que d autres qui vivent dans des eaux de moins bonne qualité ne seront pas présents. Au printemps, munis de quelques épuisettes et quelques bacs, il est facile avec la classe de partir à leur recherche dans un petit ruisseau. Vous pourrez rapidement avoir une idée du niveau de pollution en observant les invertébrés aquatiques. Cependant, la reconnaissance des invertébrés n est pas facile et nous vous conseillons de vous faire accompagner par une association qui peut mettre à votre disposition un éducateur à l environnement. Sorties remarquables : Le département de la Loire présente de nombreux sites particulièrement riches en biodiversité. Ce sont des lieux privilégiés pour l observation d animaux et de plantes et pour comprendre leurs interactions. Certains d entre eux sont aménagés pour qu ils puissent être en même temps un lieu pédagogique. Nous vous invitons nottament à découvrir: -L écopôle du Forez (http://www.ecopoleduforez.fr/ et http://www.ecopoleduforez.fr/content/ show/18-scolaires.php) - La gravière aux oiseaux de Mably (http://www.frapna-loire.org/fr/sites-naturels/graviereaux-oiseaux.html). Vous trouverez sur le site internet la liste d associations partenaires en capacité de vous accompagner à la découverte du ruisseau prêt de votre école. Attention : L intervention d une association aura un coût. Il vous est possible, sur certains territoires et dans le cadre de projets pédagogiques de faire fi nancer plusieurs interventions. page 15
Sur le site Internet se trouve une liste non exhaustive de différentes possibilités de fi nancement. Pour plus d informations, contactez la Ligue de l Enseignement de la Loire. Lien pour accéder aux associations partenaires Lien pour accéder aux possibilités de fi nancements d animations page 16