La lumière, la température, l'eau et les éléments minéraux agissent sur les êtres vivants ; les plantes et les animaux ont des adaptations pour supporter la « mauvaise saison » (froid ou sécheresse). À l'Exetat, on te demande le rôle d'une partie du rayonnement solaire, le nom d'un facteur limitant, ou le type biologique d'une plante selon Raunkiaer.
L'essentiel
- Le rayonnement solaire, des longueurs d'onde les plus courtes aux plus longues. Ultraviolets abiotiques : les plus courts et les plus énergétiques, ils tuent les cellules (effet bactéricide) ; la couche d'ozone les arrête presque entièrement. Ultraviolets biotiques : ils permettent à la peau de fabriquer la vitamine D ; une exposition modérée prévient le rachitisme. Lumière visible : utilisée par la photosynthèse. Infrarouges : effet calorifique, ils réchauffent le sol, l'air et les êtres vivants.
- La chlorophylle absorbe surtout les radiations violet-bleu et orange-rouge, et très peu le vert, qu'elle renvoie vers notre œil : c'est pourquoi les feuilles paraissent vertes.
- Facteur limitant : le facteur présent en quantité insuffisante limite la croissance, même si tous les autres sont abondants. Exemple : un champ de maïs qui a assez d'eau, de lumière et d'azote, mais manque de phosphore, garde un rendement faible tant qu'on n'ajoute pas de phosphore. Un élément minéral est un facteur abiotique.
- Température et animaux : les homéothermes (oiseaux, mammifères) gardent une température du corps constante ; les poïkilothermes (poissons, amphibiens, reptiles, insectes) ont une température qui suit celle du milieu. Certains passent la mauvaise saison au ralenti : hibernation (froid) ou estivation (sécheresse).
- Types biologiques de Raunkiaer, classés selon la position des bourgeons pendant la mauvaise saison. Phanérophytes : bourgeons haut au-dessus du sol (arbres, arbustes). Chaméphytes : partie aérienne réduite, bourgeons tout près du sol (petits arbrisseaux). Hémicryptophytes : bourgeons au ras du sol, protégés par les feuilles mortes. Géophytes (« géo » = terre) : la partie aérienne disparaît, la plante survit grâce à des organes souterrains (bulbes, tubercules, rhizomes). Thérophytes : plantes annuelles qui meurent après la fructification et ne survivent que sous forme de graines.
- Adaptations des végétaux au milieu : les xérophytes, plantes des milieux secs (cactus), ont des feuilles réduites en épines, des tiges charnues gorgées d'eau, une épaisse couche cireuse et des racines longues ; les hydrophytes vivent dans l'eau ; les épiphytes poussent sur d'autres plantes sans les parasiter (orchidées sur les arbres) ; les plantes héliophiles aiment la pleine lumière, les sciaphiles l'ombre.
La méthode
- 1Pour une radiation, associe un effet : tue les cellules et arrêtée par l'ozone (ultraviolet abiotique) ; vitamine D (ultraviolet biotique) ; photosynthèse (violet-bleu et orange-rouge) ; chaleur (infrarouge).
- 2Pour un facteur limitant, cherche l'élément qui manque alors que tout le reste est suffisant.
- 3Pour Raunkiaer, demande-toi où se trouve ce qui survit à la mauvaise saison : bourgeons en hauteur (phanérophyte), bourgeons tout près du sol (chaméphyte), au ras du sol sous les feuilles mortes (hémicryptophyte), organe enterré (géophyte), seulement des graines (thérophyte).
- 4Pour une adaptation, relie le caractère au problème du milieu : manque d'eau (épines, tige charnue, cire), ombre, froid.
Un exemple résolu
Classe selon Raunkiaer : a) le manguier, arbre qui garde ses bourgeons en hauteur toute l'année ; b) l'oignon, dont la partie aérienne disparaît et qui survit grâce à un bulbe enterré ; c) le maïs, plante annuelle qui meurt après avoir produit ses grains.
- 1.a) Bourgeons haut au-dessus du sol : phanérophyte.
- 2.b) Organe de réserve souterrain (bulbe) : géophyte.
- 3.c) Rien ne survit sauf les graines : thérophyte.
Réponse : Manguier : phanérophyte ; oignon : géophyte ; maïs : thérophyte.
Les pièges à éviter
- Croire que la feuille utilise surtout la lumière verte parce qu'elle est verte : c'est la couleur qu'elle absorbe le moins.
- Associer la chaleur aux ultraviolets à cause des coups de soleil : la chaleur vient des infrarouges ; le coup de soleil est une lésion de la peau due aux ultraviolets.
- Confondre ultraviolets biotiques (vitamine D) et abiotiques (mortels, arrêtés par l'ozone).
- Confondre géophyte (organe souterrain vivant) et thérophyte (graines seulement), ou chaméphyte (bourgeons près du sol) et hémicryptophyte (au ras du sol).
- Dire qu'un élément minéral comme le phosphore est un facteur biotique : il est abiotique.
À retenir
Ultraviolets abiotiques mortels, biotiques pour la vitamine D, infrarouges pour la chaleur ; la chlorophylle absorbe le bleu et le rouge ; Raunkiaer classe les plantes selon la place de leurs bourgeons à la mauvaise saison.