Origines Sec 1 - 2e Éd. by Les Éditions CEC

CAHIER D’APPRENTISSAGE 1re secondaire

2e ÉDITION

Isabelle Dumont Étienne Meyer Dominic Paul François Pomerleau Vincent Roy

CONFORME À LA PROGRESSION DES APPRENTISSAGES

CAHIER D’APPRENTISSAGE 1re secondaire

2e ÉDITION

Isabelle Dumont Étienne Meyer Dominic Paul François Pomerleau Vincent Roy

9001, boul. Louis-H.-La Fontaine, Anjou (Québec) Canada H1J 2C5 Téléphone : 1-800-363-0494 • Télécopieur : 514-351-3534

Remerciements

Direction de l’édition Julie Duchesne Claude Fortin, 2e édition

Les auteurs et l’Éditeur tiennent à remercier les personnes suivantes pour leur apport, leurs commentaires et leurs suggestions au cours de la rédaction de ce cahier.

Direction de la production Danielle Latendresse

Consultation pédagogique et validation

Direction de la coordination Rodolphe Courcy

Geneviève Blais, enseignante, C. S. de la Seigneurie-des-Mille-Îles, 1re édition

Charge de projet Marguerite Champagne-Desbiens

Michael Dowling, enseignant, C. S. des Affluents, 1re édition

Yann Brahic, enseignant, Académie Ste-Thérèse, 1re édition Louise Potvin, enseignante, C. S. de Laval, 1re édition

Révision linguistique Marguerite Champagne-Desbiens

Jérémie Caron-Marcotte, enseignant, Académie Ste-Thérèse, 2e édition

Correction d’épreuves Katie Delisle

Éric Guadagno, responsable de laboratoire et chargé de cours, Université de Montréal, 1re édition

Consultation scientifique

Robert Lamontagne, astrophysicien, Université de Montréal, 1re édition

Conception graphique

Jean-François St-Amant, chargé de cours, Université de Montréal, 1re édition Rémy Vallières, enseignant retraité, Collège Saint-Jean-Vianney, 1re édition

Réalisation graphique Catapulte Dan Allen, 1re édition

Nicolas Faucher, enseignant, Cégep Limoilou, 2e édition Élaboration et validation des laboratoires et ateliers

Illustrations Bertrand Lachance Michel Rouleau Serge Rousseau Stéphan Vallières

Marie-Josée Pigeon, technicienne en travaux pratiques, Collège Charles-Lemoyne, 1re édition

La Loi sur le droit d’auteur interdit la reproduction d’œuvres sans l’autorisation des titulaires des droits. Or, la photocopie non autorisée – le photocopillage – a pris une ampleur telle que l’édition d’œuvres nouvelles est mise en péril. Nous rappelons donc que toute reproduction, partielle ou totale, du présent ouvrage est interdite sans l’autorisation écrite de l’Éditeur.

Origines

, cahier d’apprentissage 1, 2e édition

© 2019, Les Éditions CEC inc. 9001, boul. Louis-H.-La Fontaine Anjou (Québec) H1J 2C5 Tous droits réservés. Il est interdit de reproduire, d’adapter ou de traduire l’ensemble ou toute partie de cet ouvrage sans l’autorisation écrite du propriétaire du copyright. Dépôt légal : 2019 Bibliothèque et Archives nationales du Québec Bibliothèque et Archives Canada ISBN 978-2-7617-9894-5 (cahier d’apprentissage 1, 2e édition, incluant accès étudiants, Web 1 an) ISBN 978-2-7617-9884-6 (cahier d’apprentissage 1, 2e édition, ensemble)

Imprimé au Canada 1 2 3 4 5 23

TABLE DES MATIÈRES

VIII

...........................................................................................................................................................................................

CHAPITRE 1 La diversité de la vie.............................................................

1.1 : Les espèces.................................................................................... 3 1.2 : La taxonomie................................................................................ 7 1.3 : La population............................................................................... 15 1.4 : L’habitat et la niche écologique....................................... 22 1.5 : Les adaptations physiques et comportementales............................................................. 33 1.6 : L’évolution...................................................................................... 40 SYNTHÈSE 1............................................................................................. 45

CHAPITRE 2 Le maintien de la vie............................................................

2.2 : Les cellules végétales et animales et leurs constituants visibles au microscope............ 57 Savoir-faire 1 : L’utilisation du microscope optique.......... 60 SYNTHÈSE 2............................................................................................. 65

CHAPITRE 3 La perpétuation des espèces....................................

3.1 : La reproduction asexuée et la reproduction sexuée..................................................... 71 3.2 : Les modes de reproduction des végétaux................ 75 3.3 : Les modes de reproduction des animaux.................. 87 SYNTHÈSE 3............................................................................................. 93

JOINDRE L’UTILE À L’AGRÉABLE............................................. 100

2.1 : Les caractéristiques du vivant............................................ 53

.....................................................................................................................................................................

104

CHAPITRE 4 La matière et ses propriétés....................................... 106

4.5 : L’acidité et la basicité............................................................... 141

4.1 : Les trois états de la matière................................................. 107

SYNTHÈSE 4............................................................................................. 150

4.2 : La masse.......................................................................................... 117 Savoir-faire 2 : La mesure de la masse d’une substance... 120 4.3 : Le volume....................................................................................... 124 Savoir-faire 3 : La mesure du volume d’un liquide avec un cylindre gradué....................................................................... 127

4.6 : Les propriétés caractéristiques.......................................... 146

CHAPITRE 5 La matière et les mélanges.......................................... 158 5.1 : Les mélanges................................................................................ 159 5.2 : Les solutions.................................................................................. 164

Savoir-faire 4 : La mesure du volume d’un solide irrégulier insoluble................................................................................... 128

5.3 : La séparation des mélanges................................................ 169

4.4 : La température............................................................................ 133

SYNTHÈSE 5............................................................................................. 181

Savoir-faire 5 : La mesure de la température avec un thermomètre à alcool......................................................... 136

JOINDRE L’UTILE À L’AGRÉABLE............................................. 188

Savoir-faire 6 : Les techniques de séparation....................... 173

TABLE DES MATIÈRES

III

...............................................................................................................

CHAPITRE 6 Les forces et les mouvements ............................... 194 6.1 : Les forces......................................................................................... 195 6.2 : Les mouvements........................................................................ 201 6.3 : Les fonctions mécaniques élémentaires....................... 205 SYNTHÈSE 6............................................................................................. 212

CHAPITRE 7 Les matériaux et l’ingénierie..................................... 218

192

7.1 : Les matières premières, les matériaux et le matériel................................................................................. 219 7.2 : Le cahier des charges.............................................................. 227 7.3 : Le schéma de principe........................................................... 233 Savoir-faire 7 : La projection à vues multiples...................... 234 Savoir-faire 8 : Les symboles en technologie........................ 235 7.4 : Le schéma de construction................................................. 240 SYNTHÈSE 7............................................................................................. 246 JOINDRE L’UTILE À L’AGRÉABLE............................................. 254

...........................................................................................

258

CHAPITRE 8 Les caractéristiques de la Terre.............................. 260

9.4 : Les tremblements de terre................................................... 310

8.1 : La structure interne de la Terre......................................... 261

SYNTHÈSE 9............................................................................................. 322

8.2 : La lithosphère et le relief....................................................... 266 8.3 : L’atmosphère................................................................................ 273 8.4 : L’hydrosphère et le cycle de l’eau................................... 278 SYNTHÈSE 8............................................................................................. 284

9.5 : L’érosion........................................................................................... 316

CHAPITRE 10 Les phénomènes astronomiques....................... 330 10.1 : Les propriétés de la lumière............................................. 331 10.2 : Le cycle des saisons............................................................... 335

CHAPITRE 9 Les phénomènes géologiques et géophysiques........................................................................ 292

10.3 : Le cycle du jour et de la nuit............................................ 340

9.1 : La tectonique des plaques................................................... 293

SYNTHÈSE 10.......................................................................................... 354

9.2 : L’orogenèse................................................................................... 299

JOINDRE L’UTILE À L’AGRÉABLE............................................. 361

10.4 : Les phases de la Lune.......................................................... 345 10.5 : Les éclipses................................................................................. 350

9.3 : Les volcans..................................................................................... 305

RÉVISION ..................................................................................................................................................................................................................................

365

GLOSSAIRE ............................................................................................................................................................................................................................

383

INDEX .............................................................................................................................................................................................................................................

390

SOURCE DES PHOTOS .........................................................................................................................................................................................

391

TABLE DES MATIÈRES

PRÉSENTATION DE L’OUVRAGE La 2e édition du cahier d’apprentissage Origines est divisée selon les quatre univers du programme Science et technologie : l’univers vivant, l’univers matériel, l’univers technologique et l’univers Terre et espace. Chaque univers comporte deux ou trois chapitres dans lesquels les connaissances à acquérir sont organisées de manière à suivre le plus fidèlement possible la présentation faite dans la Progression des apprentissages. À la fin du dernier chapitre du cahier, on trouve, dans l’ordre, la rubrique Révision, un glossaire, ainsi qu’un index pratique.

LES UNIVERS

Un court texte d’introduction présente, de façon générale et quelquefois sous forme de questions, les contenus des chapitres de l’univers.

Une citation en lien avec les contenus des chapitres de l’univers permet une ouverture sur le sujet.

Une table des matières détaillée présente le contenu de chacun des chapitres de l’univers. Chaque univers se termine par une section ludique proposant des exercices de révision sous forme de jeux (charades, mots entrecroisés, mots cachés, etc.).

PRÉSENTATION DE L’OUVRAGE

LES CHAPITRES

Un court texte présente et met en contexte les connaissances à acquérir dans le chapitre.

La liste des connaissances ciblées dans le chapitre, qui provient de la Progression des apprentissages, est donnée.

Les sous-sections sont également numérotées pour un repérage facile.

Un losange rouge annonce une notion de type « enrichissement » selon la Progression des apprentissages.

Les mots en bleu dans le texte courant sont définis dans le glossaire à la fin du cahier. La définition des termes importants à retenir est mise en évidence.

Chaque section se termine par des activités (exercices et problèmes) en lien avec l’ensemble des connaissances présentées dans la section.

Un losange rouge annonce une question de type « enrichissement » selon la Progression des apprentissages.

PRÉSENTATION DE L’OUVRAGE

Des rubriques de type « connaissances générales », en lien avec le sujet, sont présentées à l’occasion.

Des rubriques à caractère historique (personne, événement, découverte) apportent des compléments d’information sur le sujet traité.

Une rubrique Savoir-faire présente, lorsque nécessaire, des techniques prescrites dans la section « Techniques » de la Progression des apprentissages. © 2019, Les Éditions CEC inc. • Reproduction interdite

Les sections numérotées sont rapidement identifiables.

Chaque chapitre se termine par une rubrique Synthèse dans laquelle on trouve des exercices et des problèmes qui portent sur les connaissances vues dans l’ensemble des sections du chapitre.

À la fin d’une Synthèse, on trouve toujours une question permettant d’évaluer une partie des composantes de la compétence disciplinaire 1 (CD 1), et une autre pour la compétence disciplinaire 2 (CD 2). Chaque Synthèse se termine avec une grille de mots entrecroisés.

LA RÉVISION, LE GLOSSAIRE ET L’INDEX

La rubrique Révision, placée après le dernier chapitre, permet de faire un retour sur l’ensemble des connaissances acquises dans le cahier. L’index permet un repérage facile et rapide des connaissances présentées dans le cahier. La couleur de la pastille du numéro indique de quel univers provient la connaissance ciblée dans la question.

CD1

Chaque mot en bleu dans le texte courant du cahier est repris et défini dans le glossaire.

CD2

PRÉSENTATION DE L’OUVRAGE

VII

vivant univers

« Une mauvaise

CHAPITRE 1 La diversité de la vie........................2

herbe est une plante

1.1 : Les espèces..............................3

dont les vertus n’ont pas encore été découvertes. » RALPH WALDO EMERSON

VIII

1.2 : La taxonomie............................7 1.2.1 : Les règnes..................................8 1.2.2 : La nomenclature binominale : le genre et l’espèce.....................9 1.2.3 : L’identification des espèces......10 1.3 : La population..........................15 1.3.1 : La distinction entre population et espèce................15 1.3.2 : La densité de population...........16 1.3.3 : Les facteurs modifiant la population.............................17

1.4 : L’habitat et la niche écologique...............................22 1.4.1 : L’habitat et ses caractéristiques.........................22 1.4.2 : La description d’un habitat........23 1.4.3 : La niche écologique et ses caractéristiques..................24 1.4.4 : La description d’une niche écologique................................26 1.5 : Les adaptations physiques et comportementales..............33 1.5.1 : Les adaptations physiques........33 1.5.2 : Les adaptations comportementales....................34 1.5.3 : Les facteurs liés aux adaptations........................35

Dans la vie de tous les jours, on entre régulièrement en interaction avec toutes sortes d’êtres vivants, sans même s’en rendre compte. On pense souvent, à tort, que les êtres vivants se limitent à ceux qu’on croise quotidiennement : notre animal domestique, les personnes de notre entourage, une mouche, etc. Toutefois, l’ensemble des êtres vivants est beaucoup plus vaste et fascinant que ces seuls êtres. Qu’en est-il des champignons sur les arbres morts, de la moisissure sur un légume oublié au fond du réfrigérateur, de la bactérie qui infecte une plaie, du plancton qui nourrit les crevettes ? Dans les trois prochains chapitres, tu apprendras à distinguer les différentes catégories des vivants et à les classifier. Tu étudieras aussi leurs modes de reproduction, leurs besoins, le fonctionnement de leurs cellules et plus encore.

1.6 : L’évolution...............................40 1.6.1 : La sélection naturelle.................40 1.6.2 : Les étapes de l’évolution...........40 Synthèse 1.........................................45 CHAPITRE 2 Le maintien de la vie..................... 52 2.1 : Les caractéristiques du vivant..................................53 2.2 : Les cellules végétales et animales et leurs constituants visibles au microscope...........57 2.2.1 : Les cellules végétales et animales...............................57

2.2.2 : Le rôle des constituants cellulaires..................................58 2.2.3 : Les constituants cellulaires visibles au microscope..............59 2.2.4 : Les fonctions vitales assurées par la cellule...............59 Savoir-faire 1 : L’utilisation du microscope optique........................60 Synthèse 2.........................................65 CHAPITRE 3 La perpétuation des espèces ..... 70 3.1 : La reproduction asexuée et la reproduction sexuée.......71 3.1.1 : La reproduction asexuée...........71

3.1.2 : La reproduction sexuée.............72 3.2 : Les modes de reproduction des végétaux...........................75 3.2.1 : La reproduction asexuée chez les végétaux.....................75 3.2.2 : La reproduction sexuée chez les végétaux.....................77 3.3 : Les modes de reproduction des animaux............................87 3.3.1 : La reproduction sexuée chez les animaux......................87 3.3.2 : La reproduction asexuée chez les animaux......................89 Synthèse 3.........................................93 Joindre l’utile à l’agréable...............100

PROGRESSION DES APPRENTISSAGES

La diversité de la vie La planète tout entière abrite une magnifique et impressionnante biodiversité. Non seulement on y trouve de nombreuses espèces (plus de 30 millions d’espèces de toutes sortes, dont moins de 2 millions seulement ont déjà été répertoriées), mais celles-ci sont aussi très surprenantes et diversifiées. Existe-t-il un lien quelconque entre le cheval et la chèvre, les oiseaux et les papillons, les marguerites et les sapins, le loup et le chien ? Le champignon est-il un fruit ou un légume ? En réalité, tu découvriras dans ce chapitre qu’il n’est ni l’un ni l’autre !

• Nommer les caractéristiques qui définissent une espèce • Définir la taxonomie comme étant un système de classification des vivants principalement basé sur leurs caractéristiques anatomiques et génétiques • Identifier une espèce à l’aide d’une clé taxonomique • Distinguer une population d’une espèce • Calculer le nombre d’individus d’une espèce qui occupe un territoire donné UNIVERS VIVANT

• Décrire des adaptations • Nommer les caractéristiques comportementales qui qui définissent un habitat permettent à un animal ou • Décrire l’habitat de certaines à un végétal d’augmenter espèces ses chances de survie • Nommer des caractéristiques qui • Décrire les étapes de définissent une niche écologique l’évolution des êtres vivants • Décrire la niche écologique • Expliquer le processus d’une espèce animale de la sélection naturelle • Décrire des adaptations physiques qui permettent à un animal ou à un végétal d’augmenter ses chances de survie

CHAPITRE

1.1

Les espèces

Pour pouvoir considérer que deux individus font partie de la même espèce, ceux-ci doivent posséder trois caractéristiques. Le respect d’une seule de ces caractéristiques n’est pas suffisant, les trois caractéristiques doivent être respectées. DÉFINITION

Espèce : Ensemble d’êtres vivants : • ayant des caractéristiques physiques communes ; • qui peuvent se reproduire ; • dont les descendants peuvent se reproduire à leur tour.

Les aires protégées du Québec Il y a environ 2500 aires protégées au Québec. Plus de 9 % du territoire est protégé afin de représenter la diversité animale et végétale de la province. Le parc national Tursujuq, au Nunavik, d’une superficie de 26 107 km2, est l’aire protégée la plus vaste du Québec.

Première caractéristique : Les individus doivent posséder des caractéristiques physiques communes. La grandeur, la grosseur du bec, la couleur et la forme des pattes sont des exemples de caractéristiques physiques (ou morphologiques) qui permettent de définir une espèce.

Il arrive toutefois que deux individus d’une même espèce ne se ressemblent pas en tous points. Des différences sont entre autres fréquentes entre les mâles et les femelles d’une même espèce (voir la figure 1.1). L’inverse est aussi vrai, des animaux issus d’espèces différentes peuvent avoir plusieurs caractéristiques physiques communes. C’est le cas par exemple de la corneille d’Amérique et du grand corbeau (voir la figure 1.2). FIGURE 1.1 Le colibri à gorge rubis et le morillon à collier, deux espèces communes au Québec, illustrent bien les différences qui peuvent exister entre un mâle et une femelle d’une même espèce.

Colibris à gorge rubis

Morillons à collier

FIGURE 1.2 La corneille d’Amérique et le grand corbeau sont deux espèces communes au Québec qui sont fréquemment confondues à cause de leurs ressemblances physiques.

Corneille d’Amérique

Grand corbeau

CHAPITRE 1 • Section 1.1

Deuxième caractéristique : Deux individus d’une même espèce doivent pouvoir se reproduire de façon naturelle et leur progéniture doit être viable. Prenons un exemple courant, celui des chiens domestiques. L’accouplement de chiens de races différentes engendre des descendants qui peuvent survivre (voir la figure 1.3). À l’inverse, des individus d’espèces différentes peuvent parfois engendrer des descendants, mais ceux-ci ne sont pas viables (voir la figure 1.4).

+ Bulldog

= Terrier

FIGURE 1.3 Le petit issu du croisement entre un bulldog et un terrier est un pittbull. Cette race est viable, puisque le bulldog et le terrier sont de la même espèce. Pittbull

FIGURE 1.4 Le petit issu du croisement entre un puma et un léopard, deux espèces distinctes, est un pumapard. Toutefois, ces individus ne sont pas viables puisqu’ils parviennent rarement à l’âge adulte.

Fenêtre sur…

Si la reproduction de deux individus engendre des descendants qui sont stériles, alors les deux individus de départ n’étaient pas de la même espèce. Dans l’exemple présenté à la figure 1.3, le pittbull, en plus d’être viable, peut se reproduire, c’est-à-dire qu’il est fertile. Par contre, le zébrule (voir la figure 1.5), un descendant viable issu du croisement entre une jument et un zèbre, est stérile puisque le cheval et le zèbre ne sont pas de la même espèce. Bien que les exemples précédents réfèrent tous au règne animal, on peut aussi en trouver dans le règne végétal. C’est le cas du clémentinier, un arbre à fruits qui est issu du croisement entre un mandarinier et un oranger, deux espèces d’arbres différentes.

FIGURE 1.5 Les premiers zébrules répertoriés ont vu le jour au cours du XIXe siècle.

UNIVERS VIVANT

Le frère Marie-Victorin, un religieux québécois (1885-1940), est reconnu pour ses travaux impressionnants sur la flore laurentienne. Il a fondé le jardin botanique de Montréal en 1931. Ce jardin est aujourd’hui reconnu comme l’un des plus importants et des plus beaux du monde. Il contient plus de 20 000 espèces de végétaux.

LE FRÈRE MARIE-VICTORIN

Troisième caractéristique : Les descendants d’une même espèce doivent pouvoir se reproduire à leur tour.

NOM GROUPE

Activités

1.1

1 Explique dans tes mots chacune des trois caractéristiques que deux individus doivent posséder afin de faire partie d’une même espèce. 1

2 Parmi les énoncés ci-dessous, lequel est vrai ? a) Si deux individus peuvent se reproduire naturellement, alors ils sont nécessairement de la même espèce. b) Si deux individus se ressemblent beaucoup, alors ils sont nécessairement de la même espèce. c) Même si deux individus ont des différences physiques notables, il est possible qu’ils soient de la même espèce. d) Même si les descendants engendrés par deux individus peuvent se reproduire, ces deux individus ne sont pas de la même espèce.

3 La clémentine est le fruit du clémentinier, issu du croisement du mandarinier et de l’oranger, qui sont deux espèces d’arbres différentes. Sachant que les pépins servent à la reproduction, explique pourquoi la clémentine n’a pas de pépins.

4 Le ligre est un félin issu de la fécondation d’une tigresse par un lion mâle. Le tigre et le lion étant deux espèces félines différentes, est-il possible de faire un élevage de ligres ? Explique ta réponse.

CHAPITRE 1 • Activités 1.1

NOM GROUPE

5 La capacité d’une espèce fruitière à se reproduire est directement liée à la présence de pépins ou d’un noyau dans son fruit. Parmi les indices suivants, lequel indique que les arbres « parents » d’un fruit issu de l’hybridation de deux arbres ne sont pas de la même espèce ? a) Le fruit engendré possède très peu de pépins. b) Le fruit engendré ne possède aucun pépin. c) Le fruit engendré possède énormément de pépins. d) Le fruit engendré est de couleur différente. 6 Le léopon est un félin issu de la fécondation d’une lionne par un léopard mâle. Frédérique affirme que, puisque le lion et le léopard peuvent se reproduire, ils sont nécessairement de la même espèce. Frédérique a-t-elle raison ? Explique ta réponse.

8 Même s’ils peuvent être d’une cinquantaine de races (abyssin, sphynx, siamois, persan, etc.), les chats domestiques sont tous de la même espèce. Xavier affirme qu’il peut créer une nouvelle race fertile en croisant un chat abyssin et une chatte siamoise. Est-ce possible ? Explique ta réponse.

UNIVERS VIVANT

7 Selon une légende amérindienne, Dieu ayant déjà utilisé toutes les couleurs sur les autres oiseaux, il dut utiliser les restes des couleurs qu’il avait afin de colorer le passerin nonpareil. Le mâle est bleu, jaune et rouge, alors que la femelle est verte et jaune. Comme ils sont très différents physiquement, peuvent-ils être de la même espèce ?

1.2

La taxonomie

Dans la section précédente, nous avons vu les caractéristiques nécessaires afin de déterminer si des individus appartiennent à une même espèce, qu’elle soit animale ou végétale. Mais comme il a été mentionné en début de chapitre, il existe des millions d’espèces différentes. Pour les classer efficacement, nous utiliserons un système qu’on appelle la taxonomie, qui permet de regrouper les êtres vivants en différentes catégories principalement selon leurs caractéristiques anatomiques et génétiques. DÉFINITION

Taxonomie : Science qui traite de la classification des êtres vivants principalement selon leurs caractéristiques anatomiques et génétiques. La figure 1.6 illustre les sept catégories, qu’on appelle taxons, sur lesquelles repose la classification taxonomique. Le règne est le taxon le plus général ; les taxons se précisent ensuite jusqu’au dernier, qui est l’espèce. FIGURE 1.6 La classification taxonomique. RÈGNE EMBRANCHEMENT CLASSE

ORDRE FAMILLE GENRE ESPÈCE

CHAPITRE 1 • Section 1.2

1.2.1 Les règnes Bien que les scientifiques ne s’entendent pas tous sur la façon de classer les êtres vivants, l’une des façons de faire consiste à les regrouper en six règnes. Les deux règnes les plus connus sont le règne animal et le règne végétal. Les quatre autres règnes sont les champignons, les protistes, les bactéries et les archées (voir le tableau 1). TABLEAU 1 Les six règnes et leurs caractéristiques Organisation cellulaire

Alimentation

Nombre d’espèces connues

Règne des animaux

Tigre

Êtres pluricellulaires, c’est-à-dire des êtres vivants constitués de plusieurs cellules.

Êtres hétérotrophes, c’est-à-dire des êtres se nourrissant d’autres êtres vivants.

Environ 1 500 000.

Règne des végétaux

Fougère

Êtres pluricellulaires.

Êtres autotrophes, c’est-à-dire des êtres se nourrissant de matière inorganique tels les minéraux du sol et l’énergie solaire.

Environ 330 000.

Règne des champignons

Pleurote

Êtres pluricellulaires OU êtres unicellulaires, c’est-à-dire des êtres vivants constitués d’une seule cellule, par exemple les levures.

Êtres hétérotrophes.

Environ 120 000.

Règne des protistes

Amibe

Êtres unicellulaires possédant un noyau.

Êtres hétérotrophes ou autotrophes.

Environ 50 000.

Règne des bactéries

Streptocoque

Êtres unicellulaires dépourvus de noyau (ils ne sont pas visibles à l’œil nu).

Êtres hétérotrophes ou autotrophes.

Environ 10 000.

Règne des archées

Methanosarcina

Êtres unicellulaires dépourvus de noyau et dont la membrane cellulaire et le mode de reproduction diffèrent de ceux des bactéries.

Êtres hétérotrophes ou autotrophes.

Environ 400.

Fenêtre sur…

UNE CLASSIFICATION EN ÉVOLUTION

Depuis ses débuts dans l’Antiquité, la classification taxonomique est passée de deux règnes, les végétaux et les animaux, à six règnes ou plus aujourd’hui. Dans certains systèmes récents, un niveau de classification supérieur a même été ajouté : le domaine. Le règne deviendrait donc le deuxième niveau, pour un total de huit taxons plutôt que sept. Selon ces classifications modernes, le vivant se divise en trois domaines : les bactéries, les archées et les eucaryotes. Ce dernier domaine regroupe les règnes des végétaux, des animaux, des protistes et des champignons. Les protistes constituent en fait plusieurs règnes, mais il est souvent plus pratique de les regrouper en un seul. D’autres classifications proposent un système à sept ou huit règnes en guise de compromis entre le précédent système à cinq règnes et le système moderne à trois domaines. Le débat est loin d’être clos.

UNIVERS VIVANT

Exemple

Comme nous l’avons vu à la page 7, chaque règne se subdivise à son tour en embranchements, puis en classes, en ordres, en familles, en genres et finalement en espèces. La figure 1.7 présente un exemple de chacune de ces subdivisions pour le dauphin commun à long bec. VIVANT

RÈGNE

Végétaux

Champignons

EMBRANCHEMENT

Échinodermes

CLASSE

Oiseaux

ORDRE

FAMILLE

GENRE

Animaux

Mammifères

Cétacés

Primates

Monodontidés

Cordés

Delphinus delphis

Delphinus

Bactéries

Arthropodes

Reptiles

Lagomorphes

Delphinidés

Stenella

Protistes

(et une trentaine d’autres)

(et quatre autres)

(et environ 25 autres)

Balénoptéridés

(et une dizaine d’autres)

(et 14 autres)

Tursiops

Delphinus capensis

Archées

Delphinus tropicallis

FIGURE 1.7 Les taxons du dauphin commun à long bec (Delphinus capensis).

1.2.2 La nomenclature binominale : le genre et l’espèce

La nomenclature binominale, c’est-à-dire qui comporte deux mots, est utilisée par les scientifiques pour identifier précisément l’espèce à laquelle un être vivant appartient. Le nom binominal, soit le nom scientifique dans la nomenclature binominale, est formé de mots latins et s’écrit en italique. Le premier mot commence par une lettre majuscule et est un nom qui désigne le genre. Le deuxième mot est un nom ou un adjectif qui précise le genre. Ainsi, les deux mots ensemble désignent l’espèce. Le tableau 2 présente trois exemples d’animaux qui sont du même genre, mais dont seulement deux sont de la même espèce.

TABLEAU 2 Animaux du même genre Exemple

Nom binominal

Nom usuel

Canis latrans

Coyote

Canis lupus

Loup gris

Canis lupus

Chien

CHAPITRE 1 • Section 1.2

1.2.3 L’identification des espèces Pour identifier une espèce, il faut utiliser la fiche taxonomique (voir les figures 1.8 à 1.10), c’est-à-dire qu’il faut identifier chacun des sept taxons auquel appartient l’individu en commençant par le règne et en se rendant dans l’ordre jusqu’à l’espèce.

FIGURE 1.8 La fiche taxonomique du bleuet à feuilles étroites.

Règne : Champignon Embranchement : Basidiomycètes Classe : Agaricomycètes Ordre : Agaricales Famille : Pleurotacées Genre : Pleurotus Espèce : Nom binominal : Pleurotus eryngii Nom usuel : Pleurote du panicaut

FIGURE 1.9 La fiche taxonomique du pleurote du panicaut.

Règne : Animal Embranchement : Chordés Classe : Mammifères Ordre : Primates Famille : Hominidés Genre : Homo Espèce : Nom binominal : Homo sapiens Nom usuel : Être humain

FIGURE 1.10 La fiche taxonomique de l’être humain.

UNIVERS VIVANT

Le blob La communauté scientifique surnomme le Physarum polycephalum « le blob ». Cette curiosité de la nature a été découverte en 1822, mais fascine encore aujourd’hui les scientifiques. Semblable à une mousse jaune et vivant dans les sous-bois, cet être unicellulaire sans cerveau peut se déplacer et est doté de capacités d’apprentissage. Entre autres choses, il est capable de mémoriser un labyrinthe afin de se nourrir plus rapidement. La classification de cet organisme est difficile puisqu’il produit des spores comme les champignons et des pigments comme les végétaux, tout en se déplaçant comme les animaux. Classé jusque dans les années 1970 dans le règne des champignons, on le considère maintenant comme un protiste.

Règne : Végétal Embranchement : Angiospermes Classe : Dicotylédones Ordre : Ericales Famille : Éricacées Genre : Vaccinium Espèce : Nom binominal : Vaccinium angustifolium Nom usuel : Bleuet à feuilles étroites

NOM GROUPE

Activités

1.2

1 Quels sont les sept taxons permettant d’effectuer la classification taxonomique ?

2 Quels sont les deux taxons qui interviennent dans la nomenclature binominale ?

3 Complète la fiche taxonomique de chacun des individus ci-dessous. a)

Règne :

Embranchement : Angiospermes

Embranchement : Échinodermes

Classe :

Dicotylédones

Classe :

Asteroidés

Ordre :

Rosales

Ordre :

Spinulosidés

Famille :

Rosacées

Famille :

Equinasteridae

Genre :

Espèce :

Nom binominal : Rosa carolina

Nom usuel :

Nom binominal : Echinaster sepositus

Rosier de Caroline

Nom usuel :

Règne :

Embranchement : Proteobacteria

Embranchement : Chordés

Classe :

Gamma Proteobacteria

Classe :

Aves

Ordre :

Enterobacteriales

Ordre :

Phoenicopteriformes

Famille :

Enterobacteriaceae

Famille :

Phoenicopteridés

Genre :

Escherichia

Genre :

Phoenicopterus

Espèce :

Nom binominal : Nom usuel :

E. coli

coli

Nom binominal :

roseus

Nom usuel :

CHAPITRE 1 • Activités 1.2

NOM GROUPE

4 Parmi les fleurs ci-dessous, lesquelles sont de la même espèce ? Explique ta réponse.

Echinacea purpurea

Chrysanthemum maximum

Echinacea purpurea

Grizzly (Ursus arctos)

Kodiak (Ursus arctos)

Ours noir (Ursus americanus)

Ours polaire (Ursus maritimus)

a) Parmi ces ours, combien y a-t-il d’espèces différentes ? Explique ta réponse.

b) Selon la classification taxonomique, à quel règne du vivant ces ours appartiennent-ils ?

c) Toujours selon la classification taxonomique, à quelle classe et à quel genre appartiennent-ils ?

d) Parmi ces ours, lesquels peuvent se reproduire et avoir des descendants fertiles ? Explique ta réponse.

UNIVERS VIVANT

5 Observe les quatre ours représentés ci-dessous, puis réponds à chacune des questions suivantes.

NOM GROUPE

6 Une élève affirme que le syrphe et la guêpe sont de la même espèce puisqu’ils se ressemblent beaucoup par leur couleur et par leur forme. Nomme un indice qui permet d’affirmer qu’elle a tort.

Guêpe (Vespula vulgaris)

Syrphe (Episyrphus balteatus)

7 À l’aide de la clé taxonomique suivante, identifie les feuillus ci-dessous.

Est-ce que ses feuilles sont simples ?

Non

Oui

… Est-ce que ses feuilles sont opposées ou alternes ?

Alternes

Est-ce que les feuilles sont en forme de cœur ?

Non

Oui

Tilleul d’Amérique (Tilia americana)

…

Opposées

Est-ce que les feuilles sont longues et fines ?

Oui

Saule à long pétiole (Salix petiolaris)

Non

…

Est-ce que les feuilles sont lobées ?

Oui

Chêne rouge (Quercus rubra)

Est-ce que les marges des feuilles sont lisses ?

Non

…

Oui

Lilas commun (Syringa vulgaris)

Non

…

CHAPITRE 1 • Activités 1.2

NOM GROUPE

8 Lis le texte suivant.

Les tardigrades On compte plus de 1200 espèces de tardigrades. Ces animaux mesurant en moyenne un peu plus de 1 mm sont très résistants et on en trouve jusque sur les sommets de l’Himalaya, à plus de 6000 m d’altitude, et dans les profondeurs de l’océan, à plus de 4000 m de profondeur. Ils peuvent se mettre en cryptobiose, un peu comme une hibernation, afin de survivre à des périodes de sécheresse ou de manque de nourriture. Ainsi, ils peuvent résister non seulement à la sécheresse, mais aussi au froid, à la chaleur, à la pression, aux rayonnements et au vide spatial ! Depuis leur découverte au XVIIIe siècle, la question de leur classification se pose. On a d’abord abordé la question du point de vue de leurs caractéristiques physiques. Ainsi, leur corps muni de huit pattes et leur apparence d’insectes les rapprocheraient des arthropodes (embranchement de plusieurs insectes et crustacés). D’autre part, leur long corps supporté par de petites pattes suggère un rapprochement avec les onychophores (embranchement des vers à pattes). Finalement, leur appareil pharyngé les rapproche des nématodes (embranchement des vers ronds). L’analyse de leur ADN a finalement permis de les classer dans un embranchement qui leur est propre, génétiquement proche de celui des nématodes.

b) Décris deux caractéristiques surprenantes des tardigrades.

9 Est-ce qu’une espèce peut appartenir à deux règnes différents ? Explique ta réponse.

10 Est-ce que deux espèces différentes peuvent appartenir au même ordre ? Explique ta réponse.

UNIVERS VIVANT

a) Explique pourquoi, selon toi, il a été difficile de classer les tardigrades dans un embranchement connu.

1.3

La population

On entend souvent parler de la population d’une ville, par exemple la population de la ville d’Asbestos, les Asbestriens, de la ville de Lévis, les Lévisiens, de la province de Québec, les Québécois, du Canada, les Canadiens, etc. Bien que ces populations portent des noms différents, leurs membres appartiennent tous à la même espèce, soit celle de l’Homo sapiens, c’est-à-dire l’être humain. DÉFINITION

Population : Groupe d’individus d’une même espèce vivant au même moment dans une région donnée.

1.3.1 La distinction entre population et espèce

Les abeilles Une abeille produit moins de 1 g de miel dans sa vie. Il faut donc environ 6000 abeilles pour produire un kilogramme de miel ! Les abeilles sont essentielles à la pollinisation de plusieurs espèces végétales. Plusieurs espèces d’abeilles sont menacées d’extinction. Comme ce sont des pollinisateurs importants, il est urgent de remédier à ce problème. L’utilisation d’insecticides et de pesticides pourrait être la cause de cette extinction.

Lorsqu’on veut parler d’une population, peu importe le règne auquel elle appartient, on doit spécifier une espèce en particulier, mais aussi l’endroit où se situe cette espèce. Par exemple, on ne peut pas simplement parler de la population des tamias rayés (Tamias striatus). Il faut parler de la population des tamias rayés de la Gaspésie ou bien de la Montérégie. De plus, lorsqu’on parle d’une population, on ne considère qu’une seule espèce. Si on considère plus d’une espèce qui se côtoient dans une même région, on parle alors d’une communauté et non plus d’une population. Par exemple, dans une forêt de la région des Cantons-de-l’Est, on peut observer des érables, des épinettes, des cerfs de Virginie, des porcs-épics, des colibris, etc. Nous sommes donc en présence de plusieurs populations formant une communauté.

Fenêtre sur…

GEORGES BROSSARD

Georges Brossard, né en 1940, est un entomologiste québécois. Il a fondé l’Insectarium de Montréal en 1984. Depuis, il a ouvert quatre autres insectariums à travers le monde et sa collection d’insectes compte aujourd’hui plus de 500 000 spécimens. Le film québécois Le papillon bleu est basé sur un épisode de la vie de Georges Brossard, au cours duquel il va jusqu’à risquer sa vie pour aider un enfant en phase terminale de cancer à réaliser son rêve : sillonner la jungle pour trouver un Morpho bleu, une espèce de papillon rarissime.

CHAPITRE 1 • Section 1.3

1.3.2 La densité de population Puisque des populations différentes se trouvent dans des régions différentes, il peut être difficile de les comparer, les régions considérées pouvant avoir des tailles très variables. On peut alors recourir au calcul de la densité pour mieux apprécier les différences entre des populations. La relation suivante permet de calculer cette densité. D= N A Ici, D représente la densité, N, le nombre d’individus de la population et A, l’aire du lieu occupé par la population. Exemples : 1

On veut déterminer la densité de population des cerfs de Virginie (Odocoileus virginianus), une espèce vivant dans le parc de la Gaspésie, dont la superficie est de 802 km2 (A). On a établi qu’il y avait environ 385 individus (N) y vivant en permanence. D= N A 385 cerfs de Virginie D= 802 km2

On veut déterminer la densité d’érables à sucre (Acer saccharum) poussant dans une forêt de 12 000 m2 (A). On a dénombré 3500 érables (N) poussant dans cette forêt. D= N A 3500 érables à sucre D= 12 000 m2 D ≈ 0,29 érable/m2

D ≈ 0,48 cerf de Virginie/km2

Pour déterminer la taille d’une population (N), on peut utiliser des échantillons de terrain qu’on appelle quadrats (voir la figure 1.11). Même s’il s’agit d’une approximation, on considère que cette façon de procéder donne des résultats très près de la réalité. Pour calculer la densité de population à l’aide de quadrats, on procède ainsi : • On détermine N en faisant la somme du nombre d’individus dénombrés dans chacun des quadrats. • On détermine A en faisant la somme de l’aire de chacun des quadrats. • On calcule la densité en divisant N par A. D=

N = Nombre total d’individus dans tous les quadrats A Aire totale de tous les quadrats

FIGURE 1.11 Exemple de quadrat dans une forêt peuplée d’ours noirs, entre autres.

UNIVERS VIVANT

Pour calculer la densité (D) de la population d’une espèce quelconque, il faut d’abord connaître le nombre d’individus (N), ce qui n’est pas toujours facile à obtenir, puisque les régions sont parfois très vastes ou difficiles d’accès.

Exemple : La population des lièvres d’Amérique (Lepus americanus) varie grandement selon des cycles d’une dizaine d’années. Lorsque la population atteint des sommets, ils peuvent être très abondants. Pour calculer la densité de lièvres d’Amérique dans le parc national de Frontenac, on a divisé ce parc en quadrats d’un hectare (ha) chacun et on a choisi un échantillon de 6 quadrats. Population de lièvres d’Amérique dans les différents quadrats Numéro du quadrat

Nombre de lièvres d’Amérique

N = 18 + 22 + 24 + 20 + 19 + 25 N = 128 lièvres d’Amérique A = 6 × 1 ha A = 6 ha D= N A D=

128 lièvres d’Amérique 6 ha

D ≈ 21,33 lièvres d’Amérique/ha

1.3.3 Les facteurs modifiant la population Le nombre d’individus dans une population est rarement stable. En effet, plusieurs facteurs, présentés dans le tableau 3, peuvent modifier la taille d’une population et, par conséquent, sa densité. TABLEAU 3 Facteurs modifiant la population

Facteurs entraînant une augmentation de la population

Facteurs entraînant une diminution de la population

Nombre de naissances (taux de natalité)

Nombre de décès (taux de mortalité)

Nombre d’arrivants (immigration)

Nombre d’individus qui quittent (émigration)

Augmentation de la quantité de nourriture

Diminution de la quantité de nourriture

Diminution du nombre de prédateurs

Augmentation du nombre de prédateurs Conditions climatiques inhabituelles Maladies

Un juste équilibre entre ces deux catégories de facteurs assure une stabilité des populations. La densité humaine mondiale En 2018, la densité de la population du Québec était de 6,5 hab/km2. Celle du Canada était de 3,57 hab/km2, ce qui lui conférait le 225e rang mondial en terme de densité de population. Comparativement, la Corée du Sud avait une densité de population d’environ 513 hab/km2, ce qui la plaçait au 24e rang mondial. C’est Macao, une région à statut spécial de la Chine, qui détenait le 1er rang avec une densité d’environ 21 300 hab/km2.

CHAPITRE 1 • Section 1.3

NOM GROUPE

Activités

1.3

1 Indique si chacun des énoncés suivants est vrai ou faux. S’il est faux, explique pourquoi.

Vrai Faux

a) Tous les individus d’une même espèce forment une population.

b) Une population peut comprendre plus d’une espèce.

c) Deux populations différentes, occupant chacune un territoire différent, ne peuvent pas avoir la même densité de population.

3 Explique dans tes mots la différence entre population et communauté.

4 Parmi les conditions énumérées ci-dessous, laquelle n’est pas nécessaire pour qu’un groupe d’individus forme une population ? a) Les individus doivent être de la même espèce. b) Les individus doivent demeurer dans la même région. c) Les individus doivent avoir environ le même âge. d) Les individus doivent vivre en même temps.

UNIVERS VIVANT

2 Explique dans tes mots la différence entre espèce et population.

NOM GROUPE

5 Associe chacune des situations ci-dessous au terme le plus approprié. A

Espèce

B Population

C Densité

D Communauté

a) L’ensemble des écureuils gris (Sciurus carolinensis) du parc Lafontaine à Montréal.

b) Ce matin, en te levant, tu as aperçu un merle d’Amérique (Turdus migratorius).

c) Dans le parc en face de chez toi, on peut observer des érables, des mélèzes, des gens qui font du jogging et quelquefois des colibris.

d) Dans un lit, on peut trouver 375 000 acariens (Dermatophagoides pteronyssinus) par mètre carré.

e) Dans une forêt de feuillus, on dénombre 355 érables à sucre (Acer saccharum) par hectare.

f ) Les chasseurs se réjouissent de la grande quantité de cerfs de Virginie (Odocoileus virginianus) présents sur l’île d’Anticosti.

g) En sortant les déchets, tu as aperçu un raton laveur (Procyon lotor) qui fouillait dans les poubelles.

h) La quantité d’ours noir (Ursus americanus) au Canada a beaucoup diminué ces dernières années.

i ) Pendant les grandes chaleurs d’été, on peut trouver dans les poubelles 48 asticots par mètre carré.

j ) Dans le cadre de ton cours de science, tu as fait une recherche sur le loup gris (Canis lupus).

6 Pour choisir un moyen de lutter efficacement contre les pucerons, un producteur maraîcher décide de déterminer la densité de population des pucerons dans sa culture. Pour ce faire, il utilise des quadrats de 1 m2 chacun comme celui illustré ci-dessous. Il compile les résultats dans le tableau suivant.

Population de pucerons dans les différents quadrats

Numéro du quadrat

Nombre de pucerons

101

Calcule la densité de population des pucerons dans la culture de ce producteur maraîcher.

Réponse :

CHAPITRE 1 • Activités 1.3

NOM GROUPE

7 Voici une illustration du marais aux Salamandres. En te référant aux informations fournies sur l’illustration, réponds à chacune des questions suivantes. Nombre d’individus représentés par le symbole Symbole

Superficie : 3,5 km2

Réponse :

Salamandre maculée

Couleuvre rayée

Hirondelle bicolore

Achigan à grande bouche

Sarracénie pourpre

b) Quelle population a la plus petite densité ? Calcule cette densité.

Réponse :

c) Cette illustration représente-t-elle une population ou une communauté ? Explique ta réponse.

d) Lors de la construction d’une route un peu au nord du marais, un accident s’est produit et une partie de la rivière s’est asséchée. Quelle ou quelles populations seront les plus durement touchées par c et incident ? Explique ta réponse.

UNIVERS VIVANT

a) Quelle population a la plus grande densité ? Calcule cette densité.

Nombre

NOM GROUPE

8 Pour connaître l’impact de fortes populations d’orignaux (Alces alces) sur la densité de sapins baumiers (Abies balsamea) d’une forêt boréale, on l’a survolée en prenant un cliché du haut des airs. On a ensuite divisé la forêt en quadrats de 1,5 km2. Les résultats sont compilés dans le tableau ci-contre. Calcule la densité de population des sapins baumiers de cette forêt.

1 Population de sapins baumiers dans les différents quadrats Numéro du Nombre de quadrat sapins baumiers 1

246

262

254

272

234

Réponse :

9 Au cours d’une analyse en laboratoire sur la prolifération d’une moisissure, on doit compter le nombre de colonies de moisissures dans une boîte de Petri de 18 cm2. Sachant que chaque point rouge illustré dans la boîte de Petri représente une colonie, calcule la densité de ces colonies de moisissures.

Réponse : 10 Un élève affirme que la densité de population des grenouilles des marais (Lithobates palustris) du marais de la Fourche est plus grande que celle du marais du Coin. A-t-il raison ? Explique ta réponse. MARAIS DE LA FOURCHE

MARAIS DU COIN

Population : 260 grenouilles des marais Superficie du marais : 4 km2

Population : 156 grenouilles des marais Superficie du marais : 2,4 km2

Réponse :

CHAPITRE 1 • Activités 1.3

1.4

L’habitat et la niche écologique

Comme il a été mentionné dans la section précédente, une population vit dans une région ou un milieu particulier. Pourquoi une espèce choisit-elle une région plutôt qu’une autre ? A-t-elle un avantage à vivre dans un milieu précis ? Tu verras dans cette section ce qui peut pousser une population à s’établir dans une région particulière.

1.4.1 L’habitat et ses caractéristiques Le milieu de vie dans lequel une population évolue est appelé habitat. Cet habitat permet à une population de combler ses besoins, et ce, de façon optimale. Les besoins qu’une espèce doit pouvoir combler sont, entre autres, se nourrir, se reproduire et se protéger. Un même habitat peut loger plus d’une espèce à la fois. DÉFINITION

Habitat : Milieu de vie d’une espèce, où celle-ci trouve les conditions essentielles à sa survie.

Les facteurs abiotiques appartiennent aux non-vivants. Il s’agit, par exemple, de la présence d’eau, de la quantité d’ensoleillement quotidien, de la température, etc. Les facteurs biotiques, quant à eux, concernent les interactions des êtres vivants avec les autres êtres vivants de leur milieu, par exemple la nourriture disponible ou les endroits où se loger. C’est la réunion de l’ensemble de ces facteurs qui influencera le choix ou non d’un milieu de vie pour une population. Le tableau 4 dresse une liste des différents facteurs pouvant caractériser un habitat. TABLEAU 4 Facteurs caractérisant les habitats Facteurs biotiques Faune

Nourriture Prédation/compétition Parasitisme/maladie

Flore

Nourriture Abris (végétaux servant d’abri, trou dans un arbre, etc.)

Présence humaine

UNIVERS VIVANT

Facteurs abiotiques Climat (température, précipitations, ensoleillement, vent, etc.) Relief Nature du sol (minéraux, humidité, acidité, etc.) Présence d’un plan d’eau Nature de l’eau (salée ou douce, oxygénation, pH, etc.) Abris (caverne, terrier, etc.)

La rainette faux-grillon La rainette faux-grillon est considérée comme une espèce vulnérable au Québec depuis 2000, entre autres en raison de la perte importante de son habitat. En effet, de nombreux milieux humides sont détruits au profit des développements immobiliers et de l’agriculture intensive. Or, c’est dans ces milieux que la rainette faux-grillon se reproduit chaque printemps, pour ensuite retourner sur la terre ferme. En 2018, un jugement de la Cour fédérale a pour cette raison confirmé la fin d’un projet immobilier qui menaçait l’habitat de cette rainette à La Prairie.

Il existe deux types de facteurs importants qui caractérisent l’habitat d’une population : les facteurs abiotiques et les facteurs biotiques.

1.4.2 La description d’un habitat Pour décrire l’habitat d’une espèce, il est important de spécifier les facteurs abiotiques et biotiques impliqués. Exemples : 1

L’esturgeon noir (Acipenser oxyrinchus), une espèce menacée, est le plus gros poisson à naviguer dans les eaux douces du Québec. Il adore se promener dans l’eau agitée du fleuve Saint-Laurent. Comme il se nourrit surtout de crustacés et de mollusques, c’est un poisson de fond et on le remarque peu souvent. Hormis l’être humain qui le pêche pour sa chair et ses œufs reconnus pour le caviar, on ne lui connaît aucun prédateur.

L’érable à sucre (Acer saccharum) se trouve majoritairement en Amérique du Nord, principalement au Québec et un peu dans le nord-est des États-Unis, soit dans des régions tempérées. Pour produire sa sève sucrée, il doit connaître des cycles de gel et de dégel au printemps. Il a également besoin d’un sol riche, frais et profond afin d’atteindre une pleine maturité. Certains insectes et certains champignons peuvent nuire à sa croissance.

Il arrive que l’habitat d’une espèce soit menacé par des phénomènes naturels, mais aussi par l’activité humaine (voir le tableau 5). Pour préserver des espèces dont l’habitat naturel est menacé, on peut recourir à un habitat artificiel qui recrée les conditions nécessaires à la survie de l’espèce, comme un zoo, un aquarium, un terrarium, une pisciculture, une volière, une serre, etc.

Facteurs définissant l’habitat de l’esturgeon noir Facteurs biotiques

Facteurs abiotiques

Présence de crustacés et de mollusques

Eau douce

Présence humaine

Eau agitée

Peu de prédateurs

Peu d’ensoleillement

Facteurs définissant l’habitat de l’érable à sucre Biotiques

Abiotiques

Présence d’insectes

Climat tempéré avec gel et dégel

Présence de champignons

Sol riche, frais et profond Bon ensoleillement

Des solutions naturelles Des microorganismes ou des algues peuvent filtrer et décomposer des contaminants, comme le pétrole, de manière naturelle et écologique, afin de rétablir l’équilibre dans un habitat. Ces procédés s’appellent biorestauration ou phytoremédiation.

TABLEAU 5 Exemples de menaces pour des habitats naturels Phénomène naturel • Tempêtes • Ouragans • Glissements de terrain • Feux de forêt • Sécheresses • Inondations • Éruptions volcaniques

Activité humaine • Chasse abusive • Agriculture • Pêche commerciale • Construction de secteurs résidentiels • Construction de barrages • Utilisation de bateaux à moteur • Pollution

CHAPITRE 1 • Section 1.4

1.4.3 La niche écologique et ses caractéristiques Précédemment, nous avons vu qu’une population ou une espèce choisit son habitat en fonction, entre autres, de la nourriture qu’elle peut y trouver et du climat qui y règne. Mais qu’en est-il de son rôle dans cet habitat ? Quelle est sa responsabilité ? La niche écologique d’une espèce dépend non seulement de son habitat, mais aussi de la position qu’elle y occupe. Exemple : L’écureuil gris (Sciurus carolinensis) se trouve dans toutes les régions du Québec. Son habitat est généralement la forêt ou les parcs urbains, où il peut trouver des arbres et des branches lui permettant de se cacher de ses prédateurs et de faire son nid. L’écureuil gris a une alimentation très variée que lui procure son habitat, tels des glands, des noisettes, des marrons, des baies, mais également des œufs et des oisillons. En se nourrissant, il participe au contrôle, par exemple, de la population de corbeaux, car il vole et mange leurs œufs. Il est à son tour une proie, donc la nourriture, du faucon, de la chouette, du raton laveur, etc. DÉFINITION

Niche écologique : Ensemble des conditions nécessaires au maintien d’une espèce vivante ainsi que sa position dans cet ensemble. Ceci comprend ses interactions aussi bien avec les facteurs biotiques qu’avec les facteurs abiotiques. Parmi les caractéristiques qui définissent la niche écologique, les cinq principales sont : • les relations avec les autres espèces ; • le régime alimentaire ; • les rythmes journalier et saisonnier ; • le rôle.

L’habitat

La libellule gracieuse

L’habitat fournit à une espèce un endroit où se loger, se nourrir et se reproduire. Il inclut également, s’il y a lieu, le territoire de migration de l’espèce.

Les relations avec les autres espèces Une espèce partage un territoire avec plusieurs autres espèces pouvant appartenir à l’un ou l’autre des règnes. Ainsi, une espèce peut, grâce à son mode de vie ou simplement par sa présence, favoriser le développement de certaines espèces, ou, au contraire, lui nuire. De plus, une espèce peut être en relation avec d’autres espèces en étant soit une proie, soit un prédateur, ou même les deux à la fois.

UNIVERS VIVANT

La libellule gracieuse (Libellula pulchella), aussi gracieuse soit-elle, est un prédateur redoutable pour plusieurs insectes nuisibles aux cultures. Pour l’attirer, on peut créer une mare près des cultures à préserver.

• l’habitat ;

Le régime alimentaire Le régime alimentaire fait référence à ce dont une espèce se nourrit de façon générale, c’est-à-dire en période d’abondance. Un régime alimentaire peut être très varié d’une espèce à une autre (voir le tableau 6) et il arrive qu’une même espèce adhère à plus d’un régime alimentaire. TABLEAU 6 Des régimes alimentaires du règne animal

Régime alimentaire

Description

Exemples

Granivore

Qui se nourrit de grains.

Poule, perroquet.

Carnivore

Qui se nourrit de chair ou de tissus d’animaux vivants ou morts.

Loup, tigre.

Herbivore

Qui se nourrit de végétaux.

Vache, girafe.

Omnivore

Qui se nourrit de chair animale, de végétaux, de graines, d’insectes, etc.

Être humain, poisson rouge.

Piscivore

Qui se nourrit de poissons.

Ours, loutre.

Insectivore

Qui se nourrit d’insectes.

Lézard, grenouille.

Le rythme journalier et le rythme saisonnier Le rythme est associé à la période où une espèce est éveillée et se nourrit. Le rythme journalier correspond au jour ou à la nuit. Ainsi, une espèce qui est active le jour est qualifiée de diurne, alors qu’une espèce qui, au contraire, est active la nuit est qualifiée de nocturne (voir la figure 1.12).

FIGURE 1.12 L’écureuil gris, qui se nourrit durant le jour, est un animal diurne, alors que la chauve-souris, qui chasse la nuit, est un animal nocturne. Ainsi, bien que ces deux espèces aient le même habitat, elles peuvent cohabiter.

Le rythme saisonnier est associé à une activité qui est relative à la saison. La migration, l’hibernation et la période de reproduction sont des exemples de rythmes saisonniers propres à certaines espèces.

CHAPITRE 1 • Section 1.4

Le rôle Un être vivant joue un rôle qui lui est propre dans ce qu’on appelle la chaîne alimentaire (voir la figure 1.13). Il peut être un producteur, un consommateur ou encore un décomposeur (voir le tableau 7). Producteur (végétal)

Consommateur de premier ordre (herbivore)

FIGURE 1.13 Les rôles dans la chaîne alimentaire.

Consommateur de deuxième ordre (carnivore)

Décomposeurs

TABLEAU 7 Les rôles dans la chaîne alimentaire Définition

Exemple

Producteur

Être vivant qui produit de la matière organique à partir de la matière inorganique, notamment en l’absorbant et en la synthétisant.

La plante croît entre autres grâce aux minéraux qu’elle puise dans le sol et qu’elle transforme en tissu végétal.

Consommateur de 1er ordre

Être vivant qui se nourrit d’autres êtres vivants, soit des producteurs (végétaux).

Le lièvre se nourrit de plantes et de feuilles d’arbustes.

de 2e ordre

Être vivant qui se nourrit d’autres êtres vivants, soit des consommateurs (animaux).

Le renard se nourrit entre autres de lièvres.

Être vivant qui se nourrit de déchets de nature organique ou encore de cadavres d’êtres vivants.

Les vers de terre décomposent les insectes morts et les transforment en minéraux qui peuvent ensuite être réabsorbés par les végétaux (producteurs).

Décomposeur

Plusieurs espèces peuvent partager un même habitat, mais elles ne peuvent généralement pas partager une même niche écologique. Si tel est le cas, les espèces entrent alors en compétition pour occuper une même position dans un même habitat. Une des deux espèces finit souvent par disparaître.

1.4.4 La description d’une niche écologique

Voici la description de la niche écologique du caribou (Rangifer tarandus) (voir la figure 1.14), qui vit dans la toundra, au nord du Québec. C’est un animal surtout diurne qui est actif toute l’année. Il se nourrit d’herbes, de buissons et de lichen. Son principal prédateur est l’être humain, mais il peut aussi être la proie des loups et des ours. Le caribou effectue de très grandes migrations dans la toundra pour trouver la nourriture dont il a besoin, n’hésitant pas à traverser de larges rivières.

UNIVERS VIVANT

Nom de l’espèce : Rangifer tarandus Habitat : La toundra, au nord du Québec. Régime alimentaire : Herbivore : il se nourrit d’herbes, de buissons et de lichen. Rythmes journalier et saisonnier : C’est un animal diurne. Il est actif toute l’année. Il effectue des migrations dans la toundra. Rôle : C’est un consommateur de 1er ordre. Il est la proie de l’être humain, des loups et des ours. FIGURE 1.14 La niche écologique du caribou.

Rôle

NOM GROUPE

Activités

1.4

1 Explique dans tes mots la différence entre facteurs biotiques et facteurs abiotiques.

2 Nomme quatre facteurs biotiques et quatre facteurs abiotiques qui caractérisent un habitat. Facteurs biotiques

Facteurs abiotiques

3 Explique dans tes mots la différence entre l’habitat et la niche écologique d’une espèce.

4 Explique dans tes mots la différence entre animal diurne et animal nocturne.

5 Quels sont les besoins essentiels qu’une espèce doit pouvoir combler dans son habitat ?

6 Parmi les éléments ci-dessous, lesquels ne font pas partie de la niche écologique d’une population ? A

L’habitat

Le rythme de croissance

Le régime alimentaire

Le rythme journalier

Le rythme saisonnier

Les périodes de reproduction

La taille

Le rôle dans la chaîne alimentaire

La densité

CHAPITRE 1 • Activités 1.4

NOM GROUPE

8 Deux espèces partageant une même niche écologique peuvent-elles cohabiter dans un même habitat ? Explique ta réponse.

UNIVERS VIVANT

7 Chacune des photos ci-dessous correspond à au moins une caractéristique (facteurs biotiques et abiotiques) de l’habitat. Associe chacune à une caractéristique qu’elle représente.

NOM GROUPE

9 Associe chacun des termes suivants à la description qui lui correspond. 3 1 Organisme qui se nourrit d’autres êtres vivants. A Producteur B Consommateur

C Décomposeur

Organisme qui produit de la matière inorganique à partir d’organismes morts.

3 Organisme qui produit de la matière organique à partir de matière inorganique.

10 Le texte ci-dessous porte sur plusieurs organismes vivants. Indique le rôle (producteur, consommateur de 1er ordre, consommateur de 2e ordre, décomposeur) de chaque organisme. L’escargot est un animal très important dans la chaîne alimentaire. En effet, en plus de limiter la croissance de certains végétaux comme les fougères en s’en nourrissant, il sert de nourriture à plusieurs espèces d’oiseaux, tels que les étourneaux, ainsi qu’à plusieurs espèces de crapauds. Ces crapauds peuvent être mangés à leur tour, par une buse par exemple.

a) Fougère

b) Étourneau

c) Crapaud

d) Ver de terre

e) Buse

f ) Escargot

11 Place les cinq termes suivants dans le schéma ci-dessous. Asticots

Coyote

Lièvre

Minéraux

Plantes vertes

consommées par

décomposées par

produisent des

consommé par

décomposé par

consommés par

décomposé par

Lorsqu’un escargot meurt sans être mangé, son cadavre est détruit par les vers de terre et certains autres animaux dont le rôle est de transformer cette matière organique en substances qui pourront être absorbées par les végétaux.

12 Explique dans tes mots la différence entre un consommateur de 1er ordre et un consommateur de 2e ordre.

CHAPITRE 1 • Activités 1.4

NOM GROUPE

13 Dans chaque cas, indique si le facteur caractérisant l’habitat est un facteur biotique ou abiotique. Facteur

Biotique

Abiotique

Climat Nourriture Relief Présence humaine Nature du sol Abris (caverne, terrier, etc.) Maladie Abris (végétaux servant d’abri, trou dans un arbre, etc.) Prédation Présence d’un plan d’eau Nature de l’eau

14 Dans chaque cas, indique si la menace pour un habitat naturel est causée par un phénomène naturel ou par l’activité humaine. Menace

Phénomène naturel

Activité humaine

Éruptions volcaniques

Construction de barrages Ouragans Glissements de terrain Chasse abusive Tempêtes Agriculture

15 Dans chaque cas, indique quel animal est la proie et quel animal est le prédateur. a) Le loup gris (Canis lupus) b) Le requin-baleine (Rhincodon typus) c) Le cerf de Virginie (Odocoileus virginianus) d) La souris sylvestre (Peromyscus maniculatus)

et le caribou (Rangifer tarandus) et le krill (Euphausia superba) et le coyote (Canis latrans) et l’escargot des jardins

(Cepaea hortensis) e) L’être humain (Homo sapiens)

UNIVERS VIVANT

et l’orignal (Alces americanus)

Pêche commerciale

NOM GROUPE

16 Lis le texte suivant.

Le castor Le castor (Castor canadensis) est un animal emblématique du Canada. Il apparaît d’ailleurs sur une face de la pièce de 5 cents, pour souligner sa grande importance au début de la colonisation, surtout pour la traite de sa fourrure.

Le castor est le deuxième plus grand rongeur du monde, mesurant entre 1 m et 1,2 m et pesant entre 15 kg et 30 kg. On le trouve sur presque tout le territoire canadien, surtout dans des cours d’eau entourés de nombreux arbres. Un castor adulte peut abattre plus de 200 arbres par année, autant pour se nourrir que pour fabriquer sa hutte et ses barrages. Comme ses incisives poussent sans arrêt, il est contraint à ce travail fastidieux tous les jours. Même si on peut l’apercevoir de jour, le castor est davantage un animal nocturne, car il est plus actif de la brunante à l’aube. La fabrication de barrages permet au castor un accès plus facile à sa nourriture, c’est-à-dire l’écorce, les feuilles et les jeunes pousses d’arbres et d’arbustes, ainsi que certaines plantes aquatiques. Les barrages font aussi augmenter le niveau de l’eau, ce qui offre au castor une meilleure protection contre ses nombreux prédateurs, mais lui permet également d’avoir accès à sa hutte en toute saison ; en effet, lorsque le niveau de l’eau est plus élevé, seuls les premiers centimètres gèlent en hiver. La hutte offre à la femelle castor, qui sera généralement l’unique conjointe du mâle pendant toute leur vie, un endroit sécuritaire où donner naissance aux petits. L’inondation d’un côté du barrage et l’assèchement de l’autre côté permettent à plusieurs espèces de se développer. Ainsi, les populations de coléoptères sont beaucoup plus importantes du côté inondé. Le cerf de Virginie va quant à lui brouter l’herbe qui pousse sur la partie asséchée. Le castor, chassé sans restriction au temps de la traite des fourrures, a frôlé l’extinction. Cette activité étant aujourd’hui contrôlée, le castor n’est plus menacé par l’être humain. Cependant, il compte toujours comme prédateurs le loup, l’ours et le coyote. Il doit aussi se méfier de la loutre de rivière qui peut s’en prendre à ses petits. On voit ainsi toute l’importance que ce grand rongeur peut avoir dans son milieu.

Réserve de nourriture

Hutte

Puits d’aération

Barrage

Glace Aire de repos

CHAPITRE 1 • Activités 1.4

NOM GROUPE

a) Quels sont les prédateurs du castor ?

b) Quel est son rythme journalier ?

c) De quoi est constituée l’alimentation du castor ?

d) Pourquoi le castor a-t-il frôlé l’extinction ?

f ) Décris la niche écologique du castor en remplissant la fiche ci-dessous. Nom de l’espèce : Habitat : Régime alimentaire :

Rythmes journalier et saisonnier : Rôle :

UNIVERS VIVANT

e) Explique dans tes mots de quelle façon la destruction des barrages des castors due à l’activité humaine peut affecter non seulement les castors, mais plusieurs autres espèces.

1.5

Les adaptations physiques et comportementales

Au fil des générations, les espèces s’adaptent à leur milieu et aux conditions de vie qui y règnent. Les diverses espèces ont recours à des mécanismes d’adaptation différents afin d’être plus efficaces. Les adaptations peuvent être physiques ou comportementales. Monarque

1.5.1 Les adaptations physiques Une adaptation physique est une modification d’une partie du corps ou de l’apparence d’une espèce lui permettant d’améliorer ses chances de survie dans son habitat. Une espèce peut aussi emprunter l’apparence physique d’une autre espèce : c’est ce qu’on appelle le mimétisme. Il est aussi possible qu’une espèce adopte les caractéristiques du milieu environnant afin de leurrer ses prédateurs ou ses proies et ainsi être avantagée : c’est le camouflage. DÉFINITION

Vice-roi

FIGURE 1.15 Les papillons monarque et vice-roi ont une apparence très semblable.

Adaptation physique : Modification d’une partie du corps ou de l’apparence d’une espèce pour améliorer ses chances de survie dans son habitat.

Le monarque (Danaus plexippus) (voir la figure 1.15) est un papillon toxique pour les oiseaux. Ces derniers évitent de le manger. Le vice-roi (Basilarchia archippus) (voir la figure 1.15), un papillon plus petit et comestible pour les oiseaux, a adopté l’apparence du monarque ainsi que son type de vol. Les oiseaux le confondent alors avec le monarque et évitent de le manger. Ce mimétisme procure une protection au vice-roi, ce qui augmente les chances de survie de l’espèce. Le règne végétal n’étant pas en reste, certaines espèces ont connu des adaptations physiques afin d’améliorer leurs chances de survie. Par exemple, les graines de l’érable sont fixées sur une disamare (voir la figure 1.16) qui leur permet d’être emportées par le vent au lieu de seulement tomber au pied de l’arbre. L’érable peut ainsi se reproduire à plusieurs endroits différents.

FIGURE 1.16 La disamare permet à l’érable de répandre ses graines à différents endroits.

Des dents adaptées Les dents des animaux ont une forme différente selon l’utilisation qu’ils en font, c’est-à-dire selon leur alimentation.

Dentition d’un herbivore (vache)

Dentition d’un carnivore (chat)

Un herbivore ne possède pas nécessairement de canines et ses molaires sont plates.

Un carnivore possède des canines qui lui permettent d’arracher la chair et des molaires pointues qui la déchirent.

CHAPITRE 1 • Section 1.5

1.5.2 Les adaptations comportementales Prenons l’exemple du poisson néon (Paracheirodon innesi) (voir la figure 1.17). Ce poisson se déplace en banc (grand groupe compact) afin d’offrir une plus grande sécurité à chaque individu. En effet, lorsqu’un prédateur se présente, le banc prend la forme d’une boule compacte et les poissons les plus jeunes vont trouver protection au centre de la boule, ce qui donne une meilleure chance de survie au groupe, donc à l’espèce. Les végétaux utilisent aussi des adaptations comportementales pour augmenter leurs chances de survie. Comme les plantes ont besoin de lumière pour croître, les tiges et les fleurs d’une plante se développent en se tournant vers le soleil (voir la figure 1.18). Cette adaptation comportementale s’appelle le phototropisme. FIGURE 1.17 Le poisson néon se déplace en banc pour se protéger de ses prédateurs.

FIGURE 1.18 La plante, en poussant, s’oriente vers le soleil. DÉFINITION

Adaptation comportementale : Modification du comportement d’une espèce dans son habitat afin d’augmenter ses chances de survie.

Fenêtre sur…

CHARLES DARWIN

Charles Darwin, naturaliste anglais (1809-1882), partit à l’âge de 22 ans pour un périple de 5 ans autour du monde. Ce voyage le mena aux îles Galápagos en 1835. Il y fit de nombreuses observations qui lui permirent de publier L’origine des espèces en 1859. Charles Darwin y décrit entre autres le processus de sélection naturelle selon lequel les individus les mieux adaptés à leur environnement ont le plus de chances de survivre et donc de transmettre leurs adaptations à leurs descendants. Selon Darwin, ce processus est à la base de la diversification des espèces et de leur évolution. Cet ouvrage, qui bouleversa complètement les croyances de l’époque, est encore cité en référence de nos jours.

UNIVERS VIVANT

L’intelligence des plantes Les plantes seraient-elles dotées d’intelligence ? Des scientifiques avancent que oui, en se basant notamment sur le fait que certaines plantes communiquent entre elles grâce à des signaux chimiques, par exemple pour signaler un danger. De tels signaux pourraient aussi être envoyés à des insectes. D’autres plantes auraient élaboré des moyens de défense, produisant par exemple des composés toxiques pour se protéger des prédateurs.

Une adaptation comportementale est une modification du comportement d’une espèce dans son habitat afin d’augmenter ses chances de survie.

1.5.3 Les facteurs liés aux adaptations Les trois principaux facteurs qui orientent les adaptations des espèces sont l’accès à la nourriture, la reproduction et la protection (éviter les prédateurs). Ces facteurs sont tous trois directement reliés à la survie de l’espèce. Voici des exemples qui illustrent chacun de ces trois facteurs.

L’accès à la nourriture Le fourmilier géant (Myrmecophaga tridactyla) (voir la figure 1.19), aussi appelé tamanoir, possède une grande langue effilée qu’il insère dans les nids de fourmis ou de termites et sur laquelle les insectes collent grâce à sa salive. Il ne vide jamais entièrement une colonie afin qu’elle se régénère et qu’il puisse repasser s’y nourrir à nouveau quelque temps plus tard.

La reproduction

FIGURE 1.19 Le fourmilier géant utilise sa langue effilée pour attraper les fourmis qui lui servent de repas.

Le paon bleu (Pavo cristatus) (voir la figure 1.20) possède une grande traîne (ou queue) de couleur éclatante constituée de plus de 100 plumes pouvant mesurer jusqu’à 1,5 m de longueur. Cette traîne, bien qu’elle nuise à son vol, a comme unique utilité de courtiser la femelle en vue de se reproduire.

La protection

Le renard arctique (Alopex lagopus) (voir la figure 1.21) a un pelage épais et blanc en hiver qui s’amincit et devient brun au printemps. Il mue donc deux fois par année, au printemps et à l’automne. Cette adaptation lui permet de mieux se camoufler et de se cacher de ses nombreux prédateurs, peu importe la saison, tout en s’ajustant à la température.

FIGURE 1.20 Le paon bleu utilise sa traîne colorée pour séduire les femelles.

FIGURE 1.21 Le renard arctique, grâce à son pelage qui change de couleur en fonction de la saison, peut mieux se cacher de ses prédateurs.

Les bélugas Il y aurait environ 100 000 bélugas (Delphinapterus leucas) dans le monde. Une population d’environ 900 individus a élu domicile dans l’estuaire du fleuve Saint-Laurent. La femelle donne naissance à un petit par année en moyenne. Le petit du béluga est gris et acquiert une couleur blanche vers 7 ans pour la femelle et vers 9 ans pour le mâle. La couleur blanche permet à cette espèce d’origine arctique de se confondre avec le paysage nordique.

CHAPITRE 1 • Section 1.5

NOM GROUPE

Activités

1.5

1 Quels sont les trois principaux facteurs qui guident les adaptations aussi bien physiques que comportementales ?

2 Dans chaque cas, indique s’il s’agit d’une adaptation physique (P) ou d’une adaptation comportementale (C). a) Les ruminants se déplacent en troupeaux dans la vallée du Serengeti, en Afrique, pour augmenter leurs chances de survie. b) Le corbeau calédonien (Corvus moneduloides) utilise des brindilles pour extraire ses proies cachées dans les écorces des arbres. c) Le phasme (Carausius morosus) est un insecte qui ressemble énormément à une branche ou une brindille. d) Le papillon grande vanesse (Nymphalis vau-album) a l’apparence d’une écorce d’arbre. e) La loutre de mer (Enhydra lutris) utilise une pierre pour briser la coquille de ses proies afin de pouvoir les manger. f ) L’âne (Equus asinus) n’a pas de canines, mais des molaires plates et des incisives puissantes afin d’arracher et de broyer l’herbe. g) Une abeille « danse » en arrivant à la ruche pour indiquer l’emplacement des fleurs aux autres abeilles. h) La chenille du papillon du céleri (Papilio polyxenes) ressemble à des excréments d’oiseaux.

3 Parmi les énoncés du numéro précédent, indique ceux qui sont des exemples de camouflage ou de mimétisme. Explique ta réponse.

4 Parmi les éléments ci-dessous, lesquels ne sont pas des facteurs qui orientent l’adaptation des espèces ? A

L’accès à la nourriture

L’accès à un autre habitat

La protection

La migration

La communication

La reproduction

UNIVERS VIVANT

i ) Les plantes Ipomopsis aggregata et Penstemon barbatus sont toutes deux pollinisées par le colibri et ont adopté des apparences, des formes et des tailles très similaires.

NOM GROUPE

1 Vrai Faux

5 Dans chaque cas, indique si l’énoncé est vrai ou faux. S’il est faux, corrige-le. a) On observe des adaptations comportementales seulement dans le règne animal.

b) Les adaptations d’une espèce se font assez rapidement.

c) Les adaptations physiques et comportementales sont une question de survie pour les espèces.

d) Les espèces les moins bien adaptées à leur milieu vont avoir tendance à disparaître.

e) Le règne végétal ne peut pas faire de mimétisme.

f ) Le phototropisme est considéré comme une adaptation physique.

6 Quel avantage important ont les espèces les mieux adaptées sur les autres ?

7 Explique dans tes mots la différence entre une adaptation physique et une adaptation comportementale.

8 Bien que les plantes ne se déplacent pas, elles présentent tout de même des adaptations comportementales. Donnes-en un exemple et explique-le dans tes mots.

CHAPITRE 1 • Activités 1.5

NOM GROUPE

9 Lors de son passage sur les îles Galápagos, Darwin a capturé 14 pinsons différents qu’on appelle encore aujourd’hui les pinsons de Darwin. Parmi ceux-ci figurent les trois pinsons ci-dessous, qui ont sensiblement la même taille.

Géospize à gros bec (Geospiza magnirostris)

Géospize à bec pointu (Geospiza difficilis)

Comment expliques-tu que, malgré le fait qu’ils vivent tous sur la même île et qu’ils soient environ de la même grosseur, ces pinsons ont des becs totalement différents ?

10 Dans chaque cas, indique si l’adaptation est survenue pour assurer un meilleur accès à la nourriture (N), pour favoriser la reproduction (R) ou pour se protéger (P). a) Un chien (Canis familiaris) aboie à l’arrivée d’un inconnu. b) Le cerf de Virginie (Odocoileus virginianus) lève la queue à l’approche d’un danger. c) Les carnivores ont des canines puissantes et pointues leur permettant de déchirer la viande. d) La frégate superbe (Fregata magnificens) mâle gonfle son cou lors de la parade nuptiale afin d’attirer la femelle. e) Le faucon pèlerin (Falco peregrinus) a des serres bien tranchantes pour agripper ses proies. f ) Les couleurs vives de certaines fleurs attirent les insectes, ce qui leur permet d’être pollinisées. g) Certains antibiotiques ne sont plus efficaces contre plusieurs bactéries, car elles ont développé une résistance aux antibiotiques. h) La baleine possède des fanons qui lui permettent de filtrer l’eau de mer pour en extraire le krill. 11 Donne un exemple d’adaptation physique chez un animal différent de ceux présentés dans ce chapitre.

UNIVERS VIVANT

Géospize à bec moyen (Geospiza fortis)

NOM GROUPE

12 Complète chacun des énoncés suivants. a) La modification d’une partie du corps ou de l’apparence d’une espèce pour améliorer ses chances de survie

dans son habitat est une adaptation

b) La modification du comportement d’une espèce dans son habitat afin d’augmenter ses chances de survie

est une adaptation

13 Lis le texte suivant.

Le canard colvert Le canard colvert (Anas platyrhynchos) vit dans les marais, où il peut trouver facilement la nourriture dont il a besoin : herbes, graines, insectes et petits poissons. Son bec plat lui permet de filtrer l’eau des marais pour manger les insectes et les larves qui s’y trouvent. Afin de séduire la femelle au printemps, le mâle revêt un plumage nuptial pour ensuite muer et revenir à un plumage éclipse, plus discret et semblable à celui de la femelle. La femelle a quant à elle toujours un plumage qui se fond facilement dans l’environnement où elle pond ses œufs et élève ses petits. Pour chaque facteur lié aux adaptations, donne un exemple d’adaptation du canard colvert. a) La reproduction

b) L’accès à la nourriture

c) La protection

14 Dans chaque cas, indique si l’adaptation est survenue pour assurer un meilleur accès à la nourriture, pour favoriser la reproduction ou pour se protéger. a) Les plumes de la queue du dindon

b) La corne du rhinocéros

c) L’utilisation d’outils

CHAPITRE 1 • Activités 1.5

1.6

L’évolution

Bien que les espèces s’adaptent, tant au niveau de leur physionomie que de leurs comportements, pour augmenter leurs chances de survie, ces transformations surviennent au fil de nombreuses générations. Ces adaptations donnent lieu, à long terme, à de nouvelles espèces qui diffèrent de l’espèce de départ.

1.6.1 La sélection naturelle Dans le long processus de l’évolution, il y a une étape très importante appelée la sélection naturelle. Au cours de cette sélection, seuls les individus les mieux adaptés à leur environnement survivent et transmettent leurs caractères les plus efficaces à leurs descendants, qui feront de même avec leurs propres descendants. DÉFINITION

Sélection naturelle : Mécanisme de l’évolution durant lequel les organismes les mieux adaptés survivent et se reproduisent au fil des générations.

Aurochs

1.6.2 Les étapes de l’évolution La majorité des scientifiques s’entendent aujourd’hui pour dire que toutes les formes de vie connues sur la terre découlent des bactéries, qui, il y a des milliards d’années, vivaient dans l’eau. Au fil de l’évolution, ces formes de vie se sont développées et de nouvelles formes de vie de plus en plus complexes et de mieux en mieux adaptées sont apparues. Sur une période de millions d’années, certaines de ces nouvelles formes de vie ont quitté l’eau pour aller sur la terre ferme et ont continué à se développer pour devenir les amphibiens, les oiseaux et finalement les mammifères que nous sommes.

Vache

DÉFINITION

Évolution : Processus lent au cours duquel les caractéristiques d’une espèce subissent des modifications. Après de nombreuses générations, ce processus peut engendrer de nouvelles espèces. De façon générale, tous ces changements qui contribuent à l’évolution des espèces sont attribuables à des modifications de l’environnement (climat, température, présence de nourriture, présence de prédateurs, etc.) qui favorisent les individus les mieux adaptés. À la longue, l’ensemble des modifications subies peut faire émerger une nouvelle espèce plus apte à survivre dans son milieu.

UNIVERS VIVANT

FIGURE 1.22 L’aurochs était une bête sauvage, agressive et beaucoup plus grande que la vache actuelle. Afin de rendre l’animal plus docile et d’une taille plus appropriée à l’élevage, on fit se reproduire seulement les individus les plus calmes et les plus petits.

Comme son nom l’indique, cette étape se fait naturellement, sans l’intervention de l’être humain. Toutefois, il arrive que l’être humain intervienne afin de satisfaire ses propres besoins. Il en a été ainsi pour la vache (Bos taurus) (voir la figure 1.22) telle qu’on la connaît aujourd’hui. On a commencé à domestiquer son ancêtre, l’aurochs (Bos primigenius), il y a environ 10 000 ans.

Voyons le cas de la baleine, un des rares mammifères marins. Comme le montre la figure 1.23, les ancêtres éloignés de la baleine seraient sortis de l’eau et auraient continué à se développer sur la terre ferme pendant des millions d’années, pour ensuite retourner dans l’eau et s’y développer pendant encore des millions d’années, et, finalement, devenir la baleine telle que nous la connaissons aujourd’hui. Il ne faut surtout pas oublier que toutes les étapes de l’évolution se font en boucle sur une très longue période de temps.

Les individus d’une même espèce se reproduisent. Ils perpétuent alors des caractères différents, créant une variété d’individus au sein de l’espèce.

L’espèce actuelle est la mieux adaptée. L’espèce étant globalement mieux adaptée à son environnement, elle a donc de meilleures chances de survie.

Évolution 46 Ma

55 Ma 52 Ma

Il se produit un changement progressif dans l’environnement. Ce changement peut être un lent réchauffement ou refroidissement, une diminution d’un certain type de proie, etc.

42 Ma

20 Ma jusqu’à aujourd’hui

Les caractères spécifiques avantageux sont héréditaires. Ils se transmettent de génération en génération, sur une très longue période.

FIGURE 1.23 Les étapes de l’évolution.

4 Une sélection naturelle s’opère. L’espèce qui est la mieux adaptée peut survivre et se reproduire davantage.

3 Les individus ayant un caractère spécifique sont avantagés. Ils ont de meilleures chances de survie, au détriment d’autres individus moins bien adaptés.

La disparition de la fourrure chez l’être humain Selon de récentes recherches, l’être humain moderne (Homo sapiens) n’aurait plus de fourrure parce qu’il transpire. En effet, la fourrure permet de réguler la température du corps des mammifères. Or, l’être humain régule la température de son corps par la transpiration.

CHAPITRE 1 • Section 1.6

NOM GROUPE

Activités

1.6

1 Explique dans tes mots ce qu’est la sélection naturelle.

2 Explique dans tes mots ce qu’est l’évolution.

3 Explique dans tes mots pourquoi l’évolution est nécessaire pour une espèce.

4 Nomme chacune des six étapes de l’évolution. 1

5 Lors du processus de sélection naturelle, qu’arrive-t-il aux individus les moins adaptés ?

UNIVERS VIVANT

NOM GROUPE

6 Indique à quelle étape de l’évolution d’une espèce correspond chaque énoncé. a) Une baisse importante de la température est observée dans une région du globe sur une grande période de temps.

b) L’espèce la mieux adaptée survit à cette baisse de température.

c) Les individus ayant plus de fourrure survivent alors que ceux en ayant moins meurent de froid.

d) Les individus ayant survécu à cette baisse de température ont des petits entre eux.

e) Les petits qui naissent ont autant de poils que leurs parents.

f ) Les individus ayant plus de poils sont capables de supporter le froid intense.

Vrai Faux

7 Dans chaque cas, indique si l’énoncé est vrai ou faux. S’il est faux, corrige-le. a) L’évolution est un processus rapide au cours duquel les caractéristiques d’une espèce subissent des modifications. Cette évolution peut se faire en une seule génération.

b) Les individus les mieux adaptés ont plus de chances de survie, puisqu’ils transmettront leurs gènes à leurs enfants.

c) La sélection collective est le processus selon lequel les individus les mieux adaptés à leur milieu vont davantage survivre et se reproduire.

d) Les caractères spécifiques avantageux ne sont pas héréditaires.

e) L’espèce ayant pu s’adapter à un changement dans l’environnement pourra se reproduire et perpétuer son espèce.

CHAPITRE 1 • Activités 1.6

NOM GROUPE

8 Lis le texte suivant.

{60 Ma {38 Ma

Merychippus

1,25 m

Pliohippus

1,6 m

Equus

a) Au cours de l’évolution du cheval, quel avantage avaient les nouvelles espèces sur les espèces précédentes ?

b) Nomme deux différences entre l’Hyracotherium et le cheval.

c) Quel facteur aurait orienté l’évolution du cheval ? Explique ta réponse.

UNIVERS VIVANT

Comme dans la plupart des évolutions, cette évolution ne s’est pas faite de façon directe. L’Hyracotherium a eu d’autres descendants que le cheval qui ont évolué différemment. Certaines de ces espèces ne sont plus présentes aujourd’hui car elles étaient moins bien adaptées. C’est le cas de l’Hipparions, qui s’est éteint il y a environ 7 Ma, et de l’Hippidion, qui s’est éteint il y a environ 10 000 ans.

0,6 m

Mesohippus

{20 Ma

Les spécialistes croient qu’il aurait lentement évolué en se spécialisant pour la course, probablement pour éviter ses prédateurs ou bien leur échapper. Comme le montre l’illustration ci-contre, au fil de l’évolution du cheval, qui s’est étendue sur une période de plusieurs millions d’années, les quatre doigts initiaux de l’Hyracotherium ont disparu pour n’en laisser qu’un seul, fort et puissant, très bien adapté à la course.

0,4 m

Hyracotherium

{5 Ma

Le cheval (Equus caballus) tel que nous le connaissons aujourd’hui est un bel exemple d’évolution. D’après les théories actuelles, son premier ancêtre connu serait le Hyracotherium, qui aurait vécu il y a 60 millions d’années (Ma). Cet ancêtre du cheval était bien différent du cheval actuel. Il ne mesurait qu’environ 20 cm de haut, il se nourrissait de feuillage, contrairement au cheval actuel qui se nourrit d’herbe, et il n’avait pas de sabots comme le cheval d’aujourd’hui, mais quatre doigts.

MEMBRE ANTÉRIEUR

{2 Ma

L’évolution du cheval

NOM GROUPE

Synthèse 1 Qui suis-je ? a) Modification de l’apparence d’une espèce pour améliorer ses chances de survie.

b) Ensemble d’êtres vivants d’une même espèce vivant sur un territoire précis.

c) Groupe d’organismes ayant des caractéristiques communes et qui peuvent se reproduire. Leur progéniture peut aussi se reproduire.

d) Modification du comportement d’une espèce afin d’améliorer ses chances de survie.

e) Endroit où une espèce vit et trouve les conditions essentielles à sa survie.

f ) Mécanisme par lequel les individus les mieux adaptés sont favorisés.

2 Réponds à chacune des questions suivantes à l’aide des trois photos ci-dessous.

Écureuil gris (Sciurus carolinensis)

Écureuil roux (Sciurus vulgaris)

Écureuil roux américain (Tamiasciurus hudsonicus)

a) Lesquels de ces écureuils sont de la même espèce ? Explique ta réponse.

b) Lesquels de ces écureuils sont du même genre ? Explique ta réponse.

CHAPITRE 1 • Synthèse 1

NOM GROUPE

3 Tous les groupes d’individus ne forment pas une population. Quels critères doivent être respectés pour qu’on puisse parler d’une population ?

4 Quelles sont les principales caractéristiques qui définissent la niche écologique d’une espèce ?

5 Lors d’une étude sur le raton laveur (Procyon lotor) en milieu urbain, on a recensé 201 ratons laveurs sur 3 km2. Quelle est la densité de la population des ratons laveurs dans ce milieu urbain ?

Réponse :

7 Le rôle d’une espèce dépend de sa fonction dans la chaîne alimentaire. Quels sont les trois rôles possibles d’une espèce ? a) Prédateur, proie, végétal b) Producteur, consommateur, décomposeur c) Charognard, carnivore, herbivore d) Espèce, population, communauté 8 Parmi les phrases suivantes, laquelle décrit le mieux ce qu’est la niche écologique d’une espèce ? a) Il s’agit d’une description détaillée de l’endroit précis où cette espèce habite. b) Il s’agit d’une description détaillée de l’alimentation de l’espèce et de ses caractéristiques physiques (taille, masse, etc.). c) Il s’agit d’une description détaillée des conditions nécessaires à la reproduction de l’espèce. d) Il s’agit d’une description des comportements et des interactions d’une espèce avec son écosystème.

UNIVERS VIVANT

6 Pourquoi les mulets, engendrés par l’accouplement d’un âne (Equus asinus) et d’une jument (Equus caballus), sont-ils stériles ?

NOM GROUPE

9 Le pluot, ou œuf de dinosaure, est un fruit reconnu pour son goût sucré et parfumé. Ce fruit est issu du croisement d’un prunier (Prunus domestica) et d’un abricotier (Prunus armeniaca). Considérant la demande grandissante pour ce produit, un cultivateur décide de se lancer dans la culture de pluots en se procurant quelques arbres. En te basant sur tes connaissances sur les espèces, que pourrais-tu conseiller à ce cultivateur ?

10 À l’aide du texte suivant, indique les facteurs qui décrivent l’habitat de la mouffette. La mouffette rayée (Mephitis mephitis) est un petit mammifère qu’on peut trouver un peu partout en Amérique du Nord, notamment dans les zones où le climat est tempéré. La mouffette a une alimentation très variée. En effet, cet animal peut se nourrir de baies, d’insectes, de souris, de charognes, d’œufs, etc. Étant un animal nocturne, elle passe la majeure partie de ses journées dans des endroits peu ensoleillés ou encore à la noirceur de son terrier habituellement creusé sous un bâtiment ou un tas de pierre. Dans les régions urbaines, on lui connaît peu de prédateurs. Toutefois, dans les boisés ou les prairies, elle doit se méfier des coyotes, des renards et des hiboux. La mouffette rayée peut aussi être porteuse de plusieurs maladies et parasites.

Facteurs biotiques

Facteurs abiotiques

11 Les crocodiles, dont le crocodile des marais (Crocodylus palustris), sont souvent considérés comme des dinosaures, car ils ont très peu changé depuis que les dinosaures ont disparu il y a 65 Ma. Explique dans tes mots comment, selon toi, cette espèce a pu survivre si longtemps sans trop changer d’apparence, contrairement à la très grande majorité des autres espèces du règne animal.

CHAPITRE 1 • Synthèse 1

NOM GROUPE

12 Dans chaque cas, indique par une lettre s’il s’agit d’une adaptation physique (P) ou d’une adaptation comportementale (C). a) La plie (Pleuronectes platessa) est un poisson plat vivant sur les fonds marins, ce qui lui permet de se cacher dans les fonds sablonneux ou vaseux. b) La couleuvre faux-corail (Lampropeltis triangulum), inoffensive pour l’être humain, ressemble énormément au serpent corail (Micrurus fulvius) qui, lui, est venimeux. c) Les zèbres (Equus zebra) courent en troupeau pour que leurs rayures s’entremêlent, ce qui a pour effet de donner une impression de flou aux prédateurs. d) Le papillon notodonte luné (Ichthyura albosigma) ressemble à une partie de feuille séchée et enroulée. e) Le hareng (Clupea harengus) est un poisson qui se déplace en banc pouvant contenir des millions d’individus. f ) Le poisson-éléphant (Gnathonemus petersii) a, comme son nom l’indique, une petite trompe sous la bouche qui lui permet de fouiller le sable, de se défendre et de communiquer à l’aide d’un faible champ électrique.

13 Dans chaque cas, indique par une lettre si les habitats sont menacés de façon naturelle (N) ou bien par des activités humaines (H). a) En 2011, la fonte des neiges et les pluies abondantes ont fait déborder la rivière Richelieu en Montérégie. b) Une municipalité vient d’accepter le développement d’un quartier résidentiel près d’un marais. c) À la suite d’un été très chaud, beaucoup de feux de forêt sont en activité dans la province. d) À cause du vent et de la pluie, une partie des pesticides et des engrais étendus sur les terres agricoles se retrouvent dans les rivières avoisinantes. e) Le thon rouge (Thunnus maccoyii) est une espèce en voie de disparition en raison de la surpêche commerciale. f ) Une éruption volcanique risque de détruire toute la végétation environnante. g) Le réchauffement climatique cause la fonte annuelle prématurée de la banquise arctique.

UNIVERS VIVANT

g) Le léopard hisse ses proies dans les arbres afin d’éviter qu’elles se fassent manger par les charognards.

NOM GROUPE

CD2

14 Lis le texte suivant.

Le mammouth laineux Le mammouth laineux (Mammuthus primigenius) était un gros mammifère qui parcourait les régions nordiques de l’Eurasie et de l’Amérique du Nord. Son énorme corps, qui pouvait atteindre 3,5 m de haut, était parfaitement adapté à des conditions de froid intense. En effet, ses longs poils et son épaisse couche de graisse le protégeaient bien du froid extrême. Ses impressionnantes défenses pouvant mesurer 5 m de long et peser 84 kg lui permettaient de fouiller l’herbe et les buissons à la recherche de sa nourriture préférée. Cet herbivore, qui pouvait peser jusqu’à 6 tonnes, devait manger environ 200 kg de feuillage et d’arbustes par jour.

Le mammouth laineux a disparu de la surface de la terre il y a environ 11 000 ans. Deux principales causes sont évoquées pour expliquer sa disparition : un réchauffement rapide du climat, sur une période de 1000 ans, qui aurait modifié la végétation et donc l’alimentation du mammouth, et la chasse trop intensive par l’humain. Même si les scientifiques ne s’entendent pas sur la raison exacte de la disparition des mammouths, la plupart d’entre eux croient qu’il s’agit d’une combinaison de ces deux facteurs. Le 29 mai 2013, sur l’îlot Maly Liakhovski, des scientifiques russes ont trouvé une carcasse de mammouth laineux gelée dont le sang était resté liquide. Certains scientifiques croient qu’il serait possible de cloner un mammouth et de réintroduire cette espèce sur la planète.

Selon toi, à l’aide du texte précédent et des connaissances que tu as acquises dans ce chapitre, devrait-on réintroduire le mammouth laineux ? Justifie ta réponse à l’aide d’arguments scientifiques.

CHAPITRE 1 • Synthèse 1

NOM GROUPE

15 Lis le texte suivant.

La phalène du bouleau

Typica

La phalène du bouleau (Biston betularia) est un papillon de nuit qui, comme son nom l’indique, se réfugie sur les branches et les troncs des bouleaux. Il existe deux variétés principales de phalènes du bouleau : une plus claire, appelée typica, qui est blanche tachetée de noir, et une autre plus foncée, appelée carbonaria, qui est essentiellement noire. L’apparence de la typica lui procure un meilleur camouflage lorsqu’elle se pose sur un bouleau. Les oiseaux, ses principaux prédateurs, s’attaquent donc naturellement davantage à la carbonaria, qui est plus visible. Au milieu du XIXe siècle en Grande-Bretagne, moment où l’industrialisation était en plein essor, on remarqua que la carbonaria représentait désormais plus de 95 % de toutes les phalènes du bouleau dans les grandes villes et les régions avoisinantes. C’est qu’à cette époque, les industries fonctionnaient presque exclusivement au charbon, ce qui produisait énormément de pollution atmosphérique causant, entre autres, le noircissement des arbres. La carbonaria était désormais mieux camouflée que la typica, ce qui augmentait ses chances de survie.

Carbonaria

Cent ans plus tard, au milieu du XXe siècle, des efforts considérables ayant été faits pour diminuer la pollution atmosphérique, les bouleaux sont revenus à leur couleur naturelle, et on observe un retour important de la typica conjointement à une diminution tout aussi importante de la carbonaria. a) De quel phénomène lié aux espèces est-il question dans le texte ?

b) Comment en es-tu venu ou venue à cette conclusion ?

c) Qu’y a-t-il de particulier avec le fait que le tout se produise sur une centaine d’années ?

d) Quelle leçon l’être humain devrait-il tirer de cette situation ?

UNIVERS VIVANT

CD1

NOM GROUPE

16 Complète la grille de mots entrecroisés à l’aide des énoncés suivants.

7 1

2 8 9

6 3 4

Verticalement Horizontalement 1

Ensemble des conditions nécessaires au maintien d’une espèce vivante ainsi que sa position dans cet ensemble. Ceci comprend ses interactions avec les facteurs biotiques et avec les facteurs abiotiques.

2 Groupe d’individus d’une même espèce vivant au même moment en un lieu donné. 3 Les six divisions du monde des vivants : les animaux, les végétaux, les champignons, les protistes, les bactéries et les archées.

6 Milieu de vie d’une espèce, où elle trouve les conditions essentielles à sa survie. 7 Type d’adaptation consistant en une modification du comportement d’une espèce dans son habitat afin d’augmenter ses chances de survie. 8 Type d’adaptation consistant en une modification d’une partie du corps ou de l’apparence d’une espèce pour améliorer ses chances de survie dans son habitat.

4 Nomenclature utilisée pour identifier les espèces.

5 Science qui traite de la classification des êtres vivants principalement selon leurs caractéristiques anatomiques et génétiques.

10 Ensemble d’êtres vivants ayant des caractéristiques physiques communes, pouvant se reproduire et dont les descendants peuvent se reproduire à leur tour.

Processus lent au cours duquel les caractéristiques d’une espèce subissent des modifications. Après de nombreuses générations, ce processus peut engendrer de nouvelles espèces.

CHAPITRE 1 • Synthèse 1

NOM GROUPE

Joindre

l ‘utile à l ‘agréable

1 Complète la grille de mots entrecroisés à l’aide des énoncés de la page suivante. 20 1

3 4 5 6

7 8 9 10 11 18

13 14 15 16 17

100

UNIVERS VIVANT

NOM GROUPE

Horizontalement 1

Processus lent au cours duquel les caractéristiques d’une espèce subissent des modifications. Après de nombreuses générations, ce processus peut engendrer de nouvelles espèces.

2 Chez ce type d’animaux, l’embryon se développe entièrement dans un œuf situé à l’extérieur de la femelle. 3 Procédé de reproduction végétal durant lequel une partie de la plante s’enracine et devient un nouvel individu après s’être séparée de la plante-mère. 4 Ensemble d’êtres vivants ayant des caractéristiques physiques communes, pouvant se reproduire et dont les descendants peuvent se reproduire à leur tour. 5 Groupe d’individus d’une même espèce vivant au même moment dans une région donnée. 6 Unité de base de tous les êtres vivants. 7 Procédé de reproduction végétal durant lequel un fragment de plante se régénère et reconstitue une plante entière. 8 Ensemble des constituants cellulaires qui baignent dans le cytoplasme. 9 Union sexuelle entre deux individus mâle et femelle qui mène à une reproduction sexuée.

0 Période qui s’étend de la naissance jusqu’à la 1 maturité des organes sexuels d’un individu sexué. 1 Chez ce type d’animaux, l’embryon se développe 1 entièrement à l’intérieur de la femelle.

2 1

Ensemble des conditions nécessaires au maintien d’une espèce vivante ainsi que sa position dans cet ensemble. Ceci comprend ses interactions aussi bien avec les facteurs biotiques qu’avec les facteurs abiotiques.

3 Étape durant laquelle les gamètes mâle et femelle 1 fusionnent. 4 Science qui traite de la classification des êtres vivants 1 principalement selon leurs caractéristiques anatomiques et génétiques. 5 Type d’adaptation qui consiste en une modification 1 d’une partie du corps ou de l’apparence d’une espèce pour améliorer ses chances de survie dans son habitat. 6 Processus au cours duquel un seul individu engendre 1 une copie de lui-même qu’on appelle clone. 7 Type d’adaptation qui consiste en une modification 1 du comportement d’une espèce dans son habitat afin d’augmenter ses chances de survie. Verticalement 8 Milieu de vie d’une espèce, où celle-ci trouve 1 les conditions essentielles à sa survie. 9 Processus faisant intervenir deux cellules sexuelles 1 (ou gamètes) mâle et femelle qui fusionnent et constituent un œuf (ou zygote). 0 Façon d’identifier précisément l’espèce d’un être 2 vivant à l’aide de deux mots en latin. 1 Nombre de caractéristiques que tout être vivant 2 doit posséder pour être considéré comme tel. 22 Le monde des vivants en compte six.

2 Replace les phrases dans le bon ordre afin de découvrir la définition d’un concept de l’univers vivant, puis nomme ce concept.

a) des générations / les organismes / Mécanisme / au fil / de l’évolution / se reproduisent / durant lequel / survivent et / les mieux adaptés Définition :

Concept : b) d’autres constituants / d’une paroi cellulosique, / Unité de / d’un noyau, / base formée / d’une membrane cellulaire, / ainsi que / de chloroplastes Définition :

Concept : JOINDRE L’UTILE À L’AGRÉABLE

101

NOM GROUPE

3 Résous ces charades. A

Mon premier est un métal précieux utilisé dans plusieurs bijoux.

Mon premier est un récipient pouvant contenir des liquides.

Mon premier est un montant supplémentaire, versé à l’État, payé à l’achat de produits.

Mon deuxième est une façon familière de nommer un garçon.

Mon deuxième est un liquide nauséabond se formant à la suite d’une blessure et nécessitant des soins.

Mon troisième est l’endroit où les oiseaux élèvent leurs petits.

Mon troisième est une note de la gamme de do.

Mon quatrième est un pronom personnel à la 2e personne du singulier.

Mon quatrième est le suffixe des mots vibration, habitation et migration.

Mon quatrième est la partie interne du pain.

Mon tout représente l’ensemble des constituants de l’unité de base des vivants.

Mon tout est un groupe d’individus semblables vivant dans une région donnée.

Mon tout est la science classant les êtres vivants en catégories spécifiques.

Qui suis-je ?

Mon deuxième est un élément essentiel à la vie. Environ 70 % de la surface de la Terre en est couverte.

4 À l’aide de la banque de mots, complète les schémas de la page suivante. Certains mots sont utilisés plus d’une fois (nombre indiqué entre parenthèses). Organisation cellulaire

Protistes

Croissance et développement (3) Utilisation d’énergie Pollinisation et fécondation Bactéries

Floraison

Espèce mieux adaptée

102

UNIVERS VIVANT

Transmission des avantages par l’hérédité

Réaction aux stimuli

Fructification

Végétaux

Fécondation Sélection naturelle Animaux

Archées

Certains individus avantagés Changement environnemental

Champignons

Germination

Échanges avec le milieu

Adaptation au milieu

Reproduction (2) Accouplement

Développement de l’embryon

Mon troisième signifie « non » en anglais.

NOM

GROUPE

a) Cycle de la reproduction sexuée chez les animaux

b) Cycle de la reproduction sexuée chez les végétaux

c) Règnes du vivant

d) Cycle de l’évolution

e) Caractéristiques du vivant

JOINDRE L’UTILE À L’AGRÉABLE

103

matériel univers

« La liaison fortuite

CHAPITRE 4 La matière et ses propriétés...... 106

des atomes est

4.1 : Les trois états de la matière.........................107 4.1.1 : La matière...............................107 4.1.2 : Les états de la matière............108 4.1.3 : Les changements d’état.........110

l’origine de tout ce qui est. » DÉMOCRITE

4.2 : La masse...............................117 4.2.1 : La définition de la masse.........117 4.2.2 : La masse et le poids...............118 4.2.3 : La mesure de la masse...........119 Savoir-faire 2 : La mesure de la masse d’une substance.................120

104

4.3 : Le volume..............................124 4.3.1 : La définition du volume...........124 4.3.2 : Les unités de mesure du volume...............................124 4.3.3 : La mesure du volume..............125 4.3.4 : La masse volumique...............126 Savoir-faire 3 : La mesure du volume d’un liquide avec un cylindre gradué...127 Savoir-faire 4 : La mesure du volume d’un solide irrégulier insoluble............128 4.4 : La température......................133 4.4.1 : La définition de la température.........................133 4.4.2 : La température et la chaleur....134

Quel univers vaste que l’univers matériel ! Cet univers englobe tout ce que nos yeux peuvent voir, tout ce qui est tangible, et parfois même ce qui ne l’est pas. Ici, c’est le concept de matière qui sera principalement développé : la structure de la matière, ses propriétés et la façon dont elle peut se transformer et se mélanger. La plupart des innovations technologiques sont le fruit de la connaissance de la matière. En déchiffrant la structure de l’atome, l’être humain a pu exploiter l’énergie nucléaire, synthétiser des médicaments pour traiter et même guérir des maladies autrefois mortelles. Les chapitres qui suivent te permettront d’acquérir les connaissances et les savoir-faire de base quant à la matière. Ils t’amèneront à faire des liens entre la structure de la matière et ses propriétés pour pouvoir ensuite juger d’une utilisation adéquate de certains matériaux.

4.4.3 : La dilatation thermique............134 4.4.4 : La mesure de la température..135 Savoir-faire 5 : La mesure de la température avec un thermomètre à alcool.........................136 4.5 : L’acidité et la basicité...........141 4.5.1 : Les acides..............................141 4.5.2 : Les bases...............................141 4.5.3 : La mesure de l’acidité et de la basicité : le pH............142 4.6 : Les propriétés caractéristiques....................146 4.6.1 : La définition des propriétés caractéristiques.......................146

4.6.2 : Les métaux, des substances particulières............................147 4.6.3 : Les propriétés caractéristiques et l’utilisation des substances...147 Synthèse 4.......................................150 CHAPITRE 5 La matière et les mélanges........ 158 5.1 : Les mélanges........................159 5.1.1 : La définition d’un mélange......159 5.1.2 : Les types de mélanges...........160 5.2 : Les solutions.........................164 5.2.1 : La définition d’une solution......164 5.2.2 : Les propriétés des solutions...165

5.3 : La séparation des mélanges........................169 5.3.1 : La sédimentation et la décantation.....................169 5.3.2 : La filtration..............................170 5.3.3 : L’évaporation..........................171 5.3.4 : La distillation...........................171 5.3.5 : La séparation des constituants d’un mélange complexe..................172 Savoir-faire 6 : Les techniques de séparation....................................173 Synthèse 5.......................................181 Joindre l’utile à l’agréable...............188

105

technolog univers

« Une personne qui n’a jamais commis d’erreur

CHAPITRE 6 Les forces et les mouvements...194

n’a jamais tenté d’innover. »

6.1 : Les forces............................. 195 6.1.1 : Les effets des forces............... 195 6.1.2 : Les contraintes....................... 196 ALBERT EINSTEIN

192

6.2 : Les mouvements.................. 201

Notre vie quotidienne est ponctuée par l’utilisation de toutes sortes d’objets, du réveil qui nous permet de nous lever à la bonne heure à la musique que nous écoutons dans notre lecteur, en passant par l’eau qui nous est acheminée par le réseau d’aqueduc, le grille-pain dans lequel nous préparons nos rôties, le couteau avec lequel nous étendons notre confiture et le réfrigérateur où nous conservons notre lait. Tous ces objets, du couteau au lecteur, sont des objets techniques. La technologie est l’ensemble des théories et des pratiques qui permettent à l’être humain de façonner des matériaux, de fabriquer des outils, de bâtir des édifices et divers objets pour répondre à ses besoins. De l’invention de la roue à la construction d’un avion, de la maîtrise du feu à la distribution de l’électricité, l’être humain n’a cessé d’innover et de fabriquer des objets toujours plus impressionnants.

ique 6.3 : Les fonctions mécaniques élémentaires......................... 205 6.3.1 : Les liaisons............................. 205 6.3.2 : Les guidages.......................... 206 Synthèse 6...................................... 212 CHAPITRE 7 Les matériaux et l’ingénierie.... 218

7.1 : Les matières premières, les matériaux et le matériel. 219 7.1.1 : Les matières premières........... 219 7.1.2 : Les matériaux......................... 220 7.1.3 : Le matériel.............................. 222 7.2 : Le cahier des charges......... 227 7.3 : Le schéma de principe........ 233

Savoir-faire 7 : La projection à vues multiples................................ 234 Savoir-faire 8 : Les symboles en technologie.................................. 235 7.4 : Le schéma de construction.... 240 Synthèse 7...................................... 246 Joindre l’utile à l’agréable.............. 254

193

Terre et espace univers

« À l’échelle cosmique, l’eau liquide est plus rare que l’or. » HUBERT REEVES

258

CHAPITRE 8 Les caractéristiques de la Terre................................... 260 8.1 : La structure interne de la Terre........................... 261 8.1.1 : Les parties de la Terre.......... 261 8.1.2 : Les principales caractéristiques des parties de la Terre................. 262 8.2 : La lithosphère et le relief... 266 8.2.1 : La lithosphère...................... 266 8.2.2 : La lithosphère et les activités humaines................ 267 8.2.3 : Le relief................................ 268 8.2.4 : Le relief et les activités humaines............................. 269

8.3 : L’atmosphère..................... 273 8.3.1 : Les couches de l’atmosphère................... 273 8.3.2 : La composition de l’air......... 274 8.3.3 : L’atmosphère et les activités humaines................ 274 8.4 : L’hydrosphère et le cycle de l’eau............................... 278 8.4.1 : L’hydrosphère...................... 278 8.4.2 : L’eau salée et l’eau douce.... 278 8.4.3 : Les interactions entre l’hydrosphère et l’atmosphère.................... 279 8.4.4 : Le cycle de l’eau.................. 280 Synthèse 8.................................... 284

Pourquoi les éclipses sont-elles si rares ? Comment se fait-il que le Soleil disparaisse de l’horizon à l’ouest ? Pourquoi la Lune connaît-elle plusieurs phases ? Pourquoi le trou du rocher Percé change-t-il au fil du temps ? De quel phénomène est-il question lorsqu’on parle de « dérive des continents » ? Qu’est-ce

qui

cause

les

volcans,

les

tremblements de terre et les tsunamis ? Pourquoi la vie est-elle possible uniquement sur la Terre ? Tu t’es sûrement déjà posé ces questions et d’autres semblables. Les trois prochains chapitres te permettront de te familiariser avec les caractéristiques de la Terre et de mieux comprendre les phénomènes géologiques, géophysiques et astronomiques qu’on y observe.

CHAPITRE 9 Les phénomènes géologiques et géophysiques......................... 292 9.1 : La tectonique des plaques. 293 9.1.1 : La théorie de la tectonique des plaques......................... 293 9.1.2 : Les conséquences des mouvements des plaques.... 294 9.2 : L’orogenèse........................ 299 9.2.1 : La collision entre deux plaques : des chaînes de collision........................... 299 9.2.2 : Les zones de subduction : des cordillères...................... 300 9.2.3 : Les points chauds : des collines.......................... 300 9.2.4 : Les volcans éteints : des montagnes.................... 301

9.3 : Les volcans........................ 305 9.3.1 : L’éruption volcanique........... 305 9.3.2 : Les volcans dans le monde.... 306 9.4 : Les tremblements de terre. 310 9.4.1 : L es causes des tremblements de terre.......... 311 9.4.2 : L es tremblements de terre sous-marins................. 312 9.5 : L’érosion............................. 316 9.5.1 : Un agent d’érosion : l’eau...... 316 9.5.2 : Un agent d’érosion : le vent.... 318 9.5.3 : Un agent d’érosion : les êtres vivants.................... 318 Synthèse 9.................................... 322 CHAPITRE 10 Les phénomènes astronomiques............................ 330

10.1 : Les propriétés de la lumière..................... 331 10.2 : Le cycle des saisons....... 335 10.3 : Le cycle du jour et de la nuit....................... 340 10.3.1 : L’alternance du jour et de la nuit........................ 340 10.3.2 : La durée du jour et de la nuit........................ 341 10.4 : Les phases de la Lune..... 345 10.5 : Les éclipses..................... 350 10.5.1 : L’éclipse de Soleil............... 350 10.5.2 : L’éclipse de Lune............... 350 Synthèse 10.................................. 354 Joindre l’utile à l’agréable............ 361

259

2e ÉDITION Destinée à l’enseignement du cours de Science et technologie au 1er cycle du secondaire, la collection Origines couvre l’ensemble des concepts prescrits par le Programme de formation du MEES. Cette collection permet de planifier avec une grande souplesse l’apprentissage des sciences au 1er cycle du secondaire et de soutenir le travail autonome des élèves en classe et à la maison.

La 2e édition de la collection Origines propose : • une organisation par univers ; • des notions théoriques rigoureuses mises à jour ; • un plus grand nombre d’exercices au fil des chapitres ; • des rubriques actualisées ; • des Savoir-faire placés au fil des pages ; • une nouvelle section ludique Joindre l’utile à l’agréable qui présente à la fin de chaque univers des exercices de révision sous forme de jeux ; • une Révision globale de l’année à la fin du cahier ; • un Bilan de fin de cycle (cahier de 2e secondaire) ; • un Carnet des savoirs en couleurs ; • pour les enseignants, de nouveaux examens de fin d’année et de fin de cycle (2e secondaire), ainsi que de nouveaux laboratoires et ateliers, des exercices supplémentaires, des tests clé en main et des banques de questions pour chacun des univers.

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