Transcript Les adaptations du monde vivant au milieu désertique Aspects éthologiques et morphologiques

Les adaptations du monde vivant au
milieu désertique
Aspects éthologiques et morphologiques
développés par certains organismes face au
manque d’eau
Exposé présenté par
Baptiste Bataille
Plan de l’exposé:
• Définition et description des facteurs abiotiques d’un
désert type
• Les différents types de déserts et leurs répartitions
géographiques
• Organismes vivants et adaptations développées
• Flore
• Faune
• Conclusions
Plan de l’exposé:
• Définition et description des facteurs abiotiques d’un
désert type
• Les différents types de déserts et leurs répartitions
géographiques
• Organismes vivants et adaptations développées
• Flore
• Faune
• Conclusions
Plan de l’exposé:
• Définition et description des facteurs abiotiques d’un
désert type
• Les différents types de déserts et leurs répartitions
géographiques
• Organismes vivants et adaptations développées
• Flore
• Faune
• Conclusions
Plan de l’exposé:
• Définition et description des facteurs abiotiques d’un
désert type
• Les différents types de déserts et leurs répartitions
géographiques
• Organismes vivants et adaptations développées
• Flore
• Faune
• Conclusions
Plan de l’exposé:
• Définition et description des facteurs abiotiques d’un
désert type
• Les différents types de déserts et leurs répartitions
géographiques
• Organismes vivants et adaptations développées
• Flore
• Faune
• Conclusions
Plan de l’exposé:
• Définition et description des facteurs abiotiques d’un
désert type
• Les différents types de déserts et leurs répartitions
géographiques
• Organismes vivants et adaptations développées
• Flore
• Faune
• Conclusions
Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
« Planète bleue »
(7/10 immergés)
paradoxe
1/7 des terres émergées
(pôles non-compris !!!)
= déserts
Soit près de 13. 10 6 Km2
Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
Autre paradoxe…
Un désert est défini par…
ce dont il est démuni!
populations
humaines
eau
faune
terres arables
végétation
Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
Parent « Dictionnaire des sciences de l’environnement »
Régions du globe aux précipitations très faibles (<100mm/an) et
caractérisées par une faible densité des organismes vivants et par
une pauvreté floristique et faunistique.
Campbell « Biology »:
Biomes terrestres se caractérisant par des précipitations faibles
(<250mm/an)
Petit Robert:
Régions très peu habitées dont les précipitations sont inférieures à
l’évaporation.
Biomes: écosystèmes terrestres ou aquatiques caractéristiques de grandes zones géographiques qui sont
soumises à un climat particulier
Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
Parent « Dictionnaire des sciences de l’environnement »
Régions du globe aux précipitations très faibles (<100mm/an) et
caractérisées par une faible densité des organismes vivants et par
une pauvreté floristique et faunistique.
Campbell « Biology »:
Biomes terrestres se caractérisant par des précipitations faibles
(<250mm/an)
Petit Robert:
Régions très peu habitée dont les précipitations sont inférieures à
l’évaporation.
Biomes: écosystèmes terrestres ou aquatiques caractéristiques de grandes zones géographiques qui sont
soumises à un climat particulier
Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
Parent « Dictionnaire des sciences de l’environnement »
Régions du globe aux précipitations très faibles (<100mm/an) et
caractérisées par une faible densité des organismes vivants et
par une pauvreté floristique et faunistique.
Campbell « Biology »:
Biomes terrestres se caractérisant par des précipitations faibles
(<250mm/an)
Petit Robert:
Régions très peu habitées dont les précipitations sont inférieures à
l’évaporation.
Biomes: écosystèmes terrestres ou aquatiques caractéristiques de grandes zones géographiques qui sont
soumises à un climat particulier
Définition et description des facteurs abiotiques d’un désert type
T°air/1m sol > 40°C ombre
T°air/sol > 76°C
Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
Au sein des déserts (pôles exclus)
2 types de zones (intensité de sécheresse):
• les zones hyperarides:
• absence de précipitations pdt plusieurs années
• HRair < 20% voir 10%
(exemple: ATACAMA (chili) 30 ans sans averse!!!)
• les zones arides:
• précipitations chaque années
mais tjs < 250mm, irrégularité pb majeur, parfois en
une seule journée
Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
Comment se créent les déserts?
Combinaison de 4 facteurs:
• 2 zones de HP autour de l’équateur
• courants marins froids le long des côtes
• relief
• éloignement de la côte
Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
Comment se créent les déserts?
Combinaison de 4 facteurs:
• 2 zones de HP autour de l’équateur
• courants marins froids le long des côtes
• relief
• éloignement de la côte
Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
Comment se créent les déserts?
Combinaison de 4 facteurs:
• 2 zones de HP autour de l’équateur
• courants marins froids le long des côtes
• relief
• éloignement de la côte
Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
Comment se créent les déserts?
Combinaison de 4 facteurs:
• 2 zones de HP autour de l’équateur
• courants marins froids le long des côtes
• relief
• éloignement de la côte
Les différents types de déserts et leurs répartitions géographiques
Comment se créent les déserts?
Combinaison de 4 facteurs:
• 2 zones de HP autour de l’équateur
• courants marins froids le long des côtes
• relief
• éloignement de la côte
Organismes vivants et adaptations développées :
la Flore
Organismes vivants et adaptations développées : la
Flore
Il existe 3 types principaux de Plantes désertiques :
1 - Les plantes annuelles,
ne vivent qu'une saison => doit produire assez de graines fécondes pour
perpétuer l'espèce.
graines dormantes : ne germent que lorsque le taux d'humidité est assez
élevé pour favoriser une croissance rapide ( de la fin de l'hiver à la fin du
printemps ).
ex. : Lis du désert
Asclépiade
Coqueret
Lupin
Onagre
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
2 - Les Cactées ( plantes grasses )
Les Cactées : survivent aux longues périodes de sécheresse en emmagasinant de
l'eau dans leurs tissus spongieux
épines protègent la réserve d'eau et de nourriture de la plante et abritent le
Cactus contre les rayons directs du soleil. Elles réduisent aussi les courants d'air
superficiels qui causent l'évaporation de l'eau.
Ex. : Peyote
Mamillaire
Oponce
Yucca
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
3 - Les Arbustes et Arbres.
La plupart des Plantes vivaces du désert = petits arbustes ligneux qui
perdent leurs feuilles au cours de la saison sèche.
par ex, Chez l'Ocotillo, feuillaison 2 fois par an correspondant aux 2
périodes annuelles de pluie ( printemps et automne ).
Ex. : Mesquite
Sauge
Hibiscus
Jojoba
Palo verde
Acacia
Créosotier
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Les stratégies d’adaptation des végétaux à la sécheresse
Deux contraintes principales:
• rareté des précipitations
• évapotranspiration (pertes physiques dûes à évaporation combinées à
transpiration des êtres vivants)
Végétation observable dans désert mais aussi dans
climat humide avec accés difficile à eau
(ex: végétation épiphytiques => sur troncs)
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Différentes stratégies:
• limiter vie active à courtes période qd eau disponible
• stocker eau qd disponible et utiliser suivant besoins
• réduire pertes par évapotranspiration
• utiliser eau sous toutes ses formes (liquide ou gazeuse)
• aller chercher eau où elle se trouve
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
1. Plantes à organes aériens éphémères
1ère stratégie: limite vie active à une période de l’année
Végétaux dit « temporaires » ou « éphémérophytes »
Cycle identique aux plantes annuelles des régions humides
(germination des graines, développement végétatif, floraison et fructification)
mais durée fortement raccourcie (qlq semaines voir qlq jours!!)
souvent accompagné de phénomène de « nanisme »
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
2. Plantes poïkilohydres
Habituellement, végétaux fanés = morts
Ici, via processus de « réhydratation variable »
(poïkilohydres),
végétaux capables de reviviscence (aspect normal et fonctions vitales)
qd présence d’eau et ce, même après dessication prolongée…
(ex: mousses et lichens dans nos régions, dans désert, plantes à fleurs…)
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
3. Plantes grasses ou succulentes
Adaptation la mieux connue face à sécheresse
2ème stratégie: stocker d’importantes quantités d’eau dans
tissus spécialisés (feuilles, tiges…)
Certaines Cactacées => deux ans sans eau, consomment 70% de
leurs réserves hydriques…
(ex: Gd cierges américains, > 10m, tiges renferment > 3.000L !!!)
Autres stockent dans feuilles: Crassulacées, Aizoacées,…
Voir adaptation particulière: dvlpmt de tiges à durée de vie
limitée: plantes à caudex succulents
Certaines Cactées, telles que Cereus qui fleurit la
nuit, ont des fleurs qui s'ouvrent la nuit,
généralement blanches et très odoriférantes.
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
4. Sclérophylles, …
3éme stratégie: réduire pertes par évapotranspiration
 évapotranspiration essentiellement par feuille
Solution?
Sclérophyllie: feuilles persistantes, coriaces, rigides, svt
épineuses à cuticule épaisse et stomates enfoncés dans cavités
sous-foliaires => limiter transpiration, maintenir rigidité
(même lors d’un déficit hydrique accrus)
(ex: chêne vert en méditerranée)
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
4. … Microphylles et Aphylles
Solution (suite)?
Microphyllie: réduction de surface foliaire via « microfeuilles »
ou présence d’aiguilles, d’écailles => limiter surface d’échange
(ex: Ericacées (Bruyères) et Ericoïdes (morphologiquement proches des Bruyères),
tamaris…
Aphyllie: cas extrême = absence de feuilles, photosynthèse via
la tige riche en chlorophylle
(ex: Genêt à balais (chez nous sur versan mosan, pelouse calcaire…))
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Dispositifs physiologiques limitant la transpiration chez les
végétaux
Plusieurs adaptations se manifestent:
La plus efficiente = mouvement d’ouverture et fermeture des
stomates en fonction de Hv, T° et HR
(ex: plantes fixent CO2 durant la nuit (stomates ouverts: T°
durant la journée(T° , stomates fermés)
) et photosynthétisent
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Dispositifs physiologiques limitant la transpiration chez les
végétaux
Plusieurs adaptations se manifestent:
Autre méthode = variation de la pression osmotique dans les
feuilles
 qd élévation PO, évapotranspiration diminue => au plus fort
de journée, concentration ionique augmente…
(ex: salicornes…)
pression osmotique: concentration ionique dans les cellules
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Absorption de l’eau (liquide)
Racines = organes d’absorption habituels
Extension horizontale proche surface du sol où
apports réduits
Extension verticale qd nappes phréatiques
profondes (ss dunaires)
(ex: plantes de qlq cm avec racines de plusieurs mètres…)
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Absorption de l’eau (vapeur/rosée)
Apport d’eau parfois uniquement sous forme rosée/brouillards
bcp de cryptogames (lichens) = absorption directe via surface
de l’organisme (gde richesse en lichens dans déserts côtiers ex: Namibie)
Plantes a fleurs: dispositifs remarquables « racines à velamen »
 racines aériennes à épiderme épais jouant rôle d’éponge
(ex: Broméliacées, important groupe d’épiphytes désertiques)
Organismes vivants et adaptations développées : la Flore
Phénomènes des convergences morphologiques
S’adapter à la sécheresse ou périr: dilemme avec solutions mais
en nombres limités…
 Apparition de convergences morphologiques entre familles
végétales très diverses ayant adopté stratégies semblables!!!
(au même titre qu’un dauphin ressemble + à un requin qu’à un chien, même si tout
autrement niveau parenté…)
 plantes succulentes: parallélisme entre Cactacée américaine,
euphorbe succulente africaine et Didiéracée malgache…
appellation: Cactiformes…
Organismes vivants et adaptations développées :
la Faune
Organismes vivants et adaptations développées : la
• Insectes
• Araignées, Scorpions et Solifuges
• Reptiles (lézards et serpents)
• Oiseaux
• Mammifères
• Hommes
Faune
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
1. Les insectes
Bâtis pour survie:
cuticule (chitine) imperméable => pas pertes d’eau par évaporation
respiration discontinue via stigmates => s’ouvre qd certaine qtt de CO2
Passent maximum de tps sous surface du sol
Si insectes volants, activité nocturne, 2 raisons:
-> vol génère augmentation T°
-> journée, air trop sec et fluide => faible résistance => moins « porteur »
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
1. Les insectes (suite)
Exemples:
Ténébrion du désert du Namib
Fourmi à miel
Collecte rosée matinale sur
abdomen (muni de « poils »)
Collecte nectar lors pluies
Position => eau coule vers bouche
Emmagasine sucre (10mois…)
Reserve pour colonie
Friandise recherchée…
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
2. Araignée et scorpions et solifuge
Araignées: présentes dans tous les déserts, population fonction de la
population proie
peu de toîles, svt sous le sol et chasse à vue (taille parfois élevée)
mimétisme parfait…
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
2. Araignées, scorpions et solifuge (suite)
Scorpions: créature la plus résistante du désert
résistance aux fortes T° et taux de perte d’eau le + bas de tous animaux du
désert
Taille de 2 cm à 12cm, totalement nocturne, journée sous sol, cavité,…
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
2. Araignées, scorpions et solifuge (suite)
Solifuge (scorpion du vent): créature la mieux adaptée au désert
Apparenté aux scorpions et aux araignées
ne vit que dans région les plus dénudées du désert
Chasse la nuit en courant.
Court si vite que œil humain ne peut le suivre…
Régime très varié: reptiles, oiseaux, insectes…
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
3. Les reptiles
Vertébrés les plus nombreux ds déserts (nombre et diversité spécifique)
De qlq cm à 1,5m, carnivores (insectes, reptiles, mammifères, oiseaux..)
Sang froid (poïkilotherme vs homéotherme)
Couleur décisive dans périodes d’activités:
• Claires: journée
• Sombres: aube et crépuscule
Cas particulier:
Agame changeant ou Phrynosome
Change de couleur en fct de la journée
=> avantage évolutif
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
3. Les reptiles (suite)
Les lézards, varans:
Formes, couleurs, tailles variables:
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
3. Les reptiles (suite)
Les geckos et scinques:
Deux techniques différentes de déplacement:
Gecko: franges de poils sur pattes et doigts ou pattes palmées (…)
déplacements plus rapides sur sol meuble
Scinque: corps arrondi, pattes réduites (voir atrophiées)
nage littéralement dans et sur le sable
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
3. Les reptiles (suite)
Les serpents:
Contrairement idées reçues, peu de serpents dans désert
Activités variables:
diurnes, enfouis sous surface avec tête dépassant, embusqués…
nocturne, chasse active, recherche permanente
Adaptation particulière:
Crotale cornu
Déplacements latéraux,
avantage sur sol mou,
corps = levier
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
4. Les oiseaux
Oiseaux => avantages liés à aptitude au vol:
Corps conçu pour opérer a T° + élévée (sac aériens, respiration à sens unique)
Plumes servent d’isolant thermique
Possibilité de faire gdes distances en peu de tps pour eau
Cas particuliers:
Ganga unibande ou tétras
des sables
Plumes du ventre hydrophiles
Moyen de transport d’eau pour
jeunes pulli
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
4. Les oiseaux (suite)
« Roadrunner » ou Courvite
Adapté aux déplacements et chasse à
vue sur le sol
Espèce saharienne
Espèce américaine
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
4. Les mammifères
Vertébrés (homéothermes)
Généralement, de petites tailles (rongeurs phytophages)
Manque de nourriture plus problématique que manque d’eau
Adaptations:
Conditionnement de l’air: nocturne, vie dans terrier avec entrée fermée
Donc HR augmente, T° cst, perte en eau diminue
Besoin en eau fraiche:
Aptitude à prélever l’eau de la nourriture et à transformer Hydrate de
carbone (graisse) en eau
Pelage => isolant thermique
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
4. Les mammifères (suite)
Adaptations particulières:
Gerboise ou rat-kangourou
Nocturne, pattes larges et longues
(sauts sur sol meuble)
Reins très performants
Ne boit pas
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
4. Les mammifères (suite)
Adaptations particulières:
Fennec ou renard du désert
Nocturne, petite taille, vit dans terrier,
chasse à ouïe,
Oreilles = gd surface de
thermorégulation
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
4. Les mammifères (suite)
Adaptations particulières:
Camélidés
Pelage adapté
Deux doigts palmés (déplacements)
Bosses graisseuses => eau
Gazelles
Pelage clair, diminution de 150 à 30
inspirations/minute
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
4. Les hommes…
Homme pas adapté au désert :
sans eau, T°= 50°c => mort endéans 24 à 48h
mais, ttes gdes zones désertiques peuplées (depuis préhistoire…)
Différences entre populations = techniques d’adaptation
Peau pigmentée = avantage face aux U.V.
Le corps humain peut effectuer qlq « corrections » physiologiques mais
ne possède pas de mécanisme empêchant la perte d’eau
Hors, besoin journalier en milieu désertique = 9 litres
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
4. Les hommes (suite)
Peuplades primitives :
Recherche perpetuelle d’eau => nomadisme (chasse et cueillette)
2 populations suivent encore ce mode de vie et seuls êtres humains
« adaptés » au désert:
Bindibus (aborigènes australiens)
Suivent le mouvement des pluies
Condition: région giboyeuse et « fertiles »
Adaptation morphologique:
Nez plat et large => respiration facilitée en
milieu sec et poussiéreux
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
4. Les hommes (suite)
Peuplades primitives :
Boschimans (kalahari)
Divisés en troupes qui règnent sur
territoire de chasse défini
Adaptation morphologique:
Les boschimans ont perdu couche
de graisse sous-cutanée
stockent leur graisse dans fesses
=> corps plus vite rafraichi
Organismes vivants et adaptations développées : la Faune
4. Les hommes (suite)
Caravanes du désert :
Nomadisme accompagné de fonction de transport de biens et de personnes
Autrefois, caravanes avec dromadaires = rôle de premier plan ds réseau
commercial mondial
Touaregs:
Gd commercants (sel, auparavant =>
esclaves…)
suivent distances +courtes entre 2 oasis
(centre de commerce)
Conclusions
Désert: milieu sans vie par définition..
Cependant, diversité spécifique élevée tant au niveau des
vertébrés que des invertébrés
Vie nocturne…
Dans désert, la selection naturelle agit sur les organismes
de manière radicale et transforme celui-ci en théâtre
d’adaptations bien particulières
Parler du désert, ne serait-ce pas,
d'abord, se taire, comme lui, et lui
rendre hommage non de nos vains
bavardages mais de notre silence ?
[Théodore Monod]