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Sciences de la vie et de la Terre

Corrigé de l’exercice "taille des iguanes marins"

24 / 01 / 2006 | Liliane Grandmougin

Dans tous les cas, l’intérêt de ces documents est de faire le « tri » entre les facteurs « utiles » pour répondre au problème posé et les autres.

- Doc.1 :

Le taux de survie est proportionnel à la taille de l’iguane, quel que soit le sexe de l’animal. Il y a cependant une taille « limite ». Les grands iguanes sont donc avantagés par rapport aux plus petits.
On peut se demander quels sont les facteurs « limitants » dans les valeurs les plus basses ou les plus hautes (c’est un des points de la recherche mentionnée dans l’introduction).

- Doc.2 :

On teste ici le paramètre « alimentation », plus précisément l’efficacité de la prise alimentaire.

En bleu : courbes témoins. On voit que :
- l’efficacité de la prise alimentaire est plus élevée pour les iguanes de Santa Fé que pour ceux de Genovesa. Les iguanes y sont donc plus grands.
- Il y a donc un ou des paramètres variant d’un île à l’autre, sachant que le régime (algues) reste le même.

En rouge : effets du El Niño :
- Dans les deux îles, l’efficacité de la prise alimentaire a diminué. Cela se traduit par des animaux de plus petite taille. Un seul paramètre affectant les îles, il faut trouver le point commun.
- On sait que (texte d’accompagnement « environnement ») le El Niño s’oppose à l’upwelling. La conséquence en est une diminution d’apports minéraux qui empêche la croissance des « végétaux » dont les algues, source de nourriture pour les iguanes.
- On peut se demander si les iguanes ont tout simplement une croissance ralentie ou si un autre phénomène se manifeste. On ne mentionne en effet ici que la « masse corporelle » sans préciser le nombre d’individus.
- On peut également émettre l’hypothèse d’une baisse d’activité (dépenses) liée à une baisse d’apports donc un « cercle vicieux », les dépenses d’énergie étant consacrées en grande partie à l’alimentation.

Les petits iguanes pouvant encore grandir, on peut se demander ce qui intervient hors période de El Niño. Il y a probablement d’autres facteurs en jeu justifiant l’avantage des « grands ».
À signaler : le fort taux de mortalité (60%) lors de ce phénomène : il y a un lien direct évident « survie/El Niño » (moins de nourriture, moins d’iguanes !).

- Doc.3 : On étudie ici les effets de la température sur la digestion et l’efficacité de prise alimentaire (puisqu’on sait que celle-ci intervient : doc2).

Dans les deux cas, on note une relation linéaire ou presque. On peut ici réinvestir des connaissances :
- Efficacité des bouchées : à relier à l’activité musculaire dans des conditions vitales. Les muscles de la mâchoire fonctionnent « mieux » à forte température (ils supportent une élévation de température, à relier à la dissipation d’énergie à l’effort).
- Digestion : on retrouve une idée simple : plus les iguanes mangent, plus une grande quantité de nourriture parvient au tube digestif ! Mais on teste aussi indirectement l’efficacité de la digestion ; on sait maintenant que la température du milieu est un paramètre non négligeable. Il y a une relation entre les deux fonctions et le milieu dans lequel elles sont réalisées. Hypothèse : activité enzymatique ?

- Doc.4 : (assez complexe) : On voit qu’en intégrant les paramètres « taille des algues » (soit : qualité de l’alimentation) et « température », les chercheurs ont prévu des tailles d’iguanes qui correspondent aux données de terrain (si on excepte l’île de Seymour pour les raisons indiquées).

Il y a donc bien un lien entre ces facteurs, on peut les retenir comme critères influençant la taille des iguanes. (Il est important pour les élèves de comprendre que les chercheurs ne « trouvent » pas tout de suite, mais testent la fiabilité de leurs données).

- Doc.5 : Paramètre interne : les hormones.

- En conditions basses, c’est-à-dire mauvaises conditions de vie (on peut suggérer un lien avec « température, alimentation » non favorables, cf.doc .précédents) le taux de corticostérone est élevé et la taille petite.
- En conditions « bonnes » : c’est l’inverse : le taux d’hormone est faible et la taille plus élevée que dans l’autre cas.

On en déduit que cette hormone empêche l’augmentation de taille. Donc tout stress empêche l’iguane de grandir.

- Doc.6 : Taux de survie en fonction du taux de corticostérone.

Ici, on a un exemple concret de stress : une marée noire. La flèche « avant » sert de témoin.
On observe un taux de corticostérone élevé et un faible taux de survie en cas de marée noire. Il y a bien un lien entre « stress/ taille/taux d’hormones ».

Ce taux d’hormones est dépendant des conditions de milieu. On retrouve également le paramètre « alimentation » (commentaire).

Doc.6b  : Relevé d’information qui donne l’occasion de faire un premier bilan des déductions :

- Chez les femelles : la grande taille favorise les gros œufs qui permet une progéniture de grande taille.
On a vu (doc.1) que la grande taille favorise la survie
On peut émettre l’hypothèse d’un facteur héréditaire ( ?)

- Le fort taux de testostérone augmente les hochements de tête des mâles, donc leur « pouvoir de séduction » auprès des femelles (traduire par « succès reproductif » !). Sachant que les plus grands mâles ont aussi un plus fort taux de réussite lors des combats, on peut associer taux de testostérone élevé=> défense du territoire=> acquisition d’un harem=> fort taux reproductif=> grande chance de léguer ses gènes.

- Doc.7 : Evolution de la taille des iguanes au cours du temps.

On remarque que la plupart des iguanes ont une taille qui évolue de manière croissante, mais diminue autour des périodes de El Niño.

On en déduit tout d’abord un phénomène unique : les iguanes « rétrécissent » !
Ce phénomène est directement lié à l’environnement
Sachant qu’un iguane plus petit a des exigences énergétiques plus faibles (doc.2), on trouve ici un formidable exemple d’adaptation au milieu.

NB : Le El Niño de 1997, non signalé ici, a été de durée exceptionnellement longue, ce qui explique les fortes diminutions et même mortalités.

- Doc.8 : Survie en fonction de la taille.

On observe que plus un iguane a la faculté de rétrécir, plus son taux de survie est élevé.

Il y a bien une adaptation des iguanes aux changements de leur milieu.
Le facteur ici est peut-être d’ordre génétique.

Conclusion :

Les iguanes marins ont acquis au cours de l’Evolution la possibilité de changer de taille au cours du temps et ce en fonction de modifications de milieu.
Dressons le « portrait-robot » de l’iguane mâle dont les chances de survie sont les plus élevées [*] :

- Il est de grande taille : sa prise alimentaire est efficace, il peut se battre et défendre son territoire : il a un fort taux de testostérone qui l’amène à de nombreux hochements de tête, ce qui séduit les femelles.

- Il a donc un avantage reproductif et lègue ses gènes. Ses descendants seront de grande taille, surtout si les femelles ont elles-mêmes une grande taille.

- Il est capable de rétrécir en cas de milieu défavorable : les ressources vont diminuer ; étant de plus petite taille, il mangera moins et de manière moins efficace, son taux de corticostérone va augmenter mais pas trop.

- Il lèguera cette faculté à sa descendance.

On note donc avec cet exemple à la fois les liens entre facteurs externes et internes impliqués dans la sélection naturelle
Le lien entre facteurs de milieu et génétique est à utiliser en 1S, réinvesti avec la notion de sélection / adaptation en TS.
Le schéma final est adapter au niveau.

Retour à l’exercice.

[*ce n’est pas par sexisme ! Les données pour les femelles sont moins complètes

 

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