Les adaptations du monde vivant au milieu désertique Aspects éthologiques et morphologiques développés par certains organismes face au manque deau Exposé

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





• Flore

• Faune

• Conclusions





• Flore

• Faune

• Conclusions





• Flore

• Faune

• Conclusions





• Flore

• Faune

• Conclusions





• 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


Autre paradoxe…

ce dont il est démuni!

eau

terres arables

végétation

faune

populations humaines

Un désert est défini par…


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






Petit Robert:

Régions très peu habitée dont les précipitations sont inférieures à l’évaporation.







Petit Robert:

Régions très peu habitées dont les précipitations sont inférieures à l’évaporation.



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



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






• relief







• relief







• relief







• relief


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 Coqueret Onagre Asclépiade Lupin

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 Oponce Mamillaire Yucca


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 Palo verde Sauge Acacia Hibiscus Créosotier Jojoba



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)

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

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 »

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…)

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.

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)


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…))


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° ) et

photosynthétisent durant la journée(T° , stomates fermés)


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


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…)


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)


Phénomènes des convergences morphologiquesS’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 Faune

• Insectes

• Araignées, Scorpions et Solifuges

• Reptiles (lézards et serpents)

• Oiseaux

• Mammifères

• Hommes


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 »


1. Les insectes (suite)

Exemples:

Ténébrion du désert du Namib

Collecte rosée matinale sur abdomen (muni de « poils »)

Position => eau coule vers bouche

Fourmi à miel

Collecte nectar lors pluies

Emmagasine sucre (10mois…)

Reserve pour colonie

Friandise recherchée…

http://perso.wanadoo.fr/denepoux/desert/photo/p4-01.html



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…


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,…


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…


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 PhrynosomeChange de couleur en fct de la journée

=> avantage évolutif


3. Les reptiles (suite)

Les lézards, varans:

Formes, couleurs, tailles variables:




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 meubleScinque: corps arrondi, pattes réduites (voir atrophiées)

nage littéralement dans et sur le sable



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 cornuDéplacements latéraux,

avantage sur sol mou,

corps = levier


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 sablesPlumes du ventre hydrophiles

Moyen de transport d’eau pour jeunes pulli


4. Les oiseaux (suite)

« Roadrunner » ou CourviteAdapté aux déplacements et chasse à vue sur le sol

Espèce saharienne

Espèce américaine


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


4. Les mammifères (suite)

Adaptations particulières:

Gerboise ou rat-kangourouNocturne, pattes larges et longues (sauts sur sol meuble)

Reins très performants

Ne boit pas




Fennec ou renard du désertNocturne, petite taille, vit dans terrier, chasse à ouïe,

Oreilles = gd surface de thermorégulation




Camélidés

Gazelles

Pelage adapté

Deux doigts palmés (déplacements)

Bosses graisseuses => eau

Pelage clair, diminution de 150 à 30 inspirations/minute


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


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:

4. Les hommes (suite)

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


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




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 mondialTouaregs:

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]

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Les adaptations du monde vivant au milieu désertique Aspects éthologiques et morphologiques développés par certains organismes face au manque deau Exposé