Réseau alimentaire du pré

Le réseau alimentaire d'un pré

Dans un milieu, les êtres vivants sont reliés par ce qu'ils mangent. Une chaîne alimentaire est une suite d'êtres vivants où chacun sert d'aliment au suivant. Les flèches vont de l'être mangé vers le mangeur : herbe → sauterelle → mésange signifie que l'herbe sert d'aliment à la sauterelle, qui sert d'aliment à la mésange. Plusieurs chaînes qui se croisent forment un réseau alimentaire.

Producteurs et consommateurs

Les producteurs (herbe, trèfle) fabriquent leur matière organique à partir d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone, grâce à la lumière : c'est la photosynthèse. Les consommateurs fabriquent leur propre matière à partir de la matière des aliments qu'ils mangent. Un consommateur qui mange des végétaux est herbivore, celui qui mange des animaux est carnivore.

Matière morte et décomposeurs

Feuilles mortes, cadavres et excréments forment la matière morte. Les décomposeurs (champignons et bactéries) la transforment en matière minérale que les producteurs peuvent réutiliser : la matière est recyclée, mais aucune énergie n'est créée. On dessine en pointillés les transferts de chaque être vivant vers la matière morte, puis de la matière morte vers les décomposeurs. Ces traits ne sont pas des prédations.

Le modèle simplifié du pré

Le modèle compte 10 éléments : 8 êtres vivants, la matière morte et les décomposeurs. Les régimes réels sont plus variés que ceux retenus ici. Une flèche absente du tableau n'est pas autorisée.

Exemples calculés

Compter les flèches. Les 2 producteurs ont chacun 3 mangeurs : 2 × 3 = 6 flèches. Puis : sauterelle 2, mulot 2, jeune lapin 1, mésange 1, couleuvre 1, soit 7 flèches. Total : 6 + 7 = 13 flèches alimentaires. La buse reçoit 4 flèches (sauterelle, mulot, jeune lapin, couleuvre).

Suivre une masse (exemple fictif). Un jeune lapin mange 560 g de végétaux en 7 jours : 560 ÷ 7 = 80 g par jour. Sa masse augmente de 50 g, soit 50 ÷ 560 ≈ 0,089, donc environ 8,9 % de l'aliment consommé. Le reste de la matière n'est pas devenu masse du lapin : une partie est rejetée en excréments (matière morte), une autre est perdue sous forme de dioxyde de carbone et d'eau rejetés par la respiration. Ce rapport compare des masses fraîches : ce n'est pas un rendement d'assimilation.

Réduire un organisme

Si un organisme diminue, on étudie ses liens directs. Ses mangeurs peuvent perdre une ressource. Les êtres vivants qu'il mange peuvent être moins consommés. Exemple : si les mulots diminuent, la couleuvre et la buse peuvent perdre une ressource, et l'herbe et le trèfle peuvent être moins mangés par les mulots. Ce raisonnement est qualitatif : il ne donne ni nombre, ni disparition certaine.

Exercice 1 : Des indices pour tracer les flèches

Situation problème. Dans un pré fictif, un observateur veut justifier des flèches du réseau, surtout celles qui arrivent à la buse. Quels indices permettent de les tracer ?

Document 1 : pelotes de buse (données construites)

Protocole modélisé : on ouvre 20 pelotes de réjection, on trie os, poils, écailles et fragments d'insectes, puis on note si les restes de chaque proie sont présents. Une pelote peut contenir plusieurs proies.

Document 2 : notes de terrain (données construites)

• Note A : une buse saisit un jeune lapin.
• Note B : un mulot ronge des feuilles de trèfle.
• Note C : une sauterelle mâche une feuille d'herbe.
• Note D : une mésange attrape une sauterelle.
• Note E : une couleuvre avale un mulot.

1. Calcule le pourcentage de pelotes contenant des restes de mulot.
2. La somme des effectifs du document 1 vaut 24 pour 20 pelotes. Explique pourquoi ce n'est pas contradictoire.
3. Construis un tableau à 3 colonnes : être vivant mangé, mangeur, note qui le montre.
4. Écris les flèches qui arrivent à la buse et que le document 1 justifie.
5. Aucun reste de mésange n'apparaît dans les 20 pelotes. Peut-on affirmer qu'aucune buse ne mange jamais de mésange ? Justifie.

Manipulation facultative : dans l'outil, trace les flèches de la question 4.

Exercice 2 : D'où vient la matière ?

Situation problème. Un élève affirme que le trèfle et le jeune lapin se nourrissent de la même façon. Comment chacun obtient-il sa matière ?

Document 1 : suivi d'un jeune lapin (données construites)

Protocole modélisé : chaque jour, on distribue 100 g de végétaux frais, puis on pèse les refus le lendemain. On suppose que la perte d'eau des végétaux par dessiccation est négligeable, pour ne pas la compter comme aliment ingéré. Aliment consommé = masse distribuée moins masse des refus. Le lapin pèse 400 g à J0 et 450 g à J7.

Document 2 : culture de trèfle (données construites)

Protocole modélisé : 20 plantules identiques de trèfle, 10 à la lumière (lot L) et 10 à l'obscurité (lot O), même sol, même arrosage, 20 °C, pendant 21 jours. Masse sèche moyenne par plantule : 2 mg au départ ; après 21 jours, 26 mg pour L et 1 mg pour O.

1. Construis un tableau Jour, distribué, refus, consommé, et complète-le.
2. Calcule l'aliment total consommé et la moyenne par jour.
3. Calcule le gain de masse du lapin et sa part du total consommé, arrondie au dixième de pour cent.
4. Le gain est inférieur à l'aliment consommé. Propose deux devenirs possibles du reste de l'aliment.
5. Calcule la variation moyenne de masse sèche de chaque lot. Quelle seule condition diffère ? Que peut-on conclure ?
6. Explique pourquoi le trèfle est un producteur et le lapin un consommateur.

Manipulation facultative : dans l'outil, trace trèfle → jeune lapin.

Exercice 3 : Décomposeurs et réduction d'un organisme

Situation problème. Dans le pré fictif, on veut comprendre le rôle des décomposeurs, puis décrire sans exagérer l'effet d'une diminution des mulots.

Document 1 : sachets de feuilles mortes (données construites)

Protocole modélisé : trois sachets de 10 g de feuilles mortes sèches sont enterrés 8 semaines, un seul sachet par condition. A : sol naturel humide, 20 °C. B : sol naturel humide, 5 °C. C : feuilles et sol stérilisés, humides, 20 °C. Masse sèche restante : A 4,5 g ; B 8,5 g ; C 9,8 g.

Document 2 : liens directs du mulot dans le modèle

Dans le modèle, la couleuvre mange aussi des mésanges. Les traits pointillés ne sont pas comptés.

1. Construis un tableau : lot, conditions, masse finale, perte en g, perte en %.
2. Compare A et B. Que peut-on conclure sur la température ?
3. Compare A et C. Que peut-on conclure sur les décomposeurs, et quelle limite signaler ?
4. Un élève écrit : « Les décomposeurs créent de l'énergie. » Corrige en une phrase.
5. Les mulots diminuent. Construis un tableau des 4 liens directs avec l'effet possible sur chaque être vivant concerné.
6. Un élève affirme : « La couleuvre disparaîtra. » Cette phrase est-elle justifiée ?

Manipulation facultative : dans l'outil, réduis le mulot et compare avec ton tableau.

Correction complète

Exercice 1 : correction

1. 11 ÷ 20 = 0,55, soit 55 % des pelotes.
2. Une pelote peut contenir plusieurs proies et être comptée plusieurs fois : 11 + 6 + 4 + 3 + 0 = 24, ce qui dépasse 20 sans contradiction.

3. Mangé	Mangeur	Note
   jeune lapin	buse	A
   trèfle	mulot	B
   herbe	sauterelle	C
   sauterelle	mésange	D
   mulot	couleuvre	E

4. Mulot → buse, jeune lapin → buse, sauterelle → buse, couleuvre → buse. Aucune flèche mésange → buse n'est justifiée (0 pelote).
5. Non. Vingt pelotes forment un petit échantillon : ne pas trouver de restes ne prouve pas l'absence de prédation. L'absence de flèche mésange → buse dans le modèle vient de la simplification, pas d'une preuve.

Exercice 2 : correction

1. Consommé = 100 g moins le refus.

   Jour	Distribué (g)	Refus (g)	Consommé (g)
   J1	100	30	70
   J2	100	25	75
   J3	100	20	80
   J4	100	20	80
   J5	100	15	85
   J6	100	15	85
   J7	100	15	85

2. 70 + 75 + 80 + 80 + 85 + 85 + 85 = 560 g ; 560 ÷ 7 = 80 g par jour.
3. 450 - 400 = 50 g ; 50 ÷ 560 ≈ 0,089, soit 8,9 %.
4. Le reste de la matière consommée est en partie rejeté en excréments (matière morte), en partie perdu sous forme de dioxyde de carbone et d'eau rejetés par la respiration. Le document ne permet pas de chiffrer ces parts. Les 8,9 % comparent des masses fraîches : ce n'est pas un rendement d'assimilation, et l'hypothèse de perte d'eau négligeable est supposée.
5. L : 26 - 2 = +24 mg. O : 1 - 2 = -1 mg. Seule la lumière diffère. Dans ces conditions, la masse sèche augmente à la lumière et pas dans l'obscurité : la lumière est nécessaire. Le rôle de l'eau ou du dioxyde de carbone n'est pas testé.
6. Le trèfle fabrique sa matière organique avec la lumière (photosynthèse). Le lapin fabrique sa matière à partir de celle du trèfle qu'il mange : trèfle → jeune lapin.

Exercice 3 : correction

1. Pertes : A 10 - 4,5 = 5,5 g, soit 55 % ; B 10 - 8,5 = 1,5 g, soit 15 % ; C 10 - 9,8 = 0,2 g, soit 2 %.

   Lot	Conditions	Masse finale	Perte (g)	Perte (%)
   A	naturel, 20 °C	4,5 g	5,5	55
   B	naturel, 5 °C	8,5 g	1,5	15
   C	stérilisé, 20 °C	9,8 g	0,2	2

2. Seule la température diffère. La perte est de 55 % à 20 °C et de 15 % à 5 °C : elle est plus faible à 5 °C. La conclusion vaut pour ces deux températures seulement.
3. Seule la stérilisation, qui élimine les décomposeurs, diffère : perte de 55 % contre 2 %. La disparition des feuilles est liée à la présence de décomposeurs. Limite : la stérilisation a pu modifier les feuilles, et il n'y a qu'un sachet par condition.
4. Les décomposeurs ne créent pas d'énergie : ils transforment la matière morte en matière minérale réutilisable par les producteurs.

5. Lien direct	Effet possible
   Herbe → mulot	herbe moins mangée par les mulots
   Trèfle → mulot	trèfle moins mangé par les mulots
   Mulot → couleuvre	la couleuvre peut perdre une ressource
   Mulot → buse	la buse peut perdre une ressource

6. Non. Le raisonnement est direct et qualitatif : la couleuvre peut perdre une ressource, mais elle mange aussi des mésanges dans le modèle. On ne peut déduire ni nombre, ni disparition.