Cycles de vie et métamorphose : comparer la coccinelle et la grenouille

Les séries de résultats de ces exercices sont construites pour l'activité et ne proviennent pas d'une étude réelle.

Qu'est-ce qu'un cycle de vie ?

Le cycle de vie d'un animal est la suite des étapes qui mènent d'un œuf à un adulte capable de se reproduire, puis à de nouveaux œufs. Chaque étape est un stade. Le cycle se referme : les adultes se reproduisent, ce qui donne de nouveaux œufs. Chez la coccinelle comme chez la grenouille, un mâle et une femelle sont nécessaires pour obtenir des œufs qui se développent.

Croissance simple et métamorphose

Un chiot ressemble déjà à un petit chien : il grandit, sa forme change peu. Chez d'autres animaux, le jeune ne ressemble pas du tout à l'adulte. On l'appelle alors une larve. La métamorphose est l'ensemble des transformations profondes du corps (forme, organes, mode de déplacement, parfois milieu de vie et alimentation) qui font passer de la larve à l'adulte. La larve n'est pas un autre animal : c'est un stade du même individu.

Le cycle de la coccinelle

La coccinelle est un insecte : son corps est protégé par une cuticule rigide et possède six pattes à l'état adulte. Cette cuticule ne s'agrandit pas : pour grandir, la larve doit changer de cuticule, c'est la mue. Le cycle comprend quatre stades.

• L'œuf est minuscule, déposé en petit groupe sur une feuille, près de proies.
• La larve est allongée, mobile, sans ailes. Elle mange beaucoup de pucerons et mue plusieurs fois.
• La nymphe est fixée et immobile, elle ne mange pas. À l'intérieur, les organes se réorganisent.
• L'adulte porte des élytres (ailes dures protégeant les ailes de vol), peut voler et se reproduire. Il ne grandit plus.

Le cycle de la grenouille

La grenouille est un amphibien. Les œufs sont pondus dans l'eau. Le jeune, le têtard, a une queue, aucune patte au début et respire par des branchies. Il se nourrit surtout d'algues. Puis les pattes arrière apparaissent, ensuite les pattes avant, les poumons se développent et la queue se résorbe : sa matière est réutilisée par l'organisme. La jeune grenouille peut quitter l'eau. L'adulte respire par les poumons et par la peau, et capture des petits animaux (insectes, vers). Il n'y a pas de stade immobile : la transformation se déroule chez un animal actif.

Comparer les deux cycles

Point commun : dans les deux cas, la larve diffère fortement de l'adulte, il y a donc métamorphose.

Exemple analysé

Sur un rosier, on observe un animal de 9 mm, allongé, sombre, avec six pattes, sans ailes, qui se déplace et mange des pucerons. Raisonnons. Six pattes et cuticule : c'est un insecte. Il se déplace et mange : ce n'est ni un œuf ni une nymphe. Il n'a ni ailes ni élytres : ce n'est pas un adulte. Conclusion : c'est une larve de coccinelle. Elle ne deviendra pas un adulte en grandissant simplement : elle passera par la nymphe, puis l'adulte apparaîtra, parfois plus petit que la larve.

Un piège à éviter

Penser que la nymphe « dort » et que rien ne s'y passe. Immobile ne veut pas dire inactive : c'est pendant ce stade que les organes de la larve se réorganisent en organes d'adulte. Autre erreur fréquente : juger le stade d'après la taille. Une larve de coccinelle peut être plus grande qu'un adulte, car la taille de l'adulte est fixée à la fin de la métamorphose et l'adulte ne grandit plus ensuite. Pour identifier un stade, on observe la forme, les pattes, les ailes, le mouvement et l'alimentation.

Vocabulaire à retenir

Stade : étape du cycle. Larve : jeune qui ne ressemble pas à l'adulte. Nymphe : stade fixe de l'insecte entre larve et adulte. Mue : changement de cuticule. Métamorphose : transformation profonde de la larve en adulte.

Les séries de résultats de ces exercices sont construites pour l'activité et ne proviennent pas d'une étude réelle.

Situation-problème

Lors d'une sortie près d'un jardin avec une mare, la classe de 6e trouve sur un rosier un animal allongé et sombre qui mange des pucerons, puis, dans la mare, de petits animaux à queue, sans pattes, qui broutent des algues. Une élève affirme : « Ce sont des bébés, ils vont simplement grandir pour ressembler à leurs parents, comme un chiot. » Un camarade n'est pas d'accord. À l'aide des deux documents ci-dessous, vous devez décider si ces deux animaux se développent comme un chiot et préciser ce qui distingue leurs cycles de vie.

Document 1 : cycle de la coccinelle à sept points (Données pédagogiques simplifiées, 22 °C)

Document 2 : suivi d'un têtard de grenouille rousse (Données pédagogiques simplifiées, eau à 15 °C)

Un observateur suit un même têtard dans un bac d'eau de mare, sans le manipuler, et le photographie une fois par semaine. Il note que l'animal broute des algues vertes fixées sur les parois jusqu'à la semaine 10. À la semaine 12, l'animal est posé sur une pierre émergée et capture de minuscules insectes.

Exercice 1 : observer et identifier les stades

1. Citez dans l'ordre les quatre stades de la coccinelle d'après le Document 1.
2. Parmi les stades de la coccinelle, relevez celui, situé entre la larve et l'adulte, qui ne mange pas et ne se déplace pas. Le Document 2 montre-t-il un stade comparable chez la grenouille ? Justifiez.
3. Relevez deux changements du corps du têtard entre la semaine 1 et la semaine 12.
4. La taille maximale de la larve de coccinelle est-elle supérieure ou inférieure à celle de l'adulte ? Que pouvez-vous en déduire sur l'usage de la taille pour identifier un stade ?

Exercice 2 : calculer et concevoir une observation

1. Calculez la durée du développement de la coccinelle de l'œuf à l'adulte.
2. Calculez le nombre total de pucerons mangés par une larve pendant ses stades 1 à 4. Détaillez chaque étape.
3. Calculez l'augmentation de longueur totale du têtard entre les semaines 1 et 10, puis l'augmentation moyenne par semaine (arrondie au dixième).
4. Calculez la diminution de longueur entre les semaines 10 et 12. La disparition de la queue l'explique-t-elle entièrement ? Que devient la matière de la queue ?
5. Proposez un protocole simple et sans danger pour suivre dans un jardin une larve de coccinelle sur une feuille : ce que l'on note, à quelle fréquence, avec quel matériel, et pourquoi suivre plusieurs larves.

Exercice 3 : argumenter à partir des deux documents

1. Évaluez l'affirmation « ils vont simplement grandir comme un chiot ». Donnez deux arguments appuyés sur les documents.
2. La larve et l'adulte de la coccinelle mangent des pucerons, alors que le têtard et la grenouille adulte ont des aliments différents. Expliquez en quoi cette différence peut modifier les relations entre jeunes et adultes d'une même espèce.
3. Un élève écrit : « Le têtard a mis 12 semaines, donc tous les têtards de grenouille mettent 12 semaines. » Discutez cette conclusion.
4. Rédigez en quatre à cinq lignes une conclusion indiquant un point commun et deux différences entre les cycles de vie des deux animaux.

Correction complète

Exercice 1 : correction

1. Les stades de la coccinelle sont : œuf, larve, nymphe, adulte. Le tableau découpe la larve en deux lignes, mais il s'agit d'un seul stade de vie, la larve.
2. Le stade situé entre la larve et l'adulte qui ne mange pas et reste immobile est la nymphe (alimentation aucune, déplacement fixée, immobile). L'œuf ne mange pas non plus, mais il se trouve avant la larve : la question le écarte, donc la réponse est unique. Dans le Document 2, l'animal broute des algues jusqu'à la semaine 10, puis à la semaine 12 il est posé sur une pierre émergée et capture des insectes : aucun stade immobile sans repas n'est décrit. Le tableau ne donne que cinq semaines, donc on peut seulement dire que ces données ne montrent aucun stade comparable à la nymphe.
3. Exemples acceptés : apparition des pattes arrière (semaine 8) puis des pattes avant (semaine 10) ; disparition de la queue (24 mm à 0 mm) ; passage des branchies aux poumons ; sortie de l'eau. Deux changements suffisent, avec les valeurs du tableau.
4. La larve atteint 10 mm et l'adulte mesure 7 mm : la larve est plus grande. La taille ne suffit donc pas à identifier un stade. Il faut observer pattes, ailes, déplacement et alimentation.

Critères de réussite : stades dans le bon ordre, valeurs citées avec leur unité, justification fondée sur le tableau.

Exercice 2 : correction

1. Durée : 4 + 6 + 9 + 7 = 26 jours (œuf, larve, nymphe). L'adulte apparaît donc après 26 jours à 22 °C.
2. Stades 1 et 2 : 6 jours × 20 pucerons = 120 pucerons. Stades 3 et 4 : 9 jours × 55 pucerons = 495 pucerons. Total : 120 + 495 = 615 pucerons en moyenne pendant les 15 jours de vie larvaire.
3. Augmentation : 50 − 8 = 42 mm. Il s'écoule 10 − 1 = 9 semaines. Moyenne : 42 ÷ 9 ≈ 4,7 mm par semaine. Cette moyenne cache des variations : entre les semaines 1 et 4 on gagne 17 mm en 3 semaines, soit environ 5,7 mm par semaine.
4. Diminution : 50 − 20 = 30 mm. La queue mesure 24 mm à la semaine 10 et 0 mm à la semaine 12, elle explique donc 24 mm sur 30 mm. Les 6 mm restants ne sont pas expliqués par le document : on ne peut pas les attribuer avec certitude (réorganisation du corps, mesure par photographie, autre cause). La matière de la queue n'est pas simplement perdue : elle est réutilisée par l'organisme.
5. Protocole attendu : choisir plusieurs larves visibles sur des feuilles, les repérer sans les toucher (par exemple en photographiant la plante entière à chaque fois), les observer une fois par jour à heure fixe, noter la date, la température, la taille mesurée avec une règle placée près de la feuille sans contact, la forme et l'activité. Précautions : ne pas déplacer l'animal, se laver les mains. Suivre plusieurs larves permet de voir si les résultats se retrouvent, car un seul individu peut être atypique.

Critères de réussite : calculs détaillés avec unités, arrondi correct, reconnaissance de la part non expliquée dans la question 4, protocole précis et réalisable.

Exercice 3 : correction

1. L'affirmation est fausse pour ces deux animaux. Argument 1 : le têtard n'a ni pattes ni poumons au début et possède une queue et des branchies, alors que l'animal de la semaine 12, une jeune grenouille, a quatre pattes et des poumons. Argument 2 : la larve de coccinelle (sans ailes, jusqu'à 10 mm) est plus grande que l'adulte (7 mm) et passe par une nymphe immobile. Une croissance simple ne produirait ni ce changement de forme, ni cette réduction de taille. Il y a métamorphose.
2. Larve et adulte de coccinelle mangent tous deux des pucerons (55 et 50 par jour à la fin de la vie larvaire) : si les pucerons sont rares, ils peuvent se disputer la même nourriture. Le têtard mange des algues et la grenouille des animaux : leur nourriture et leur milieu étant différents, cette concurrence directe est peu probable. On exprime une possibilité, pas une certitude.
3. La conclusion est trop générale. Il s'agit d'un seul têtard, dans un bac, à 15 °C. La durée peut varier selon la température, l'alimentation, l'espèce ou l'individu. Il faudrait suivre de nombreux têtards dans des conditions variées avant de généraliser.
4. Exemple de conclusion : la coccinelle et la grenouille subissent toutes deux une métamorphose, car leurs jeunes diffèrent fortement des adultes. La coccinelle passe par une nymphe immobile sans repas, pas la grenouille. La larve de coccinelle vit hors de l'eau et mange des pucerons comme l'adulte, alors que le têtard vit dans l'eau et mange surtout des algues.

Critères de réussite : arguments tirés des documents, vocabulaire exact (larve, nymphe, métamorphose), prudence sur la généralisation, conclusion qui compare réellement les deux cycles.